Напомним нашим уважаемым читателям, что хромосомы – это такие штуки, в которые в наших клетках упакована ДНК. У человека 23 пары хромосом (23 достались нам от мамы и 23 – от папы. Итого 46). Полный набор хромосом называется «кариотип». В каждой хромосоме содержится в плотно скрученном виде очень большая молекула ДНК.
Важно не число хромосом, а те гены, которые в этих хромосомах содержатся. Один и тот же набор генов может быть упакован в разное число хромосом.
Например, две хромосомы взяли и слились в одну. Число хромосом уменьшилось, но генетическая последовательность, которая содержится в них, осталась той же. (Представьте себе, что между двумя соседними комнатами сломали стенку. Получилась одна большая комната, но содержание – мебель и паркет – прежнее…)
Слияние хромосом и произошло у нашего предка. Именно поэтому у нас на две хромосомы меньше, чем у шимпанзе, притом что гены практически одинаковы.
Откуда нам известно о близости генов человека и шимпанзе?
В 1970‑е гг., когда биологи научились сравнивать генетические последовательности разных видов, это проделали для человека и шимпанзе. Специалистов ждал шок: «Различие в нуклеотидных последовательностях вещества наследственности – ДНК – составило у человека и шимпанзе в целом 1,1 %, – писал известный советский приматолог Э. П. Фридман в книге «Приматы». – …Виды лягушек или белок в пределах одного рода отличаются друг от друга в 20–30 раз больше, чем шимпанзе и человек. Это было столь удивительно, что пришлось срочно как-то объяснять несоответствие молекулярных данных тому, что известно на уровне целостного организма»{154}.
А в 1980 г. в авторитетном журнале Science вышла статья команды генетиков университета Миннеаполиса The Striking Resemblance of High-Resolution G-Banded Chromosomes of Man and Chimpanzee («Поразительное сходство окрашенных с высокой разрешающей способностью на полосы хромосом человека и шимпанзе»{155}).
Исследователи применили новейшие на тот момент методы окраски хромосом (на хромосомах появляются поперечные полоски разной толщины и яркости; при этом каждая хромосома отличается своим особым набором полосок). Оказалось, что у человека и шимпанзе исчерченность хромосом почти идентична! Но как же лишняя хромосома? А очень просто: если напротив второй хромосомы человека поставить в одну линию 12‑ю и 13‑ю хромосомы шимпанзе, соединив их концами, мы увидим, что вместе они и составляют вторую человеческую.
Позже, в 1991 г., исследователи присмотрелись к точке предполагаемого слияния на второй человеческой хромосоме и обнаружили там то, что искали, – последовательности ДНК, характерные для теломер – концевых участков хромосом. Еще одно доказательство, что на месте этой хромосомы когда-то было две!{156}
Но как происходит такое слияние? Допустим, у кого-то из наших предков две хромосомы соединились в одну. У него получилось нечетное количество хромосом – 47, в то время как у остальных, не мутировавших особей, – по-прежнему 48! И как же такой мутант потом размножался? Как вообще могут скрещиваться особи с разным числом хромосом?
Казалось бы, количество хромосом четко разграничивает виды между собой и является непреодолимым препятствием для гибридизации. Каково же было удивление исследователей, когда, изучая кариотипы различных млекопитающих, они стали обнаруживать разброс в числе хромосом внутри некоторых видов! Так, в разных популяциях обыкновенной бурозубки эта цифра может гулять от 20 до 33{157}. А разновидности мускусной землеройки, как отмечено в статье П. М. Бородина, М. Б. Рогачевой и С. И. Ода, «отличаются друг от друга больше, чем человек от шимпанзе: животные, обитающие на юге Индостана и на Шри-Ланке, имеют в кариотипе 15 пар хромосом, а все остальные землеройки от Аравии до островов Океании – 20 пар… Оказалось, что число хромосом уменьшилось потому, что пять пар хромосом типичной разновидности слились друг с другом: 8‑я с 16‑й, 9‑я с 13‑й и т. д.»{158}
Загадка! Напомню, что при мейозе – клеточном делении, в результате которого образуются половые клетки, – каждая хромосома в клетке должна соединиться со своей парой-гомологом. А тут при слиянии возникает непарная хромосома! Куда же ей податься?
