Atklājumi.lv

Vai cilvēka evolūcija turpināsies?

Žurnāla Scientific American 2010. gada oktobra numurā publicēts Čikāgas universitātes biologa Džonatana Pričarda raksts par cilvēka evolūciju un tās ātrumu.

Kā piemēru autors analizē Tibetas iedzīvotājus. Pirmie Homo sapiens grupai piederīgie ieceļotāji, kā liecina arheoloģiskie atradumi, Tibetā ieradās pirms apmēram 21 000 gadu. Domājams, atsevišķas grupas Tibetā ieradušās arī vēlāk, ap 6000 gadu pirms mūsu dienām, taču tagadējo tibetiešu senči Himalaju augstkalnes plato uzkāpa, nākot no Ziemeļķīnas, pirms 3000 gadiem. (diskusiju šo datējumu sakarā sk. šeit.)

Salīdzinoši ar iepriekšējiem apstākļiem – stepēm un Dzeltenās upes līdzenumu – jaunā dzīves vieta bija pilnīgi savādāka. Tagad cilvēki dzīvoja uz kalnu plato 4000 metrus virs okeāna līmeņa. Skābekļa trūkums organismā izraisīja hronisku stresu, kas veicināja kalnu slimības izplatīšanos un augstu bērnu mirstību. Tomēr tibetieši neizmira un šodien savā "padebešu valstībā" nekādas, ar augstkalnes klimatu saistītas veselības problēmas neizjūt.

Šis apstāklis ieinteresēja virkni zinātnieku, kuri uzsāka pētījumus un 2010. gada pirmajā pusē zinātniskos žurnālos tika publicēti vairāki raksti par īpašiem tibetiešu gēniem, kas organismā veicina efektīvāku skābekļa transportu uz šūnām, palīdzot cilvēkiem izdzīvot augstkalnu rajonos. Tā ir ļoti jauna adaptācija, kas, atbilstoši genoma analīzēs iegūtajiem datiem, izveidojusies tikai apmēram pirms 3000 gadiem - praktiski momentāni pēc prototibetiešu ierašanās jaunajā dzīvesvietā, ja uz to palūkojamies salīdzinot ar dzīvības evolūcijas laika skalu.

Tas ir tikai viens no piemēriem, kas raksturo jaunos, iepriekš nepiedzīvotos apstākļus, ar kādiem cilvēki bija spiesti sadzīvot, aizejot no savas pirmdzimtenes un nonākot visdažādākajās planētas ekosistēmās un klimatiskajās joslās. Protams, daļēji skarbajiem dabas apstākļiem varēja piemēroties izmantojot ugunskurus un izgudrojot siltus apģērbus. Bet tas nepalīdzēja normāli elpot vai pretoties jaunām slimībām. Izdzīvot varēja tikai bioloģiski adaptējoties jaunajiem apstākļiem jeb citiem vārdiem, mainoties gēnu līmenī. Izdzīvoja to cilvēku pēcnācēji, kuru genomā bija notikušas un nostabilizējušās vajadzīgas mutācijas. Jautājums par to, kas tieši šīs izmaiņas ierosināja un kādi mehānismi nodrošināja to stabilizāciju joprojām ir atklāts.

Pirms 6 gadiem Dž. Pričards kopā ar kolēģiem uzsāka ar cilvēka genoma izpēti saistītu darbu. Zinātnieki, līdztekus citiem izvirzītajiem mērķiem, gribēja atrast pierādījumus it kā pašsaprotamajai, taču toreiz vēl empīriski nepierādītajai hipotēzei, ka vides faktori nesenā pagātnē ir ietekmējuši cilvēka genomu un noskaidrot, cik lielas ir adaptācijas izraisītās ģenētiskās atšķirības dažādos pasaules reģionos dzīvojošu cilvēku populāciju starpā.

Darbs vēl nav pabeigts, bet pirmie rezultāti jau ir iegūti. Un tie ir diezgan negaidīti. Genomā tiešām ir konstatējamas dažas nesenas izmaiņas, kas liecina par ātru un specifisku dabisko atlasi (jau minētā tibetiešu piemērošanās skābekļa trūkumam, eiropiešu spēja sagremot laktozi, zilas acis, imunitāte pret malāriju indivīdiem ar zemu CD234 gēna ekspresijas līmeni, u.c.), bet lielākā daļa izmaiņu notikusi salīdzinoši sen, laika posmā no 100 līdz 50 tūkstošiem gadu, kad senie cilvēki jau bija pametuši Āfrikas savannas. Izskatās tā, it kā visas šīs mutācijas notikušas jau drīz pēc migrācijas sākuma, bet aktivizējušās tikai vēlāk. Piemēram, jau sen eksistēja kāda gēna varianti, kas bija atbildīgi par gaišākas ādas pigmentācijas veidošanos, bet tie sāka darboties tikai tad, kad cilvēki ieradās zemēs, kur ultravioletais starojums bijis daudz zemāks nekā Āfrikā. Gēna varianti izplatījās atbilstoši migrāciju ceļiem bez saistības ar platuma grādiem un vides faktora ietekmes pakāpi. Tas nozīmē, ka darvinistiskā dabiskā atlase (ar to saprotot nejaušu noderīgu mutāciju uzkrāšanos) notiek daudz lēnāk, nekā gaidīja pētnieki, bet ātrā, piemērošanos augstkalnes videi veicinošo mutāciju izplatīšanās starp Tibetas iedzīvotājiem varētu būt netipisks specifiskās atlases (kad intensīvi darbojas pozitīvā jeb virzītā (directional) atlase) piemērs. Turklāt, pastāv iespējamība, ka pozitīvās atlases vietā ātrās izmaiņas izraisa fona atlase vai tādi, nosacīti ārpus dabiskās atlases stāvoši faktori kā populācijas migrācijas, vēsture un ar tām saistītais gēnu dreifs un gēnu plūsma, kas populācijas ietvaros var pārvietot neitrālas mutācijas, panākot adaptācijai vajadzīgo pazīmju izveidošanos. Vai arī visu minēto faktoru un apstākļu kopums, kas ietver pagaidām nezināmus mehānismus un spēkus...

Dž. Pričards ir speciālists evolucionārajā bioloģijā un viņu interesē jautājums, vai evolūcija notiek arī mūsdienās. Iespējams, ka tā tiešām ir. Bet nevar paredzēt, kad notiks kārtējās genoma izmaiņas. Mūsdienu mainīgajos apstākļos dabiskas atlases ietekme ir pārāk lēna. Tāpēc tagad cilvēkiem vairāk jāpaļaujas nevis uz bioloģiskām adaptācijām, bet uz tehnisko progresu.

Avoti un literatūra:
http://www.scientificamerican.com
http://pritch.bsd.uchicago.edu
Rapid evolution: Can mutations explain historical events? (John Hawks at CASW 2009)
http://www.youtube.com
http://www.pnas.org

Etiķetes:{tortags,584,1}{/groups}