Mikä erottaa ihmiset apinoista suuren aivojen ja pystyssä käymisen lisäksi? Uudessa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että ihmisillä on paljon vähemmän DNA-mutaatioita kuin lähimmillä elävillä sukulaisillaan. Osoittautuu, että evoluutio on noin kolmanneksella hitaampaa. Tieteellinen julkaisu "Wiedenskub" kertoo tämän tutkimuksen ansiosta tehdyistä uusista löytöistä.
Mikä erottaa ihmisen apinoista?
Olet ehkä kysynyt tämän kysymyksen aiemmin. Iso aivot? Käveletkö pystyssä? Peukut pystyyn?
Voi olla. Mutta näyttää siltä, että siellä on enemmän. Tanskalaiset tutkijat ovat uudessa tutkimuksessa havainneet, että ihmisillä on paljon vähemmän DNA-mutaatioita kuin lähimmillä elävillä sukulaisillamme, suurilla apinoilla.
Toisin sanoen geenimme eivät eroa niin paljon vanhempien geeneistä, kuten suuret apinat.
”Ihmisvauva syntyy vähemmän mutaatioilla kuin vauva simpanssi. Meidän evoluutio on noin kolmanneksella hitaampi kuin muiden kädellisten , Mikar Heide Schierup, Århusin yliopiston bioinformatiikan keskuksen professori ja uuden tutkimuksen kirjoittaja, kertoi Wiedenskubille.
Yhdessä Kööpenhaminan eläintarhan geneetikon Christina Hvilsomin ja Århusin yliopiston bioinformatiikan Søren Besenbacherin kanssa hän vertasi ihmisen mutaatioiden esiintyvyyttä simpanssien, gorillojen ja orangutanien esiintymistiheyteen.
Tulokset osoittavat, että ihmisen mutaatioaste on laskenut dramaattisesti viimeisten miljoonien vuosien aikana. Tutkimus julkaistiin äskettäin tieteellisessä lehdessä Nature Ecology and Evolution.
Mainosvideo:
Yhä useampia mutaatioita tapahtuu ajan myötä
Mutaatiot tapahtuvat, kun solumme jakautuvat. Yritä esimerkiksi katsoa tarkkaan käsiisi.
Ehkä siellä on enemmän ryppyjä kuin ennen? Sen pitäisi olla. Päivittäiset aktiviteetit ja auringon ultraviolettisäteily tuhoavat jatkuvasti solujamme. Onneksi solut uudistuvat yksinään.
”99,9%: ssa tapauksista ne palautetaan virheettömästi. Mutta ajan kuluessa yhä enemmän virheitä, joita kutsutaan myös mutaatioiksi, ilmestyy palautumisen aikana”, Mikkel Heide Schirup sanoo.
Mutaatiot osoittavat, kuinka olemme kehittyneet
Kohdun sikiössä tapahtuvien mutaatioiden tapauksessa puhumme muutoksista, jotka tapahtuvat solunjakautumisen aikana ja joita ei peritä äidiltä tai isältä.
Tässä tapauksessa on kuitenkin väärin kutsua niitä kaikkia virheitä, Mikkel Heide Schirup sanoo. Mutaatiot voivat olla hyödyllisiä, haitallisia tai merkityksettömiä.
”Monet mutaatiot eivät ilmene millään tavalla, ja juuri niitä käytämme määrittämään lajien alkuperäaika. Suurin osa haitallisista mutaatioista katoaa nopeasti, ja pieni osa hyödyllisistä leviää ja antaa lajille uusia ominaisuuksia”, Mikkel Heide Schirup sanoo.
Mutaatiot voivat kertoa, milloin henkilö ilmestyi
Mikkel Heide Schirupin mukaan erilaisilla mutaatioasteilla voidaan määrittää, milloin ihmisten ja suurten apinoiden esi-isät jakautuivat ja niistä tuli erilaisia lajeja.
Jos tarkastellaan ihmisen mutaatioiden esiintymistiheyttä, käy ilmi, että joudut palaamaan noin 10 miljoonaa vuotta taaksepäin saadaksesi aikaan, jolloin erotimme simpansseilla.
"Mutta kun ajatellaan, että simpanssien mutaatioaste on korkeampi kuin meidän, osoittautuu, että ihmiset eroavat simpansseista noin 6,6 miljoonaa vuotta sitten, ja tämä on paljon paremmin jo olemassa olevien fossiilisten löytöjen kanssa", Mikkel sanoo. Heide Schirup.
Tutkijat voivat selvittää tämän etsimällä mutaatioita simpanssin genomissa ja vertaamalla niitä niiden sukupolvessa välittämien mutaatioiden lukumäärään. Simpanssin mutaatiomäärät ovat yhdenmukaisia fossiilisten löydösten kanssa.
Esimerkiksi Afrikan Tšadin autiomaassa vuosina 2001-2002 löytyi useita fossiileja varhaisesta Sahelanthropus tchadensis -apuun, jota pidetään ihmisten ja simpanssien yhteisenä esi-isänä. Sahelanthropus asui seitsemän miljoonaa vuotta sitten.
