Генетика шимпанзе может объяснить, как предки человека учились жить в саванне
Исследование международной группы ученых под руководством Калифорнийского университета показало, что шимпанзе обладают генетическими адаптациями, которые помогают им процветать в лесах и саваннах, и даже защищают от малярии. Работа опубликована в журнале Science.
Ведущий автор исследования, профессор Аида Андрес говорит: «В мире насчитывается несколько сотен тысяч шимпанзе, но они обитают в самых разных ландшафтах от востока Африки до крайнего запада континента, включая густые тропические леса и открытые участки леса и саванны. Это делает их совершенно уникальными, поскольку, за исключением человека, все остальные приматы живут исключительно в лесах».
В своей работе ученые показали, что, помимо поведенческих адаптаций, разные популяции шимпанзе имеют и генетические различия, позволяющие им выживать в разных локальных средах.
Как шимпанзе приспособились к таким разным условиям обитания
Для изучения генетической адаптации международной команде исследователей из институтов Африки, Европы и Северной Америки необходимо было получить ДНК у находящихся под угрозой исчезновения и трудно уловимых диких шимпанзе, не потревожив их.
Животному нельзя просто предложить подержать за щекой ватную палочку для взятия пробы ДНК. Ученым пришлось использовать для этого образцы фекалий. Современные лабораторные и вычислительные методы позволили ученым изучить ДНК шимпанзе в этих образцах и провести крупнейшее на сегодняшний день исследование локальной адаптации у диких млекопитающих.
Исследователи проанализировали экзомы (кодирующую белки часть генома) 828 диких шимпанзе, 388 из которых были включены в окончательный анализ. Животные представляют 30 различных популяций по всему географическому и экологическому диапазону обитания четырех подвидов шимпанзе.
Ученые сравнили генетическую информацию с данными о местной среде обитания каждой популяции шимпанзе и выявили генетические варианты, которые встречаются в определенных регионах гораздо чаще, чем в других, и которые, вероятно, дают преимущества носителям этого генетического варианта в определенных местах обитания.
Ученые обнаружили признаки генетической адаптации в генах, связанных с определенными патогенами (микроорганизмами, вызывающими заболевания) у шимпанзе, живущих в лесах, где наблюдается высокая концентрация патогенов, причем наиболее сильные признаки адаптации были обнаружены в генах, связанных с малярией. В их число входят два гена, которые, как отвечают за адаптацию и устойчивость к малярии и у людей: GYPA и HBB.
Полученные данные показали, что малярия, вероятно, является серьезным заболеванием для диких лесных шимпанзе и адаптация к малярийному паразиту произошла независимо друг от друга за счет изменений в одних и тех же генах у шимпанзе и человека.
Соавтор исследования доктор Харрисон Остридж говорит: «Обнаружение доказательств адаптации к малярии у шимпанзе, связанной с теми же генами, которые влияют на устойчивость к малярии у людей, поразительно с эволюционной точки зрения, так как предполагает, что существует очень ограниченное количество способов выработать устойчивость к малярийному паразиту».
Исследование показывает, что шимпанзе генетически адаптированы для жизни в саванне, где выше температура, меньше осадков и меньше пищи. Изучение шимпанзе в саванне может объяснить, как миллионы лет назад предки человека приспосабливались к аналогичным условиям обитания, когда они впервые переселились из африканских лесов в саванну.