Человека из обезьяны сделал стресс
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 тыс. человек, переживших около 74 тыс. 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, — говорит Суслов. — 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 справиться 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 никогда не делали этого, отдыхая только на крышах зданий и карнизах, где проще удерживать равновесие, — 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. Действительно, в современном мире есть множество рыб с совершенными легкими. Для некоторых из них жизненно необходимо дышать воздухом, без него они могут задохнуться. Но большинство из них отнюдь не стремится покинуть воду. И, напротив, такие рыбы, как груньоны или илистые прыгуны, охотно покидают воду, хотя не имеют легких и дышат кожей или задерживают дыхание. Таким образом, можно иметь легкие, но бояться суши, а можно начинать осваивать сушу и без легких.
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 «Палеонтологическом журнале». Но академик предупреждает, что после публикации в научном журнале Суслову следует готовиться к жесткой критике в научной среде.
