Zdolność współczesnej medycyny do utrzymania nas przy życiu sprawia, że myślimy, że ludzka ewolucja się zatrzymała. Poprawa opieki zdrowotnej niszczy kluczową siłę napędową ewolucji, ponieważ niektórzy ludzie żyją dłużej niż mogliby w swoim naturalnym środowisku, co zwiększa prawdopodobieństwo, że ich geny zostaną przekazane dalej. Ale jeśli spojrzymy na tempo ewolucji naszego DNA, zobaczymy, że ewolucja człowieka nie zatrzymała się - być może dzieje się jeszcze szybciej niż wcześniej.
Ewolucja to stopniowa zmiana DNA gatunku na przestrzeni wielu pokoleń. Proces ten może zachodzić poprzez dobór naturalny, w którym pewne cechy stworzone przez mutacje genetyczne pomagają organizmowi przetrwać lub rozmnażać się. Tak więc takie mutacje prawdopodobnie zostaną przekazane następnemu pokoleniu, a więc ich populacja wzrośnie. Stopniowo te mutacje i związane z nimi cechy stają się coraz bardziej powszechne w całej grupie.
Patrząc na globalne badania naszego DNA, możemy zobaczyć dowody na to, że dobór naturalny dokonał ostatnio w nas zmian i nadal to robi. Chociaż nowoczesna opieka zdrowotna chroni nas przed wieloma przyczynami śmierci, w krajach, w których nie ma dostępu do dobrych usług zdrowotnych, populacje „ewoluują”. Osoby, które przeżyły epidemie chorób zakaźnych, przyczyniają się do doboru naturalnego, przekazując swoją odporność genetyczną potomstwu. Nasze DNA niesie dowody odporności na śmiertelne choroby, takie jak gorączka Lassa i malaria. Selekcja naturalna w odpowiedzi na malarię nadal trwa w regionach, w których choroba nadal występuje.
Ludzie również dostosowują się do swojego środowiska. Mutacje, które pozwalają ludziom żyć na dużych wysokościach, stały się bardziej powszechne w populacji Tybetu, Etiopii i Andów. Rozprzestrzenianie się mutacji genetycznych w Tybecie jest prawdopodobnie najszybszą zmianą ewolucyjną u ludzi w ciągu ostatnich 3000 lat. Ten szybki wzrost częstości występowania zmutowanego genu, który zwiększa zawartość tlenu we krwi, daje lokalnym mieszkańcom przewagę w przeżywalności na dużych wysokościach, dzięki czemu przeżywa więcej dzieci.
Dieta jest kolejnym źródłem przystosowania. Dowody DNA Eskimosów pokazują ich zdolność przystosowania się do bogatej w tłuszcz diety ssaków arktycznych. Badania sugerują również dobór naturalny pod kątem mutacji, która umożliwia dorosłym wytwarzanie laktazy - enzymu rozkładającego cukry w mleku - dlatego niektóre grupy ludzi są w stanie trawić mleko. Dla ponad 80% mieszkańców Europy Zachodniej jest to naturalne, ale w częściach Azji Wschodniej, gdzie mleko pije się znacznie rzadziej, niemożność trawienia laktozy jest normalna. Podobnie jak w przypadku adaptacji wysokościowej, selekcja do trawienia mleka ewoluowała u ludzi więcej niż raz i może służyć jako przykład ewolucji.
Z łatwością dostosowujemy się do niezdrowej diety. Badanie zmian genetycznych rodziny w Stanach Zjednoczonych w XX wieku wykazało wzrost przeżywalności osób, które są w stanie utrzymać niskie ciśnienie krwi i poziom cholesterolu we współczesnych dietach.
Jednak pomimo tych zmian dobór naturalny wpływa tylko na około 8% naszego genomu. Zgodnie z teorią ewolucji neutralnej, mutacje w pozostałej części genomu mogą przez przypadek dowolnie zmieniać częstotliwość w populacjach. Jeśli dobór naturalny jest osłabiony, mutacje, które normalnie oczyściłby, nie są usuwane tak skutecznie, co może zwiększyć ich częstotliwość, a tym samym zwiększyć tempo ewolucji.
Ale neutralna ewolucja nie może wyjaśnić, dlaczego niektóre geny ewoluują znacznie szybciej niż inne. Mierzymy tempo ewolucji genów, porównując ludzkie DNA z DNA innych gatunków, co pozwala nam również określić, które geny ewoluują szybko tylko u ludzi. Jednym z szybko rozwijających się genów jest region 1 przyspieszenia człowieka (HAR1), który jest wymagany podczas rozwoju mózgu. Losowy odcinek ludzkiego DNA jest średnio w ponad 98% identyczny z porównawczym szympansem, ale HAR1 ewoluuje tak szybko, że jest tylko w 85% podobny do małpy.
Film promocyjny:
Chociaż naukowcy mogą wykryć te zmiany, wciąż nie w pełni rozumiemy, niektóre geny ewoluują szybko, podczas gdy inne są niezwykle powolne. Początkowo uważano, że jest to wynik czysto naturalnej selekcji, teraz wiemy, że nie zawsze tak jest.
Ostatnio uwaga skupiła się na procesie transformacji genów, który zachodzi, gdy nasze DNA przechodzi przez plemniki i komórki jajowe. Tworzenie tych komórek rozrodczych polega na rozbiciu cząsteczek DNA, ich rekombinacji, a następnie naprawieniu luki. Jednak naprawa molekularna jest zwykle bardzo nietypowa.
Cząsteczki DNA składają się z czterech różnych zasad chemicznych znanych jako C, G, A i T. Proces naprawy wprowadza poprawki przy użyciu zasad C i G zamiast A lub T. Chociaż nie jest jasne, dlaczego istnieje to przesunięcie, sprawia, że G i C są bardziej wspólny.
Zwiększenie G i C w miejscach regularnej naprawy DNA wyzwala ultraszybką ewolucję części naszego genomu, proces, który można łatwo pomylić z doborem naturalnym, ponieważ oba powodują szybkie zmiany DNA w wysoce zlokalizowanych regionach. Ten proces wpłynął na około jedną piątą naszych najszybciej rosnących genów, w tym HAR1. Jeśli zmiany GC są szkodliwe, dobór naturalny zwykle im się sprzeciwia. Ale przy osłabieniu selekcji proces ten może pozostać w dużej mierze niezauważony, a nawet może pomóc przyspieszyć ewolucję naszego DNA.
Sam poziom mutacji człowieka również może się zmienić. Głównym źródłem mutacji w ludzkim DNA jest proces podziału komórek, spermatogenezy. Im starsze są samce, tym więcej mutacji występuje w ich plemnikach. Dlatego jeśli zmieni się ich wkład w pulę genów - na przykład jeśli mężczyźni opóźnią posiadanie dzieci - współczynnik mutacji również się zmieni. To wyznacza prędkość neutralnej ewolucji.
Zrozumienie, że ewolucja nie zachodzi tylko w wyniku doboru naturalnego, jasno pokazuje, że jest mało prawdopodobne, aby proces ten kiedykolwiek się zatrzymał. Uwolnienie naszych genomów spod presji doboru naturalnego otwiera je tylko na inne procesy ewolucyjne i. w rezultacie jeszcze trudniej jest przewidzieć, jacy będą ludzie w przyszłości. Jest jednak prawdopodobne, że wraz z postępem współczesnej medycyny przyszłe pokolenia będą miały więcej problemów genetycznych.
Oryginał: Rozmowa