Достаточно распространенным является мнение, что геномы человека и шимпанзе отличаются всего на 1–2%. Эти два вида возникли от общего предка, обитавшего примерно 5 млн. лет назад. Однако не стоит забывать, что данные по процентному отличию двух геномов получены на основании сравнения только общих генов. В то время как эволюция способна на большее, чем простое манипулирование с нуклеотидными последовательностями. В частности, число копий одно и того же гена может варьировать у разных видов (удвоение генов является одним из важнейших механизмов накопления мутаций в процессе эволюции). Иногда гены приобретаются, а иногда утрачиваются. Охарактеризовать количественно этот генетический круговорот является непростой задачей, хотя бы потому, что для этого необходимы полные геномные последовательности многих видов.

Сегодня, когда полностью установлено несколько геномов млекопитающих и разработаны эффективные методы их статистического анализа, Мэттью Хаан (Matthew Hahn) и его коллеги из Университета Индианы (Блумингтон) занялись детальным изучением доступной генетической информации. На основании анализа 6 геномов млекопитающих они определили, насколько быстро гены удваиваются или утрачиваются [1]. Изучив порядка 120 тыс. генов из 10 тыс. семейств генов, ученые обнаружили, что скорость изменения генов у приматов выше, чем у собак и грызунов (см. также [2] о влиянии скорости метаболизма на эволюцию белков). При этом у человека эти процессы происходят еще быстрее. Так человеческие гены меняются в 1,6 и 2,8 раз быстрее, чем у обезьян и остальных млекопитающих, соответственно. Благодаря такому быстрому процессу изменения генетической информации, 6,4% из 22 тыс. человеческих генов отсутствует у шимпанзе, что делает отличие между двумя видами более существенным.

«Вы можете представить себе геном, подобно вращающейся двери — гены имеют обыкновение приходить, оставаться и уходить», — говорит Хаан, который недавно опубликовал свои исследования [3]. Он считает, что такой генетический круговорот является основой для естественного отбора. Семейства генов, которые быстро расширяются, имеют характерные признаки адаптивных изменений ДНК. Особенный интерес представляет группа генов, определяющих работу головного мозга, количество которых более чем в два раза увеличено у людей.

Литература

1. Evolutionary sprint made us human. (2007). Science News;
2. Эволюция белков зависит от уровня метаболизма видов;
3. Bin Qian, Srivatsan Raman, Rhiju Das, Philip Bradley, Airlie J. McCoy, et. al.. (2007). High-resolution structure prediction and the crystallographic phase problem. Nature. 450, 259-264.