Czym różnimy się od szympansów?

 

Naukowcy mieli dużą nadzieję na to, że rozwój współczesnej genomiki porównawczej dostarczy im nie tylko wskazówek, jak zwalczać niebezpieczne choroby genetyczne, ale też, że przy pomocy tego narzędzia da się prześledzić dzieje ewolucyjne człowieka. Jednak zamiast prostych rozwiązań, dzięki genomice powstało więcej pytań niż odpowiedzi. Niedawno w Newsweeku ukazał się artykuł Bożeny Kastory „Czym różnimy się od szympansów?” (14 marca 2012 ). Autorka podsumowuje w tym artykule obecny stan wiedzy, jaki wynika z genomiki porównawczej. Postanowiłem zamieścić ten tekst w całości, z podaniem strony źródłowej. Proszę zwrócić uwagę, że biologom ewolucyjnym opadły ręce. Wszystkie wcześniejsze wyobrażenia na temat ewolucji, w oparciu o centralny dogmat biologii, rozsypały się w pył. Dokładniejsze badania pokazały, że szympansy wcale nie są tak genetycznie podobne do człowieka, jak to sobie wyobrażano jeszcze całkiem niedawno. Biologowie ewolucyjni czują jednak misję, aby nowe obserwacje jakoś wtłoczyć w obowiązujący w biologii paradygmat neodarwinowski. Jednak nowe dane do tego stopnia burzą wcześniejsze wyobrażenia o ewolucji, że pozostało im tylko mętnie mówić o duplikacjach, w wyniku których rzekomo powstali przodkowie podstawowych grup zwierząt (roślin, ryb, płazów, gadów i ssaków) i o „czarodziejce ewolucji, która w jakiś sposób z tych samych klocków kleci różne organizmy”. Szanowni Czytelnicy: teoria ewolucji w prymitywnej wersji neodarwinowskiej, w takiej o jakiej opowiadały książki Richarda Dawkinsa, jest już martwa. Rzeczywistość molekularna okazała się nieprzebycie bardziej skomplikowana niż to sobie do niedawna wyobrażono. Na horyzoncie pojawia się nieuchronna zagłada neodarwinowskiego mitu, który będzie zastąpiony nową i prawdziwą teorią inteligentnego projektu! Neodarwinizm stał się po prostu za krótki, żeby dać zadawalające wyjaśnienie współczesnych obserwacji biologicznych. Podstawowe geny u wszystkich organizmów są w zasadzie identyczne, a wszelkie niezwykle skomplikowane przepisy na dany rodzaj organizmów są zapisane w owym 98% części genomu, którą kiedyś uważało się za śmieciowe pozostałości po ewolucji.

                           „Czym różnimy się od szympansów?

Jeśli ciało człowieka, słonia czy nietoperza zapisane jest w podobnych genach, dlaczego z tych zapisów powstają tak różne zwierzęta? Odpowiedź na to pytanie doprowadziła do przewrotu w nauce o dziedziczeniu.

Dziesięć lat temu zdawało się, że badacze schwytali Pana Boga za nogi. Rozszyfrowali ludzki genom. Zapisali chemiczny skład i kolejność ponad trzech miliardów części ludzkiego zapisu genetycznego. Dzięki setkom badaczy w kilkunastu krajach świata powstała mapa ludzkiego genomu. Wydawało się, że teraz wszystko będzie możliwe. Znajdziemy geny powodujące ciężkie choroby i będziemy je wymieniać na zdrowe. Zrozumiemy także, co nas różni od świata zwierząt i dlaczego jesteśmy koroną stworzenia.

Wkrótce jednak wszystko okazało się nie takie proste. Zaczęło się od tego, że – jak dokładnie policzono – mamy zaledwie 30 tysięcy genów. Sądziliśmy, że mamy trzy razy więcej, co najmniej 100 tysięcy. Tymczasem w liczbie genów ustępujemy nawet roślinom, choć niewątpliwie zawsze czuliśmy się od nich bardziej skomplikowani.

