Чому ми так різні: генетичні відмінності між людьми та шимпанзе

Поряд з бонобо, шимпанзе є найближчими живими родичами людини, і їхній геном вражаюче схожий на наш. Однак шимпанзе не керують автомобілями, не говорять данською і не грають на кларнеті, тож якщо ми так генетично схожі, чому ми настільки різні у зовнішньому вигляді та поведінці?

Наскільки ми схожі насправді?

Вважається, що люди і шимпанзе розійшлися від спільного предка близько шести мільйонів років тому, що є досить недавнім у еволюційних термінах. У середині 2000-х років вчені змогли секвенувати геном шимпанзе на ім’я Клінт, виявивши, що, в абсолютних термінах, генетичний код виду на 96 відсотків ідентичний нашому.

Однак значна частина цієї різниці пояснюється дуплікацією, коли ділянки геному просто повторюються в одному виді, але не в іншому. Однак з точки зору реальних генів ми схожі на 98,8 відсотка, тобто лише 1,2 відсотка нашого генетичного коду не знайдено у шимпанзе.

Це здається небагато, але коли врахувати, що людський геном складається приблизно з трьох мільярдів пар основ – або часток генетичної інформації – то цей невеликий відсоток складає близько 35 мільйонів розбіжностей між двома видами.

Де знаходяться відмінності?

Багато відмінностей між людськими та шимпанзе геномами можна знайти в ділянках, які відповідають за транскрипційні фактори, які діють як генетичні перемикачі, що вказують, коли різні гени повинні активуватися, а коли залишатися неактивними. Іншими словами, багато чого з нашої людяності не пов’язано з генами, які є специфічними для нашого виду, але обумовлено тим, що гени, які ми поділяємо з шимпанзе, виражаються унікальним чином.

Наприклад, гени, що кодують нейрони в кожному з наших мозкових регіонів, майже такі ж, як і ті, що знаходяться у шимпанзе, але їхній шаблон активації гарантує, що ми розвиваємо більше цих клітин – і, отже, більший мозок – ніж інші примати. Все, що нас відокремлює, це невелика ділянка геному, яка контролює ступінь поділу клітин у нервовій системі, а не власне гени, які кодують створення різних нейронів.

Таким чином, геноми, які виглядають майже ідентичними, можуть породжувати надзвичайно різні фенотипічні характеристики. Гени можуть бути однаковими, але тонкі відмінності в частинах геному, які контролюють експресію генів, можуть повністю змінити кінцевий продукт.

Людські гени

Вчені досі аналізують дані, щоб зрозуміти, як саме працюють 1,2 відсотка нашого геному, що є унікально людським. На сьогодні вони змогли ідентифікувати певні ділянки, які, здається, кодують певні характеристики.

Наприклад, ген під назвою ASPM, ймовірно, пов’язаний з нейрогенезом і розміром мозку у людей, тоді як інший, під назвою FOXP2, може бути пов’язаний з розвитком мови. Ще один ген, KRTHAP1, впливає на паттерн експресії кератину в людських волосяних фолікулах і може пояснювати відмінності між нашим волоссям та волоссям наших більш волохатих родичів.

Багато генів, яких ми не маємо спільно з шимпанзе, пов’язані з імунною функцією і призводять до значних відмінностей у сприйнятливості до хвороб. Наприклад, шимпанзе стійкі до малярії та деяких вірусів грипу, з якими ми, люди, боремося, хоча ми краще справляємося з туберкульозом.

Дивлячись на загальну картину

Незначні відмінності між людським і шимпанзе геномами є ідеальною демонстрацією чудової економічності ДНК: замість того, щоб вимагати повного перепису коду для створення нового виду, потрібно лише кілька незначних змін, щоб перетворити шимпанзе на людину.