Как люди потеряли хвосты

Реклама

Поддерживается

Иметь значение

Новое исследование предполагает, что одна генетическая мутация помогает объяснить, почему у обезьян есть хвосты, а у человекообразных обезьян и людей — нет.

Карл Циммер

Примерно полмиллиарда лет у наших предков отрастали хвосты. Будучи рыбами, они использовали свои хвосты, чтобы плавать по кембрийским морям. Намного позже, когда они превратились в приматов, хвосты помогали им сохранять равновесие, когда они мчались с ветки на ветку через эоценовые джунгли. Но затем, примерно 25 миллионов лет назад, хвосты исчезли.

Чарльз Дарвин первым заметил это изменение в нашей древней анатомии. Но как и почему это произошло, так и осталось загадкой.

Теперь группа учёных из Нью-Йорка заявляет, что они определили генетическую мутацию, которая, возможно, стерла наши хвосты. Согласно новому исследованию, которое было опубликовано в Интернете на прошлой неделе, когда ученые сделали эту генетическую настройку на мышах, у животных не выросли хвосты.

Это драматическое анатомическое изменение оказало глубокое влияние на нашу эволюцию. Хвостовые мышцы наших предков превратились в сетку, напоминающую гамак, поперек таза. Когда несколько миллионов лет назад предки людей вставали и ходили на двух ногах, этот мускулистый гамак был готов выдержать вес вертикальных органов.

Хотя невозможно окончательно доказать, что эта мутация отрубила хвосты нашим предкам, «это настолько близко к дымящемуся пистолету, насколько можно надеяться», — сказал Седрик Фешотт, генетик из Корнелла, не принимавший участия в исследовании.

Дарвин шокировал свою викторианскую аудиторию, заявив, что мы произошли от приматов с хвостами. Он отметил, что, хотя у людей и обезьян нет видимого хвоста, у них есть общий крошечный набор позвонков, выходящий за пределы таза — структура, известная как копчик.

«Я не могу сомневаться, что это рудиментарный хвост», — написал он.

С тех пор палеоантропологи нашли окаменелости, которые проливают некоторый свет на эту трансформацию. Самые старые из известных приматов, возраст которых насчитывает 66 миллионов лет, имели полноценные хвосты, которые они, вероятно, использовали для удержания равновесия на деревьях. Сегодня у большинства ныне живущих приматов, таких как лемуры и почти все обезьяны, до сих пор есть хвосты. Но когда около 20 миллионов лет назад в летописи окаменелостей появились человекообразные обезьяны, у них вообще не было хвоста.

«Этот вопрос — где мой хвост? — это было в моей голове с детства», — сказал Бо Ся, аспирант кафедры биологии стволовых клеток Медицинской школы имени Гроссмана Нью-Йоркского университета.

Неудачная поездка на Uber в 2019 году, во время которой г-н Ся повредил копчик, с новой остротой напомнила ему об этом. «Мне потребовался год, чтобы восстановиться, и это действительно побудило меня задуматься о копчике», — сказал он.

Чтобы понять, как обезьяны и люди потеряли хвост, г-н Ся изучил, как формируется хвост у других животных. На ранних стадиях развития эмбриона включается набор главных генов, управляющих различными частями позвоночника для развития отличительных особенностей, таких как шея и поясничный отдел. На дальнем конце зародыша появляется хвостовой зачаток, внутри которого развивается особая цепочка позвонков, мышц и нервов.

Исследователи идентифицировали более 30 генов, участвующих в развитии хвостов у различных видов, от длинного кнута игуаны до огрызка мэнской кошки. Все эти гены активны и в других частях развивающегося эмбриона. Ученые все еще изучают, как их уникальная деятельность на конце эмбриона приводит к появлению хвоста.

Г-н Ся рассуждал, что наши предки потеряли хвост, когда мутации изменили один или несколько из этих генов. Чтобы найти эти мутации, он сравнил ДНК шести видов бесхвостых обезьян с девятью видами хвостатых обезьян. В конце концов он обнаружил мутацию, общую для обезьян и людей (но отсутствующую у обезьян) в гене под названием TBXT.

TBXT был одним из первых генов, открытых учеными почти столетие назад. В то время многие исследователи искали гены, подвергая животных, растения или микробы рентгеновским лучам, надеясь, что мутации приведут к видимым изменениям.

В 1923 году русский генетик Надежда Добровольская-Завадская просканировала мышей-самцов рентгеном, а затем позволила им размножаться. Она обнаружила, что некоторые из них получили мутацию, из-за которой у некоторых из их потомков выросли изогнутые или укороченные хвосты. Последующие эксперименты показали, что мутация произошла в гене TBXT.