Nie mamy ich więcej niż zwierzęta hodowlane, psy i koty czy szkodniki z naszych pól uprawnych. Od płaskich robaków z gatunku nicieni, o których myślimy z obrzydzeniem, jesteśmy bogatsi tylko o 6 tysięcy genów. Nie chodzi zresztą o nasze ambicje i szczególne miejsce, jakie chcielibyśmy utrzymać jako istoty najbardziej wyrafinowane w królestwie żywych stworzeń. Ważniejsza okazała się sprzeczność między skromną liczbą naszych genów a kilkakrotnie większą liczbą różnych białek, które tworzą nasze ciała.

Mnożą się zagadki 

Zagadką do rozwiązania stało się pytanie: według jakich instrukcji powstaje w nas 100 tysięcy różnych typów białek, skoro mamy tylko 30 tysięcy różnych genów? Od kilkudziesięciu lat centralny dogmat biologii molekularnej zakładał przecież, że jeden gen to recepta na jedno tylko białko.

Geny długowieczności 

Następna zagadka czekała już w kolejce. Im więcej genomów zwierzęcych udało się przebadać, tym bardziej stawało się oczywiste, że stworzenia tak różne fizycznie, jak słoń, niedźwiedź, delfin, nietoperz czy człowiek, mają zaskakująco podobne geny. Tymczasem biolodzy byli wcześniej przekonani, że rozmaitość świata zwierzęcego jest właśnie wynikiem odmiennych genów. Jeśli jednak ciało człowieka, delfina, słonia czy nietoperza zapisane jest w podobnych genach, dlaczego z tych podobnych zapisów powstają tak różne zwierzęta?

Odpowiedź na te pytania doprowadziła do przewrotu w nauce o dziedziczeniu. Do detronizacji genów jako jedynych struktur decydujących o fizycznej i psychicznej tożsamości człowieka, myszy, słonia czy szympansa. Okazało się, że ponad genami i poza nimi działają jeszcze ważne instancje kontrolne.

Podwojenie genomów

Od czasu odkrycia podwójnej spirali DNA przez Jamesa Watsona i Francisa Cricka przyjęto jako niepodważalny paradygmat, że najważniejsze są geny, w nich są recepty na funkcjonowanie całego organizmu. Ten przekaz wydawał się prosty i jasny wtedy, gdy go formułowano. W rzeczywistości jednak przepływ informacji genetycznych w żywych organizmach nie ma nic wspólnego z prostotą. Jest niepomiernie skomplikowany. Ma wiele poziomów złożoności. Dlatego w wyniku odkryć z ostatnich lat geny musiały się podzielić swoim wpływem z tak zwanymi niekodującymi częściami DNA i z odmiennym od DNA kwasem nukleinowym, określanym w skrócie jako RNA (rybonukleinowy). – Jak zdobywcy nowego lądu odkrywamy zaskakujące krajobrazy – skomentował zmiany w sposobie myślenia o dziedziczeniu jeden z uczestników tej rewolucji, profesor Eric Lander, amerykański biolog i matematyk, szef jednego z zespołów pracujących nad projektem poznania ludzkiego genomu.

Epoka łagodności: Nie wolno zabić muchy

Przede wszystkim z ponad 3 miliardów zasad tworzących ludzkie DNA tylko półtora procent całości stanowią geny. Reszta to między innymi zapis tego, czym byliśmy w przeszłości i wielokrotne kopie takich samych fragmentów DNA. Wielu badaczy uważa, że rewolucje w świecie żywym, takie jak pojawienie się zwierząt kręgowych, mogły się zdarzyć tylko przez podwojenie genów już istniejących w jakimś stworzeniu wcześniejszym ewolucyjnie. Na przykład genom jakiegoś bezkręgowca został w pewnym momencie wzbogacony o bliźniaczą kopię. Zamiast pojedynczego zestawu DNA powstały dwa komplety. Dodatkowe geny stały się swego rodzaju surowcem dla ewolucji. Mogły wypełniać nowe zadania. Pierwsza kopia, niezmieniona, mogła spełniać dotychczasowe funkcje, zapewniając organizmowi bezpieczne trwanie.