Оказывается, проблема решается! П. М. Бородин описывает этот процесс, который он лично зарегистрировал у 29‑хромосомных пунаре. Пунаре – щетинистые крысы, обитающие в Бразилии. Особи с 29 хромосомами получились при скрещивании между 30– и 28‑хромосомными пунаре, относящимися к разным популяциям этого грызуна.
При мейозе у таких гибридов парные хромосомы успешно находили друг друга. «А оставшиеся три хромосомы образовали тройку: с одной стороны – длинная хромосома, полученная от 28‑хромосомного родителя, а с другой – две покороче, которые пришли от 30‑хромосомного родителя. При этом каждая хромосома встала на свое место»{159}.
Итак, главное, чтобы гомологичные участки хромосом соединились друг с другом: «Не столь важно, к каким хромосомам эти участки приделаны. Могут возникнуть ограничения плодовитости у части гибридов или стерильность. Но это не обязательно»{160}, – поясняет С. А. Боринская.
При скрещивании 47‑хромосомного мутанта с 48‑хромосомной «дикой» особью часть деток получится обычной, 48‑хромосомной (24 + 24), а часть – 47‑хромосомной (23 от мутантного родителя + 24 от обычного). В итоге появляется уже несколько особей с нечетным числом хромосом. Остается им найти друг друга – и вуаля: в следующем поколении появляются 46‑хромосомники (23 + 23).
Таким образом, слияние хромосом у предков человека – вовсе не исключительный случай. Механизм этого процесса еще до конца не изучен, но несомненно, что в эволюции разных видов такое происходило неоднократно.
Резюме
Не в числе хромосом дело, а в тех генах, которые в этих хромосомах содержатся!
Миф № 49
К человеку генетически гораздо ближе свинья, чем обезьяна. Недаром людям пересаживают свиные органы!
Читатели столько раз спрашивали меня о генетике хрюшек, что некоторое время назад я попросил трех квалифицированных генетиков разъяснить ситуацию. Ответ ученых однозначный: это утверждение – полная чушь. Если уж на то пошло, генетически к человеку гораздо ближе мышь, чем свинья. Кстати, стволовые клетки мышей – а не свинок! – сейчас используются для создания искусственной человеческой кожи.
Комментирует В. А. Трифонов, специалист по сравнительной геномике:
Когда мы строим молекулярные филогении на основе данных секвенирования, то свинья никогда не попадает в родственники человеку. Таких данных можно привести множество, и они гораздо точнее и надежней, чем общие оценки молекулярных различий. Отличий между геномами свиньи и человека сотни тысяч, поэтому для их оценки используются специальные программы, которые, основываясь на сходстве и различии множества признаков, строят филогенетические деревья.
Во всех опубликованных филогениях свинья прочно занимает свое место среди парнокопытных, а человек «никуда не выскакивает» из отряда приматов. То есть данные, полученные по анализу разных последовательностей ДНК, одинаково отвечают на этот вопрос, подтверждая в этом вопросе филогении, построенные по морфологическим признакам еще в XIX в.{161}
{162}
«Но почему же тогда органы пересаживают от свиней?!» – спрашивает настойчивый читатель.
Во-первых, должен вас разочаровать: люди со свиными органами пока что существуют только в фантастической литературе. В реальности же в широкой практике дальше пересадки свиного сердечного клапана или кожи дело не идет: крайне сложно преодолеть реакцию отторжения, вызываемую в организме чужеродным органом.
Правда, печень свиньи может подключаться к больному… временно – на час-полтора. Такой метод практикуется для «разгрузки» собственной печени пациента, страдающего печеночной недостаточностью: пока подключенный орган выполняет свою работу, больная печень отдыхает и восстанавливается. За короткий срок организм не успевает распознать чужака, так что можно избежать негативных последствий для пациента. Подобные процедуры проводились еще в СССР{163}.
Во-вторых, я не знаю, дорогой читатель, едите ли вы свинину. Но многие ваши соотечественники едят. Спросите такого соотечественника, согласился бы он откушать суп из… шимпанзе. Отдельный вопрос – сколько стоил бы такой суп.
