Главная Литература

Э.П. Фридман. "Занимательная приматология"

У человека 23 пары хромосом, у высших обезьян - 24. Оказывается (к этому все больше склоняются генетики), вторая пара хромосом человека образовалась от слияния пар других хромосом предковых антропоидов, что показано и на представленном в начале главы рисунке. Вот вам и 48 хромосом понгидов против 46 человека! Парижская конференция генетиков и 1971 и 1975 гг. одобрила весьма наглядную таблицу гомологии хромосом человека и трех человекообразных обезьян. На ней видно: шимпанзе - самый близкий наш сородич с почти таким же, как у нас, кариотипом (особенно близок к нам по хромосомам карликовый шимпанзе).

Но не надо думать, что другие, в том числе и низшие, обезьяны очень уж отдалены от человека по строению хромосом. У многих игрунок, некоторых каллицебусов, уакари, даже у лемура вари число хромосом одинаково с людьми - 46 (двойной набор); у капуцинов - 54; у ревунов - 44-52 (разные виды); у мартышек - от 48 до 72; у макаков и павианов - 42; у лангуров - 44; у большинства гиббонов - 44 (у сиаманга - 50). Но родство приматов оценивается, конечно, не только по числу хромосом. Если "вытянуть" все хромосомы каждого вида в одну линию, она у всех видов приматов оказывается одинаковой длины. Меняется лишь количество центромер (т. е. фактически число хромосом), распределение плеч. Одинаково у них и суммарное количество вещества наследственности - ДНК.

В 60-х гг. установлено большое сходство кариотипов человека и многих видов низших обезьян. При изучении филогении хромосом 60 видов приматов от мышиного микроцебуса до человека французский генетик Б. Дютрилло (1979) установил полную аналогию, примерно 70 % неповторяющихся окрашенных полос. Доказательством близкого сходства и родства являются также "человеческие" генетические болезни у обезьян: синдром Дауна, алкаптонурия, аномалии развития. Комплекс гистосовместимости (сродства тканей, необходимого при пересадке органов) локализован в генах на хромосомах шимпанзе, гориллы, орангутана и макака резуса одинаково - окрашенность этих участков у обезьян полностью идентична рисунку на хромосоме 6 человека. Гены, "отвечающие" за кодирование пяти жизненно важных ферментов у капуцина, расположены в хромосомах 2, 9 и 15 - они кодируются точно так же в одинаковых по строению хромосомах человека, но имеющих другую нумерацию.

Но, конечно, наибольшее сходство хромосом установлено у человека с шимпанзе - оно доходит до 90-98 % (по разным авторам). Любопытно запомнить: два вида мартышек, представители одного рода - мартышка Брасса (диплоидной набор хромосом 62) и мартышка талапоин (54 хромосомы) оказываются гомологичными только по 10 парам хромосом, т. е. значительно менее родственными, чем человек и шимпанзе.

Теперь после рассмотрения главных, фундаментальных признаков сходства человека и обезьян по хромосомам будет понятно родство приматов и по другим связанным с генетическим родством показателям. Как мы помним, гены и их вместилище - хромосомы - это участки имеющихся в каждой клетке ядерных (значит, нуклеиновых) кислот, точнее, дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Уже в 60-х гг., сразу за великими открытиями 50-х гг. XX в., когда была установлена роль и структура ДНК, началось ее интенсивное изучение и сопоставление у разных организмов. Так, научились гибридизировать ДНК разных видов. Если ее подогреть, она, нормально двухспиральная, "расплетается" в одиночные нити, на которые можно "нарастить" (наложить) такую же нить ДНК от другого животного, если оно имеет сходные гены. Когда эти нити остынут, они свернутся снова в двойную общую спираль, но лишь настолько, насколько родственны организмы - хозяева этих двух ДНК.

Оказалось, что ДНК человека и птицы гибридизируется на величину 10%, человека и мыши - на 19, человека и более крупных млекопитающих - на 30- 40, но человека и макака резуса - на 66-74%.

Что же касается шимпанзе, то здесь, как упомянуто, гибрид с ДНК человека доходит, по разным авторам, до 90-98 %. Температура, при которой "плавится" эта сращенная ДНК (она разная у гибридов различной близости и поэтому тоже является показателем родства их хозяев), полностью подтверждает особую близость человека с другими приматами.

Когда была обнаружена быстро эволюционировавшая ДНК неядерных образований клетки - митохондрий, скептики выразили сомнения в достоверности данных, полученных на основании сопоставлений ядерной ДНК (хотя хорошо известно, что именно она является основным материалом хромосом, локализованных, как сказано, в ядре клетки): ведь ДНК митохондрий, по мнению некоторых авторов, изменяется в 5-10 раз быстрее ядерной и, таким образом, представляет нам генетические изменения как бы в увеличенном виде.

