Наши предки потеряли свои хвосты примерно 25 миллионов лет назад, но недавние исследования ученых из Нью-Йоркского университета позволили выяснить, что одна мутация в ДНК привела к перелому в эволюции приматов.
Специалисты исследовали ген TBXT, который связан с длиной хвоста у некоторых видов животных, и обнаружили, что у человекообразных обезьян есть фрагмент ДНК, известный как AluY, который отсутствует у других обезьян. Вставка этого фрагмента связана с потерей хвостов.
Хотя точные механизмы этого процесса пока не ясны, некоторые эксперты предполагают, что отсутствие хвоста могло улучшить подвижность на земле по сравнению с жизнью на деревьях.
Бо Ся, автор исследования, отмечает, что данное открытие помогает объяснить, почему у человека отсутствует хвост, что было предметом его детского любопытства.
Предыдущие исследования указывают на то, что более ста генов, связанных с развитием хвоста, могли быть задействованы в эволюции различных видов позвоночных.
В новом исследовании ученые выдвинули гипотезу о том, что потеря хвоста была следствием изменений в коде ДНК, вызванных действием одного или нескольких генов.
AluY, называемые также «прыгающими генами» или «мобильными элементами», имеют способность перемещаться и вставляться в геном человека случайным образом.
Эти элементы играют важную роль в регуляции тканеспецифических генов и способны влиять на экспрессию генов.
Исследователи выявили два прыгающих гена в TBXT, которые присутствуют у человекообразных обезьян, что указывает на вероятное внедрение AluY в геном много миллионов лет назад.
Для разгадки тайны с потерей хвоста исследователи провели эксперимент с 63 мышами, внедрив в их гены прыгающие гены, в результате чего у потомства наблюдались либо короткие хвосты, либо их полное отсутствие. Ученые отметили, что любое преимущество, связанное с отсутствием хвоста, должно было быть значительным, поскольку эволюционный процесс позволил таким изменениям происходить, несмотря на дополнительные затраты.
В результате исследований был обнаружен небольшой всплеск дефектов нервной трубки у мышей с модифицированным геном TBXT. Также было выявлено, что вставка AluY оставалась на том же месте в гене TBXT у людей и обезьян, что способствовало образованию двух форм РНК TBXT, причем одна из них, скорее всего, способствовала потере хвоста.
Профессор Джефф Боке из NYU Langone Health отметил, что данное открытие имеет большое значение, поскольку большинство человеческих интронов несут копии повторяющихся, скачкообразных участков ДНК, не влияющих на экспрессию генов, однако в данном случае вставка AluY сделала значимый вклад в формирование длины хвоста.
Ученые полагают, что гориллы, шимпанзе и люди потеряли свои хвосты после разделения с обезьянами Старого Света. В результате этого эволюционного разветвления эволюционировало образование меньшего количества хвостовых позвонков, что привело к появлению копчика, или копчаточной кости.
Известный натуралист Чарльз Дарвин обнаружил изменения в анатомии человека и его предков в своем 19-вековом труде «Происхождение человека», однако он не мог с уверенностью утверждать, что копчик является остатком древнего хвоста. 'Я считаю, что копчик служит точке прикрепления определенных мышц, но не исключаю, что он представлял собой рудиментарный хвост', - писал Дарвин.