Takie podwojenie genomów w historii życia na Ziemi nastąpiło, jak się sądzi, trzykrotnie. Zapoczątkowało powstanie ryb kręgowych z bezkręgowców, a następnie dalsze zróżnicowanie ryb i pojawienie się kręgowców lądowych. Podwajanie genów podczas każdego z tych etapów ewolucji może wyjaśnić, dlaczego mamy w DNA wiele kopii tych samych fragmentów zapisu genetycznego. A zarazem mogłoby wytłumaczyć, jak to się stało, że zapisy genetyczne tak różnych zwierząt jak mysz, niedźwiedź i człowiek są do siebie podobne. Bo ewolucja okazała się równocześnie niesłychanie twórcza i konserwatywna. Mnogość nowych form konstruowała wciąż z tych samych klocków. Używała tych samych genów i tego samego materiału w najróżniejszych kombinacjach. Do wyjaśnienia pozostaje tylko pytanie, dzięki czemu uzyskała tak odmienne kombinacje.

Układanka z klocków Wkrótce po rozszyfrowaniu ludzkiego genomu można było wątpić w naszą wyjątkowość. Wyszło bowiem na jaw, że mamy 98 procent takich samych genów jak szympansy. Żeby tę przykrą wiadomość zweryfikować, najprościej byłoby porównać gen po genie człowieka i szympansa. To jednak zadanie gigantyczne.

W 2004 roku zbadano dokładnie tylko jeden chromosom (zespół genów) u człowieka i analogiczny u szympansa. I (hurrra!) spośród 230 genów aż 80 procent porównanych genów miało różnice, które mogą decydować o odmienności powstających z nich białek. – Do tej pory byliśmy przekonani, że na poziomie DNA jesteśmy bardzo podobni do szympansów, nasze wyniki jednak ujawniły znacznie większe różnice, niż się spodziewaliśmy – skomentował te rezultaty jeden z badaczy.

Między innymi różnimy się od szympansów dzięki temu, że u nas liczne geny włączają się później niż u małp, ale za to dłużej pozostają aktywne. Wśród tych różnic najważniejsze jest wolniejsze i dłuższe u ludzi niż u naszych czworonożnych krewnych rozwijanie się mózgu. Małpi mózg jest niemal ukształtowany w momencie urodzenia. Natomiast ludzki noworodek przychodzi na świat z mózgiem czterokrotnie mniejszym niż mózg człowieka dorosłego. Za to organ ten rozwija się niemal do końca życia. Dzieje się tak dlatego, że aktywność genów odpowiedzialnych za szare komórki ludzkiego mózgu zmienia się w trakcie rozwoju inaczej niż u małp. Ich aktywność trwa też u nas o wiele dłużej.

To jeden z wielu przykładów ewolucji, która z tych samych genów potrafiła wyczarować dwa kompletnie różne gatunki. I choć korzystała z tych samych klocków, stworzyła istoty, które jako jedyne na Ziemi potrafią mówić, badać własne i cudze geny i odkrywać tajemnice przestrzeni kosmicznej.”

ŹRÓDŁO:

http://wiedza.newsweek.pl/czym-roznimy-sie-od-szympansow,87060,1,1.html

2 responses to “Czym różnimy się od szympansów?

  1. Nie znalazłem adresu do kontaktu, więc wpiszę się tu – na miejscu komentarza.
    Chciałem pogratulować bloga i zacięcia w tematyce ogólnie zwalczanej.
    Życzę dalszych owoców Biosławku🙂

    http://2p119.blogspot.com/2012/03/ps13915-17.html

Skomentuj

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s