Nowe badania sugerują, że dobór naturalny, czyli proces ewolucyjny, który kieruje tym, które cechy stają się bardziej powszechne w populacji, działał na nas przez ostatnie 3000 lat, aż do dnia dzisiejszego. Może więc wpływać w zaskakujący sposób na złożone cechy zakodowane przez wiele genów, takich jak te związane z inteligencją, chorobami psychicznymi, a nawet rakiem. W doborze naturalnym geny, które zapewniają pewien rodzaj przetrwania lub korzyści reprodukcyjnej, są przekazywane i utrzymują się w populacji, podczas gdy te, które prowadzą do mniejszej przeżywalności lub mniejszej liczby potomstwa, stają się mniej powszechne. Nie ma wątpliwości więc, że dobór naturalny ukształtował ewolucję człowieka w naszej odległej przeszłości. Jednak wpływ doboru naturalnego w niedawnej przeszłości jest znacznie bardziej kontrowersyjną kwestią.
Nowe badania sugerują, że dobór naturalny jest rzeczywiście ważnym czynnikiem we współczesnych czasach, chociaż metody zastosowane we wcześniejszych badaniach prowadziły do błędnych wniosków, powiedział John Novembre, biolog obliczeniowy z University of Chicago.
Nowe badanie koncentruje się na cechach, które wynikają z kombinacji wielu wariantów genów, takich jak inteligencja i pigmentacja skóry. Złożona genetyka tych cech utrudnia poznanie działania poszczególnych genów. Aby znaleźć te subtelne powiązania, naukowcy przeprowadzają badania asocjacyjne całego genomu (GWAS), w ramach których skanują w poszukiwaniu markerów genetycznych cały genom, aby znaleźć krótkie sekwencje genetyczne, które są bardziej powszechne w niektórych cechach niż w innych. Te wyniki mogą być trudne do interpretacji, nawet porównując podobnych ludzi w tym samym momencie. Zasadniczo geny, które z czasem stają się bardziej powszechne, podlegają selekcji pozytywnej: są w pewien sposób korzystne i dlatego prawdopodobnie zostaną przekazane dalej. Geny, które z czasem stają się mniej powszechne, podlegają selekcji negatywnej. Są w jakiś sposób szkodliwe dla przetrwania lub reprodukcji, a zatem są mniej prawdopodobne, że zostaną przekazane.
Złożoność genów
W badaniach opublikowanych 15 listopada w czasopiśmie Nature Human Behaviour, naukowcy odkryli łącznie 755 cech wykazujących oznaki selekcji w ciągu ostatnich 2000 - 3000 lat. W przypadku nowych próbek naukowcy wykorzystali dane od osób pochodzenia europejskiego z brytyjskiego BioBanku, repozytorium danych genetycznych i zdrowotnych od 500.000 uczestników. Aby głębiej przyjrzeć się historii, naukowcy wykorzystali również trzy zestawy danych starożytnego ludzkiego DNA z okresu przedneolitycznego, neolitu i po nastaniu rolnictwa na Bliskim Wschodzie, obejmujące łącznie 512 osobników. Naukowcy przyjrzeli się trzem ramom czasowym: epoce nowożytnej, od 2000 do 3000 lat i do około 100.000 lat temu. Najstarsze dane są najbardziej niewiarygodne, powiedział kierownik badań Guan Nin Ling, profesor w szkole inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Jiao Tong w Szanghaju. Podczas gdy naukowcy posiadali szczegółowe informacje na temat zdrowia i stylu życia z brytyjskiego BioBanku, to mieli tylko częściowe informacje na temat starszych próbek. W ten sposób wykorzystali same geny, aby wywnioskować cechy. Jeśli gen, o którym wiadomo, że ma wpływ na wzrost, z czasem rósł, naukowcy przyjęli to jako sygnał, że wzrost mógł podlegać pozytywnej selekcji naturalnej. Cechy, które wydawały się być przedmiotem selekcji, wahały się od cech skóry, takich jak „łatwość opalania” po różne inne dotyczące ciała. Nieco zaskakujące jest to, że geny związane z niektórymi pozornie niepożądanymi cechami z czasem wzrosły, w tym geny związane z chorobami takimi jak rak skóry, nieswoiste zapalenie jelit i jadłowstręt psychiczny. Sugeruje to, że niektóre z tych zaburzeń powstają jako skutki uboczne genów, które są korzystne z innych powodów, zasugerowali naukowcy. „Jeśli jeden wariant zwiększa ryzyko jednej choroby, ale zmniejsza ryzyko innej, dobór naturalny ma niewielką możliwość, aby go wyeliminować” – powiedział prof. Ling. Linga i jego współpracowników najbardziej interesowało pytanie, dlaczego zaburzenia o złożonej genetyce, takie jak schizofrenia czy zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), utrzymują się pomimo doboru naturalnego.
GWAS może być trudnym narzędziem do próby rozwikłania zagadki doboru naturalnego. Jednym z największych problemów jest stratyfikacja. Różnice między dwiema populacjami mogą wydawać się genetyczne, gdy w rzeczywistości są środowiskowe. Ponieważ GWAS nie może pokazać, że gen powoduje cechę, tylko że jest z nim powiązany, wyniki mogą szybko stać się nieadekwatne do rzeczywistości.
Posługując się klasycznym przykładem z artykułu z 1994 r., umiejętność jedzenia pałeczkami wyraźnie nie jest darem DNA - jest kwestią praktyki od najmłodszych lat. Ale badanie GWAS w zróżnicowanej populacji, takiej jak San Francisco, może bardzo łatwo ujawnić dowody na istnienie genów związanych z umiejętnościami posługiwania się pałeczkami po prostu poprzez ujawnienie genów, które są bardziej powszechne w populacjach Azji Wschodniej niż w populacjach europejskich. Ten błąd rzeczywiście miał miejsce. W ciągu ostatniej dekady pojawiło się wiele artykułów, w których stwierdzono, że warianty genów nadających wzrost są bardziej rozpowszechnione w Europie Północnej niż w Europie Południowej, a dobór naturalny pchnął Europejczyków z północy, by stawali się średnio wyżsi, zgodnie z badaniami opublikowanymi w 2012 r. w czasopismo Nature Genetics. Okazało się jednak, że wpływ tych wariantów genetycznych był przeszacowany, powiedział Novembre. Patrząc na te same warianty genetyczne w mniej zróżnicowanych populacjach (strategia ograniczania problemu stratyfikacji), dowody na dobór naturalny zniknęły. Badanie dotyczyło dotychczas nieznanych różnic środowiskowych między Europejczykami z północy i południa i myliło je z czymś czysto genetycznym. Naukowcy musieli ponownie zinterpretować wyniki i nadal nie są pewni, czy dobór naturalny ma coś wspólnego z różnicami wzrostu w Europie, co mogłoby wynikać z artykułu opublikowanego w 2019 r. w czasopiśmie eLife.
Bibliografia:
Źródło grafiki:pixabay.com
Więcej komentarzy...