Tutkija: erittäin mielenkiintoinen tutkimus
Kansallinen luonnontieteellinen museo, evoluutiobiologi Morten Allentoft, lukee tämän tutkimuksen. Ja hän inspiroi.
”Tämä on vakava tutkimus, jolla on erittäin mielenkiintoinen lähestymistapa. He laskivat useiden apinaperheiden yhteisen perimän, mikä tuotti vaikuttavan määrän tietoa”, hän kertoi Wiedenskubille.
”Jo jonkin aikaa oli hämmennystä ihmisen genomin mutaatiotaajuuden ja fossiilien iän välisestä kummallisesta eroavuudesta, kun se tuli evoluutio-jakoomme suurilla apinoilla. Ihmisten tutkimuksen sijasta tutkijat käänsivät ongelman ympäri ja tutkivat lähimpiä sukulaisiamme. Ja nyt he etsivät tietoja, jotka ovat vain yhdenmukaisia fossiilisten löytöjen kanssa."
"Siksi me ihmiset olemme outo apina tässä yhteydessä."
Tutkijat: jotain olisi voinut tapahtua Afrikasta maastamuuton aikana
Mikkel Heide Schirupin mukaan on vaikea ymmärtää, milloin ihmisen mutaatiotaajuus laski. Mutta hän ehdottaa, että tämä tapahtui suhteellisen hiljattain. Ehkä vain 200-300 tuhatta vuotta sitten.
Morten Allentoft on yhtä mieltä Mikkel Heide Schirupin kanssa siitä, että vaikuttaa siltä, että mutaatioaste ihmisissä on laskenut suhteellisen viime aikoina. Ja "äskettäin" tarkoitetaan alueen viimeisen miljoonan vuoden aikana.
”Se todennäköisesti tapahtui oksan viimeisellä osuudella. Jos näin olisi tapahtunut aikaisemmin, kuva ei olisi fossiilien iän mukainen, koska joudumme eroamaan aikaisemmin kuin ajanjakso, jona jotkut löytöistä ovat päivättyjä, ja uskomme, että nämä ovat yhteisiä esi-isiemme”, hän sanoo.
Ei ole tiedossa, miksi mutaatioita on vähemmän
on kuitenkin vaikea sanoa, mikä voi olla syynä mutaatioprosenttien laskuun. Ehkä tämä on muutos ympäristössä ja elinoloissa, Morten Allentoft ehdottaa.
”Lähdimme Afrikasta ja valtasimme koko maapallon. Meihin vaikuttivat kaikenlaiset ympäristötekijät, jotka eivät ehkä vaikuta muihin suuriin apinoihin. Kukaan ei tiedä kuinka tämä kaikki voisi vaikuttaa mutaatioiden määrään."
"Paljon asioita voi olla merkitystä", sanoo Mikkel Heide Schirup. "Sekä ympäristölliset että biologiset tekijät, kuten se, että me myöhemmin kasvaa ja saada lapsia."
Ihmisen mutaatiotaajuutta tutkitaan pääasiassa eurooppalaisilla
Tutkimuksen seuraava askel on muun muassa tutkia mutaatioasteita useampien apinoiden keskuudessa tarkemman arvion saamiseksi. Lisäksi tutkijat sisällyttävät työhönsä toisen suuren apinan - bonobos.
Lisäksi tutkijoiden tulisi testata mutaatioaste useammalla eri ihmisellä, sanoo Mikkel Heide Schirup.
"Valitettavasti olemme keränneet tietoja mutaatioiden esiintymistiheydestä pääasiassa Euroopan väestön materiaalista, joten meidän on nyt selvitettävä, voiko kuva olla erilainen muualla maailmassa", sanoo Mikkel Heide Schirup.
Morten Allentoft on samaa mieltä siitä, että tämän pitäisi olla seuraava askel.
”On mielenkiintoista nähdä, ovatko mutaatioasteet erilaisia, esimerkiksi Amazonin tai Afrikan alkuperäiskansojen keskuudessa. Ehkä tämä antaa meille tietoa siitä, missä ja milloin evoluutiohistoriassamme tämä indikaattori laski ja oliko se tapahtunut Afrikasta maastamuuton jälkeen."
Löytyi enemmän mutaatioita kuin odotettiin
Uudessa tutkimuksessa tarkasteltiin yhteensä kymmentä äiti-, isä- ja poikasapinaperhettä: seitsemää simpanssiperhettä, kahta gorillaperhettä ja yhtä orangutanin perhettä.
Tutkijat dokumentoivat useita uusia mutaatioita ja löysivät geneettisiä muunnelmia, joita oli vain lapsessa eikä vanhemmissa.
Tämä tehtiin genomisekvensointitekniikalla, jota käytettiin organismin DNA: n määrittämiseen.
Kaikissa perheissä tutkijat löysivät enemmän mutaatioita nuorilla kuin odotettiin perustuen mutaatioita ihmisiin koskeviin tietoihin.
Tutkijat hyödynsivät myös aiempien tutkimusten materiaaleja, joissa tutkittiin mutaatioiden esiintyvyyttä ihmisillä.
Asbjørn Mølgaard Sørensen