Η εξέλιξη του ανθρώπου: Από τις ουρές στην απουσία τους

Ήταν ένα διαρκές εξελικτικό μυστήριο από την εποχή του Καρόλου Δαρβίνου: Πότε έχασαν οι άνθρωποι την ουρά τους; Οι πίθηκοι –συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων και των χιμπατζήδων– είναι όλα πρωτεύοντα που δεν έχουν μακριές ουρές όπως οι λεμούριοι και οι άλλοι συγγενείς μας πιθήκων. Χάρη σε ορισμένες προόδους στην τεχνολογία γονιδιακής επεξεργασίας, αποκαλύφθηκε μια νέα ένδειξη για την απώλεια της ουράς πιθήκου. Μια γενετική εκτροπή στους αρχαίους προγόνους μας πριν από περίπου 25 εκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με τον α

μελέτη που δημοσιεύτηκε στις 28 Φεβρουαρίου στο περιοδικό

Φύση


.

[Related:


Our tree-climbing ancestors evolved our abilities to throw far and reach high


.]

Πίθηκοι εναντίον μαϊμούδων

Η απώλεια της ουράς στους πιθήκους ξεκίνησε καθώς η ομάδα εξελίχθηκε μακριά από

Πίθηκοι του Παλαιού Κόσμου

μεταξύ 20 και 25 εκατομμυρίων ετών. Μετά από αυτή την εξελικτική διάσπαση, οι πίθηκοι εξέλιξαν τον σχηματισμό λιγότερων σπονδύλων της ουράς. Αυτό σχημάτισε τον κόκκυγα-ή την ουρά μας.

Αν και ο λόγος για τον οποίο οι πίθηκοι έχασαν την ουρά τους στην αρχή είναι αβέβαιος, ορισμένοι επιστήμονες που δεν είχαν ουρά μπορεί να ήταν πιο κατάλληλοι για κάθετα σώματα που ζουν στο έδαφος. Τα πρωτεύοντα με ουρά χρησιμοποιούν γενικά αυτά τα εξαρτήματα για να τα βοηθήσουν να αιωρούνται από κλαδιά δέντρων και να περπατούν κατά μήκος τους οριζόντια.

Gibbons

και

ουρακοτάγκους

είναι πίθηκοι χωρίς ουρά που ζουν ακόμα στα δέντρα, αλλά αυτοί

κινούνται διαφορετικά από τους πίθηκους

που έχουν ουρές και κρέμονται κάτω από κλαδιά.

Προηγούμενες μελέτες έχουν

συνδέει πάνω από 100 γονίδια

στην ανάπτυξη ουρών στα σπονδυλωτά, επομένως η γενική πεποίθηση ήταν ότι η απώλεια ουράς συνέβη μέσω αλλαγών στον κώδικα του DNA –ή μεταλλάξεων– σε περισσότερα από ένα γονίδια.

Γονίδια άλματος

Στο

νέα μελέτη,

μια ομάδα ερευνητών συνέκρινε το DNA έξι ειδών πιθήκων –συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων– και 15 ειδών πιθήκων. Βρήκαν μια εισαγωγή DNA που μοιράζονται οι πίθηκοι και οι άνθρωποι, αλλά δεν υπάρχει στους πιθήκους. Βρίσκεται σε ένα γονίδιο που ονομάζεται

TBXT

το οποίο είναι γνωστό ότι επηρεάζει το μήκος της ουράς των ζώων.

Μόλις εντόπισαν αυτή τη μετάλλαξη, χρησιμοποίησαν το CRISPR για να επεξεργαστούν το ίδιο σημείο στο γονίδιο των εμβρύων ποντικών σε ένα εργαστήριο. Τα ποντίκια με τα τροποποιημένα γονίδια TBXT γεννήθηκαν με μια ποικιλία επιδράσεων ουράς, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων που γεννήθηκαν χωρίς ουρές καθόλου.

Είναι ενδιαφέρον ότι οι διαφορές στα αποτελέσματα της ουράς δεν προέκυψαν μόνο από τις μεταλλάξεις στα γονίδια TBXT. Το DNA βρίσκεται σε μια στριμμένη σκάλα ή διπλή έλικα από δέσμες διαφορετικών γονιδίων με διάφορες λειτουργίες. Το DNA επιτρέπει στα ζώα να εξελίσσονται με αλλαγές στα γονίδια, αλλά ορισμένες από τις αλλαγές συμβαίνουν μόνο σε ένα μόνο σκαλί της στριμμένης σκάλας του DNA. Άλλες αλλαγές είναι πιο περίπλοκες και συμβαίνουν σε πολλαπλές βαθμίδες. Αυτά τα

Στοιχεία Alu

είναι επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες DNA που μπορούν να δημιουργήσουν κομμάτια RNA που μπορούν στη συνέχεια να αλλάξουν ξανά σε DNA. Μόλις επιστρέψουν στο DNA, εισάγονται τυχαία στο γονιδίωμα. Αυτοί οι τύποι «γονιδίων άλματος» μπορούν στη συνέχεια να διαταράξουν ή να ενισχύσουν τη λειτουργία ενός γονιδίου όταν εισάγεται.

[Related: A scientific exploration of big juicy butts.]

Η ομάδα βρήκε δύο στοιχεία Alu στο γονίδιο TBXT που υπάρχουν σε μεγάλους πιθήκους, αλλά όχι σε πιθήκους. Αυτά τα γονίδια που πηδούν υπάρχουν μόνο στα πρωτεύοντα και βρίσκονται πίσω από αυτή τη γενετική εκτροπή για εκατομμύρια χρόνια.

Γενετική ανταλλαγή;

Σύμφωνα με την ομάδα

, οποιοδήποτε πλεονέκτημα της απώλειας ουράς πρέπει να ήταν πολύ ισχυρό. Τα γονίδια μπορούν συχνά να επηρεάσουν περισσότερες από μία σωματικές λειτουργίες, αλλαγές που φέρνουν πλεονέκτημα σε έναν τομέα

μπορεί να αποδειχθεί επιζήμιο κάπου αλλού

. Η ομάδα βρήκε μια μικρή αύξηση στα ελαττώματα του νευρικού σωλήνα στα ποντίκια που είχαν εισάγει με το γονίδιο TBXT.

Μελλοντικές μελέτες θα μπορούσαν να δοκιμάσουν τη θεωρία ότι μια αρχαία εξελικτική γενετική αντιστάθμιση της απώλειας μιας ουράς συνέβαλε σε γενετικές ανωμαλίες του νευρικού σωλήνα. Αυτά τα ελαττώματα περιλαμβάνουν τη δισχιδή ράχη, η οποία παρατηρείται κατά προσέγγιση

ένα στα 1.000 ανθρώπινα μωρά.