В лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики Института цитологии и генетики СО РАН разгадали, каким образом небольшие популяции человекообразных обезьян за короткое время смогли превратиться в разумных существ, ищущих ответы на вопросы о своем происхождении: быструю эволюцию обеспечили гены стресса.
— Человек от шимпанзе отличается небольшим количеством генов, при этом между ними прошло небольшое эволюционное расстояние, а разница между видами оказалась весьма существенной. То есть здесь действительно был необходим быстрый способ эволюции. Новый эволюционный сценарий объясняет, как происходила эволюция в маленькой популяции за сравнительно небольшое время, — анонсирует свое исследование научный сотрудник Лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики Института цитологии и генетики СО РАН Валентин Суслов.
Согласно привычному эволюционному сценарию человекоподобные обезьяны, переживая климатические изменения, ради выживания стали менять привычный образ жизни, занимать новые экологические ниши, приспосабливаться к ним, охотиться, организовываться и постепенно в результате естественного отбора превращаться в мыслящих и трудящихся людей. Со сменой экологических ниш происходили изменения в генах, выживали наиболее приспособленные к новым условиям особи и передавали свои новые способности по наследству. Но при этом генетики и эволюционисты не знают, почему этот процесс произошел так стремительно и удачно.
Считается, что предки современных людей — это лишь около 2 тысяч человек, переживших около 74 тысяч лет назад природные катаклизмы.
Согласно новой эволюционной теории, прогресс человека связан не с приспособлением к агрессивной среде и новым экологическим нишам, а с приспособлением к стрессу, который переживал его организм. То есть выживали не столько самые сильные организмы, сколько самые стрессоустойчивые.
— Естественный отбор шел не по всем генам человека (что потребовало бы слишком большого количества времени для изменений), а лишь по генам стресса — по тем, которые работают во время стресса. В итоге выживали особи, которые лучше других были способны переживать стресс. Получается, что новые экологические ниши занимали не неудачники, которые выпихнули из привычных ниш конкуренты или изменившаяся среда, а наоборот стрессоустойчивые организмы, которым проще переживать изменения.
Стресс, согласно определению известно канадского эндокринолога Ганса Селье, — это набор стереотипных биохимических и физиологических реакций, дающий устойчивость к нескольким неблагоприятным факторам. При этом стресс состоит из трех фаз — тревоги, перекрестной резистентности (сопротивления фактору стресса) и истощения. Попав в неблагоприятные условия, организм автоматически активирует гены стрессового ответа. При этом естественный отбор купировал в генах продолжительность опасных фаз — тревоги и истощения, но продлил фазу перекрестной резистентности. Именно в этой фазе организму комфортно и он способен оказать сопротивление множеству повреждающих факторов, а не только конкретному стрессору, вызвавшему стресс-ответ. По сути стресс, не что иное как смелость, животное знает об опасности, но смогло справится с тревогой и чувствует себя относительно спокойно.
В то время, когда запускался отбор по генам стресса, отбор по другим генам не осуществился, и животное меняло экологическую нишу. Эволюция шла быстрее, и уже после смены экологической ниши начиналась конкуренция, и работали привычные правила естественного отбора. Если бы у предков человека было больше времени, большая популяция и менее резкие изменения в среде обитания, то эволюция запустила бы мутацию генов, которые обеспечивали бы приспособление к конкретным факторам изменения окружающей среды. Но на это не было времени, приспосабливаться нужно было к слишком многим факторам, и проще оказалось передавать по наследству стрессоустойчивость.
— Смену экологической ниши в результате стресса можно наблюдать и сейчас. Можно привести в пример, освоение животным урболандшафтов. Этот процесс начинается не с развития частных адаптаций к каким-либо ресурсам, а с толерантности к стрессору беспокойства. Так, некоторые популяции голубей за 20 лет, буквально, на наших глазах научились сидеть на ветках, хотя раньше они чувствовали опасность (угрозу от хищников) и никогда не делали этого, — приводит пример Суслов.
Этот же стрессовый сценарий может объяснить и выход на сушу рыб, который Суслов сравнивает с освоением инопланетной среды, на что способны самые невозмутимые особи. Гипотеза о случайных попаданиях животных на берег и приспособлению к жизни на суше, звучит менее убедительной.
Но самое любопытное, что и мыслительная деятельность человека оказывается следствием жизни в условиях стресса. Организм запустил «неспецифическую реакцию на меняющиеся факторы окружающей среды» — мысли поддерживали нужное для эволюции состояние стресса, защищали организм от негативных стадий стресса — тревоги и истощения.
Известный специалист в сфере палеонтологии и биологии академик Алексей Розанов считает эволюционный сценарий Суслова заслуживающим серьезного внимания. Розанов принял научную статью ученого для публикации в редактируемом им журнале «Антропология». Но академик предупреждает, что после публикации в научном журнале Суслову следует готовиться к жесткой критике в научной среде.