Калифорнийские биохимики провели исследование (в нем участвовал уже известный нам Алан Вильсон) специально по изучению ДНК митохондрий. Метод, использованный ими, обладает исключительной точностью. Он основан на определении участков ДНК, расщепляемых высокоспецифичными ферментами - рестрикционными эндонуклеазами. Эти ферменты распознают строго определенные последовательности нуклеотидов ДНК и разрезают молекулу только в этих местах. В результате даже незначительные изменения состава или порядка нуклеотидов становятся доступными для анализа.

Путем построения карт участков (или, как говорят ученые, сайтов) действия различных ферментов-рестриктаз можно анализировать весьма близко родственные молекулы ДНК, например, субтипов одного и того же вируса и т. д. И все тот же результат - необычайное родство! И в той же степени, которая установлена уже известными читателю биохимическими и генетическими методами, максимально близки к человеку шимпанзе и гориллы. Дальше отстоит орангутан, еще несколько дальше - гиббоны.

Такое же заключение сделано и при изучении "сателлитной", спутниковой ДНК хромосом, при картировании семейства генов интерферона и др.

После столь большого сходства по хромосомам (ДНК) ни у кого уже не может вызывать удивление "поразительное" сходство белков крови и тканей человека и обезьян - ведь они, белки, получают "программу" от кодирующих их столь близких, как мы видели, родительских субстанций, т. е. от генов, от ДНК! Белки в основном ныне изучаются наряду с иммунологическими методами еще путем определения последовательности аминокислот, порядок, чередование которых, как это стало известно также в 50-е гг., и составляет "физиономию" каждого белка.

Мы уже видели уровень сходства белка альбумина у человека и различных животных. В целом оно выявляется примерно в такой же последовательности и по другим белкам, но иногда бывает выше - по этим показателям африканские антропоиды оказываются ближе к человеку. Вот данные по трансферину - иммунологическая близость выражается в процентах следующим образом: у человека с шимпанзе и гориллой - 100% (полная идентичность!), с обезьянами Старого Света - от 50 до 75, с другими животными - либо ниже 4%, либо нуль, отсутствие сходства. Профессор Г. А. Анненков вполне обосновано предположил, что "высокая степень тождества в строении и функциях распространяется на многие сывороточные белки крови всех (или большинства) приматов".

А вот данные по липопротеинам низкой плотности, играющим важнейшую роль при развитии атеросклероза: иммунологическое сходство их у человека с пресмыкающимися и рыбами-1-10%, с птицами - 10, со свиньями - 35-58, с различными узконосыми обезьянами - 80-85, с шимпанзе - более 90 %. Другой же родственный компонент крови - аполипопротеин, также по данным иммунологического исследования, гомологичен у человека и разных обезьян, но неотличим в плазме людей, шимпанзе и гориллы.

Несопоставимо ни с какими другими животными сходство человека и обезьян по строению и свойствам многих гормонов. Гормон роста очень видоспецифичен, но одинаков у человека и даже макака. Введенный ребенку от обезьян, он будет также эффективно действовать, как такой же гормон от людей (установлено Нобелевским лауреатом американцем Ли Чо Хао). Почти полное тождество установлено недавно (Уэтекем и др., 1982) при изучении нуклеотидной последовательности ДНК, кодирующей гормон инсулин человека и яванского макака, в самом же гормоне, в его белке можно отыскать только две замены в аминокислотной последовательности.

Как показали сухумские эндокринологи Н. П. Гончаров, Г. В. Кация, В. Ю. Бутнев, нет в природе животных, настолько же близких к человеку, как обезьяны в частности павианы, по характеру обмена стероидных гормонов, вырабатываемых надпочечниками и играющих колоссальную роль в системе размножения. Мыши, кролики, крысы, которые, замечу, постоянно используются в исследованиях по стероидогенезу, продуцируют в наибольшем количестве гормон кортикостерон, в то время как у человека и обезьяны преимущественным гормоном этой группы является кортизол. Соотношение двух названных гормонов у обоих приматов почти одинаково и разительно отличается от их пропорций у грызунов.

Но вот у собаки уровень кортизола тоже максимален, казалось бы, тут явное сходство. Однако выясняется, что различие в метаболизме гормонов все-таки огромно: у человека и обезьян (низших, не только человекообразных) кортизол превращается главным образом в тетрагидрокортизол и тетрагидрокортизон, а у собаки - совсем в другие вещества: кортолы и кортолоны. Другие же половые гормоны, например хорионический гонадотропин, появляющийся у человека при беременности, вообще не встречается у животных, кроме, конечно, обезьян.

И опять мы сталкиваемся с особым сходством человека и высших обезьян, в первую очередь шимпанзе и горилл. В начале 60-х гг., когда стало известно, что в цепях гемоглобина гориллы всего два аминокислотных замещения, один из биохимиков (Цукеркандл) заметил: "Горилла справедливо считается ненормальным человеком, либо человек - ненормальная горилла".