Gen człowieczeństwa
Znamy już gen, który prawdopodobnie umożliwił homo sapiens podbój Ziemi. To może być
przełom w naszej wiedzy na temat ewolucji człowieka
Co sprawiło, że to właśnie ludzie, a nie na przykład szympanse, wygrali ewolucyjny wyścig i
stali się dominującym gatunkiem na naszej planecie? Odpowiedz
na to pytanie wydaje się
pozornie prosta - inteligencja. W naturze jednak nic nie dzieje się samo z siebie i również
proces kształtowania się ludzkiego intelektu musiał mieć swój początek. Naukowcy
podejrzewali, że miał on miejsce ok. 5-6 mln lat temu, gdy z Ziemi zniknął ostatni wspólny
przodek ludzi i szympansów i oba gatunki nieodwracalnie oddzieliły się od siebie. Właśnie
wtedy mózg naszych praprzodków zaczął gwałtownie rosnąć, co zaowocowało rozwojem
intelektu i opanowaniem przez homo sapiens prawie całego świata.
Co jednak kierowało całym tym procesem - pozostawało jedną z największych zagadek nauki.
Przełomem w jej rozwiązaniu może się stać praca amerykańskich naukowców, którą
publikuje dzisiejsze "Nature".
Porównując DNA wielu gatunków ssaków, odkryli oni u człowieka fragment, który na
przestrzeni owych kilku milionów lat, jakie minęły od rozdzielenia się linii człowieka i
szympansa, zmieniał się zdecydowanie najszybciej i najbardziej. Co więcej, okazało się, że to
właśnie w tym fragmencie znajduje się gen, który prawdopodobnie kieruje kluczowym
etapem rozwoju ludzkiego mózgu w okresie życia płodowego.
- To na pewno bardzo ważne odkrycie - komentuje dla "Gazety" dr Paweł Golik z Instytutu
Genetyki i Biotechnologii Uniwersytetu Warszawskiego. - Mamy kolejny gen, który zapewnił
nam ewolucyjny sukces. Czy odegrał w tym decydującą rolę - pokażą dalsze badania.
Kontrkandydatów jest co najmniej kilku, jak choćby gen FOXP2 zaangażowany w rozwój
mowy - mówi Golik.
Czy to jest gen człowieczeństwa?
Na proste pytanie: "Co najbardziej różni nas od goryla, szympansa (ewolucyjnie naszego
najbliższego krewnego) i innych naczelnych?", większość ludzi odpowiedziałaby zapewne -
mózg
Pod względem budowy mózgi człowieka i np. szympansa niezbyt się jednak różnią. Chodzi o
skalę. Kilka milionów lat temu mózg naszych przodków zaczął się gwałtownie powiększać.
Dzisiaj jest trzykrotnie większy od mózgu szympansa. Kto i gdzie przycisnął guzik, który
sprawił, że weszliśmy na drogę przyspieszonego rozwoju? Gdzie - w Afryce. Kto - leży w gestii
filozofów, teologów i poglądu na świat każdego z nas.
Najmniej wiemy o owym tajemniczym guziczku. Na szczęście powoli się to zmienia. W
dzisiejszym "Nature" międzynarodowy zespół naukowców donosi o odkryciu genu, który
prawdopodobnie odegrał kluczową rolę w kształtowaniu się ludzkiego mózgu.
Wszystko zaczęło się od pracy Katherine Pollard i nadzorującego ją Davida Hausslera z
Centrum Nauki i Inżynierii Biomolekularnej Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz.
Pollard za pomocą opracowanej przez siebie metody bardzo dokładnie porównała genom
człowieka, szympansa, kurczaka i innych kręgowców. Chciała zidentyfikować te fragmenty
DNA, które u ludzi przeszły najbardziej przyspieszony proces zmian ewolucyjnych. Na
samym szczycie sporządzonej przez Pollard listy znalazło się 49 takich miejsc. Badaczka
skupiła swoją uwagę na pierwszym z nich nazwanym HAR1 (od ang. Human Accelerated
Region).
Region ten zbudowany jest ze 118 nukleotydów - malutkich cegiełek, z których składa się
ludzkie DNA. Badania pokazały, że w okresie 310 mln lat dzielących ewolucyjnie szympansa
od kurczaka w całym regionie HAR1 zmieniły się zaledwie dwie cegiełki.
Okazało się jednak, że w okresie następnych zaledwie sześciu milionów lat dzielących
człowieka od szympansa zmianie uległo aż 18 ze 118 nukleotydów. - Jak na kilka milionów lat
ewolucji to ogromna i niesłychanie szybka zmiana - mówi Pollard. - Ten region wprost rzucał
się w oczy.
Jaką jednak dokładnie rolę odgrywa u człowieka HAR1? Aby się tego dowiedzieć, Pollard
rozpoczęła współpracę z laboratorium kierowanym przez Sophie Salamę, także z
Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz.
Salama odkryła, że HAR1 jest częścią dwóch zachodzących na siebie genów - jeden z nich
nazwano HAR1F. Badaczka nie była jednak w stanie stwierdzić, jaka może być jego funkcja.
Pomogły jej przypadek i łut szczęścia.
Do Santa Cruz przyjechał na kilka wykładów Pierre Vanderhaegen, neurobiolog z
Uniwersytetu Brukselskiego. Belg rozpoczynał właśnie badanie, którego miały wyjaśnić, jakie
geny są aktywne w rozwijającym się mózgu ludzkiego embrionu. Vanderhaegen był
zaprzyjaz
niony z mężem Salamy i dzięki temu zdołała go ona namówić, by dołączył do swego
programu również gen HAR1F.
- Przez kilka miesięcy nie miałam od niego żadnych informacji, aż nagle dostałam maila.
Pisał, że znalazł coś bardzo interesującego - mówi Salama. Okazało się, że HAR1F jest bardzo
aktywny pomiędzy siódmym a dziewiętnastym tygodniem życia płodowego. Co więcej, działa
on w tej części mózgu, z której powstaje kora nowa - najbardziej rozwinięta część naszego
systemu nerwowego odpowiedzialna za wyższe funkcje poznawcze.
Dokładniejsze badania pokazały, że HAR1F działa w tzw. neuronach Cajala-Retziusa, które
odgrywają kluczową rolę w formowaniu się sześciu podstawowych warstw ludzkiej kory
nerwowej. Komórki te uwalniają również reelinę - białko, które steruje wzrostem neuronów
oraz tworzeniem się połączeń między nimi.
- Nasze badania wskazują, że gen ten jest bardzo ważny w procesie rozwoju kory mózgowej -
podsumowuje David Haussler. - To bardzo ekscytujące, ponieważ ludzka kora jest trzy razy
większa od kory naszych praprzodków.
Co dalej z odkryciem opisanym w "Nature"? - Pamiętajmy, że na naszej liście oprócz HAR1
leży również HAR2, HAR3 i tak dalej przez kolejne 49 regionów, które udało się nam
zidentyfikować. Na razie zbadaliśmy tylko jeden z nich. Teraz musimy zbadać pozostałe 48 -
zapowiada Haussler.