ДНК неандертальцев: генотипы и фенотипы

В то время как изучение ДНК раскрывает аспекты родства и родословной, его основной функцией, конечно же, является контроль за продукцией белков, которые регулируют биологию организма. Каждый ген может иметь множество генотипов, представляющие собой отклонения, которые могут встречаться в пределах участка определенного гена. Каждый генотип кодирует соответствующий фенотип, который является физическим выражением этого гена. Когда мы изучаем ДНК неандертальцев, мы можем исследовать генотипы в локусах с известной функцией и делать вывод о том, какой фенотип мутации неандертальца мог появиться в жизни. Ниже рассмотрим несколько примеров неандертальских генов и возможных фенотипов, которые они могли бы показать.

Изображение: https://pbs.twimg.com/

Рыжие неандертальцы

Древняя ДНК использовалась, чтобы показать некоторые особенности внешности неандертальцев. Фрагмент гена для рецептора меланокортина 1 (MRC1) был секвенирован с использованием ДНК двух образцов неандертальцев из Испании и Италии: El Sidrón 1252 и Monte Lessini.

MC1R – это рецепторный ген, который контролирует выработку меланина, белка, ответственного за пигментацию волос и кожи. У неандертальцев была мутация в этом гене рецептора, которая изменила аминокислоту, что сделало полученный белок менее эффективным и, вероятно, создало фенотип рыжих волос и бледной кожи.

Откуда нам знать, как выглядел бы этот фенотип? Дело в том, что современные люди также демонстрируют сходные мутации MC1R, и люди, у которых есть две копии этой мутации, имеют рыжие волосы и бледную кожу. Однако ни у одного современного человека нет точно такой же мутации, как у неандертальцев, а это значит, что и неандертальцы, и люди развили этот фенотип независимо друг от друга.

Если современные люди и неандертальцы, живущие в Европе в одно и то же время развили это снижение пигментации, то, вероятно, у этой черты было определенное преимущество.

Одна из гипотез, объясняющих преимущество этой адаптации, связана с производством витамина D. Наш организм в основном сам синтезирует витамин D, а не полагается на витамин D из пищевых источников. Витамин D синтезируется, когда солнечные ультрафиолетовые лучи проникают в нашу кожу. Более темная кожа затрудняет проникновение солнечного света во внешние слои и стимулирует выработку витамина D. Хотя люди, живущие в районах с сильной солнечной радиацией, получают много витамина D, люди, живущие далеко от экватора, не подвергаются воздействию такого количества солнечного света. Следовательно, для людей в холодном климате было бы полезно иметь бледную кожу, чтобы они могли вырабатывать достаточное количество витамина D даже при меньшем воздействии солнца.

Изображение: https://sciencepop.ru/

Неандертальцы, язык и FOXP2

Ген FOXP2 участвует в речи и языке. Мутации в его последовательности приводят у современных людей к проблемам с контролем речи, ротовой и лицевой мускулатуры. Человеческий ген FOXP2 относится к гаплотипу, который подвергся сильной селективной развертке.

Гаплотип – это набор аллелей, которые наследуются вместе в одной и той же хромосоме, а селективная развертка – это уменьшение или устранение вариации между нуклеотидами вблизи определенной мутации ДНК.

Современные люди и неандертальцы имеют два изменения в FOXP2 по сравнению с последовательностью у шимпанзе. Как этот вариант FOXP2 появился у неандертальцев и современных людей? Один сценарий заключается в том, что он мог быть передан между видами через поток генов.

Другая возможность заключается в том, что производный FOXP2 присутствовал у предка как современных людей, так и неандертальцев, и что этот ген был настолько благоприятен, что распространился в обеих популяциях.

Третий сценарий, который ученые считают наиболее вероятным, заключается в том, что изменения и селективная развертка произошли до расхождения между популяциями.

Хотя может показаться заманчивым предположить, что наличие одного и того же гаплотипа у неандертальцев и людей означает, что неандертальцы обладали схожими сложными языковыми способностями, пока нет достаточных доказательств для такого вывода. Неандертальцы также могут иметь свои собственные уникальные производные характеристики в гене FOXP2, которые пока не были проверены. Гены являются лишь одним из многих факторов в развитии языка.

Изображение: http://apxeo.info/

Группы крови

Ген, который продуцирует систему крови АВО, у людей полиморфен, что означает, что существует более двух возможных выражений этого гена. Гены для групп крови A и B являются доминантными, а группа O является рецессивной, что означает, что люди группы A или B могут иметь генотипы либо AA, либо AO (или BB и BO), но по-прежнему обладать кровью группы A (или B), но чтобы иметь кровь группы O, нужно иметь генотип OO.

Различные факторы отбора могут благоприятствовать различным аллелям, приводя к различным группам крови у современных человеческих популяций. Хотя у шимпанзе также есть разные группы крови, они не совпадают с группами крови человека.

В то время как мутация, которая сформировала группу крови человека B, возникла около 33,5 млн лет назад, мутация группы О датируется примерно 1,15 млн лет назад. Когда ученые проверили, имели ли неандертальцы группу крови О, они обнаружили, что два образца неандертальцев из Испании действительно обладали группой крови О, хотя существует вероятность, что они были ОА или ОВ. Хотя аллель О, вероятно, появилась еще до разделения между людьми и неандертальцами, она также могла возникнуть в геноме неандертальца через поток генов от современных людей.

Изображение: https://kievsmi.net/

Восприятие горького вкуса

Способность различать горькие вещества контролируется геном TAS2R38. Некоторые люди способны ощущать горечь, в то время как другие имеют иную версию гена, которая не позволяет им ощущать горькую пищу. Обладание двумя копиями положительного аллеля вкуса дает индивидууму большее восприятие горького вкуса, чем когда человек имеет один аллель вкуса и один аллель без вкуса. Две копии аллеля без вкуса приводят к невозможности ощутить вкус горьких веществ.

Когда ученые секвенировали ДНК неандертальца из Эль-Сидрона (Испания) для гена TAS23R38, они обнаружили, что этот индивид был гетерозиготным и, таким образом, был способен воспринимать горький вкус – хотя и не так сильно, как гомозиготный индивид с двумя копиями вкусового аллеля. Оба этих гаплотипа также присутствуют у современных людей, и поскольку неандертальский был гетерозиготным, два аллеля (вкусовой и не без вкуса), вероятно, присутствовали у общего предка неандертальцев и современных людей. Хотя шимпанзе также различаются по своей способности чувствовать горечь, они контролируются другими аллелями, чем у людей, что указывает на то, что аллели без вкуса эволюционировали отдельно в линии гоминин.

Понравилась статья! Поделитесь в соцсетях!

Подпишитесь на нашу рассылку!

Комментарии

Вы должны войти, чтобы оставить комментарий.

Похожие статьи
Автор

Пишем обо всём, что интересно: история, наука, сверхъестественное, чудеса, тайны.

Новые статьи
7 июля 2020 19:13 - Gennadiu Pohcratov
7 июля 2020 16:04 - Maria
7 июля 2020 16:01 - Maria