fromLUCA

Русский перевод сделан с помощью ИИ и ждёт проверки носителями языка.

Эволюция сейчас

Эволюция не остановилась

Цепь не закончилась на вас. В каждом поколении одни наследственные варианты становятся немного чаще, а другие немного реже. Обычно это слишком медленно, чтобы заметить. Иногда это достаточно быстро, чтобы измерить за одну человеческую жизнь.

Что здесь значит «эволюционировать»

Популяция эволюционирует, когда частота наследственных вариантов меняется от поколения к поколению. Отдельные особи не эволюционируют за свою жизнь; это делают популяции, на протяжении поколений. Эволюционировать не значит становиться лучше или «развитее» — лишь лучше подходить к условиям момента, а иногда даже и этого нет.

Как быстро?

Каждая точка — один из случаев ниже; она стоит там, сколько примерно лет заняло изменение. Шкала на каждом шаге увеличивается в десять раз. Полые точки очень неточны. Вьюрки и слоны изменились примерно за одно поколение; случаям у людей потребовались сотни поколений.

  1. 5 Клювы вьюрков после засухиОдно поколение
  2. 4 Слоны без бивнейОколо 25 лет
  3. 6 Ящерицы на новом островеОколо 35 лет
  4. 7 Жабы, которые расселяются быстрееОколо 70 лет
  5. 8 Клевер в городеОт десятилетий до столетий
  6. 3 Ныряльщики с большей селезёнкойНеизвестно; они живут морем по меньшей мере 1000 лет
  7. 1 Пить молоко во взрослом возрастеВ последние 7500 лет
  8. 2 Дышать разреженным воздухомВозможно, около 9000 лет, очень неточно

У людей В природе

У людей

Фото: Martin Abegglen · CC BY-SA 2.0

1 Пить молоко во взрослом возрасте

Где
Европа, Восточная Африка, Ближний Восток
Сколько времени
В последние 7500 лет

Как и другие млекопитающие, большинство людей после детства перестают вырабатывать лактазу — фермент, который переваривает молочный сахар. У некоторых он остаётся включённым. Варианты, которые его не выключают, возникали несколько раз, независимо, у скотоводческих народов и распространились после того, как люди стали держать коров и коз. Сегодня примерно треть взрослых в мире легко переваривает молоко, и между регионами большие различия.

Откуда мы знаем

Древняя ДНК показывает, что самый частый европейский вариант около 5000 лет назад был ещё редок и стал частым лишь позже. В Восточной Африке и на Ближнем Востоке ту же работу выполняют другие варианты.

Осторожно: Почему варианты распространились так быстро, спорят. Люди пили молоко задолго до того, как варианты стали частыми. Одна идея: в голод и эпидемии молоко делало людей без варианта больными в самый неподходящий момент, поэтому носители выживали чаще.

Фото: Luo Shaoyang from Beijing, China · CC BY 2.0

2 Дышать разреженным воздухом

Где
Тибетское нагорье
Сколько времени
Возможно, около 9000 лет, очень неточно

На высоте 4000 метров каждый вдох содержит примерно на 40% меньше кислорода, чем на уровне моря. Каждый, кто поднимается так высоко, вырабатывает больше эритроцитов, и у некоторых жителей равнин это заходит слишком далеко и сгущает кровь. Большинство тибетцев несут версию гена EPAS1, которая сдерживает эту реакцию.

Откуда мы знаем

У соседних равнинных ханьцев этой версии почти нет. Её ДНК совпадает с ДНК денисовцев, вымершей группы людей, поэтому она, вероятно, попала к предкам тибетцев, когда эти группы встретились десятки тысяч лет назад. По одной оценке, она начала распространяться около 9000 лет назад, но разброс велик.

Осторожно: Жители Анд приспособились к высоте иначе. Эволюция может прийти к похожему результату разными путями.

Фото: Marcin Falenczyk · CC BY-SA 3.0

3 Ныряльщики с большей селезёнкой

Где
Баджао в Юго-Восточной Азии
Сколько времени
Неизвестно; они живут морем по меньшей мере 1000 лет

Баджао живут морем по меньшей мере тысячу лет, и некоторые ныряют по нескольку часов в день, каждый раз на одном вдохе. Во время нырка селезёнка выбрасывает в тело дополнительную богатую кислородом кровь. Селезёнка у баджао примерно на 50% больше, чем у их соседей на суше, — даже у тех, кто не ныряет.

Откуда мы знаем

И ныряльщики, и не ныряльщики среди баджао имели увеличенную селезёнку, что указывает скорее на наследственность, чем на тренировку. Среди них часто встречается генетический вариант, связанный с размером селезёнки.

Осторожно: Это одно исследование менее чем ста человек, и его пока не повторили.

В природе

Фото: PDUSGov · Public domain

4 Слоны без бивней

Где
Национальный парк Горонгоса, Мозамбик
Сколько времени
Около 25 лет

Во время гражданской войны 1977–1992 годов было убито около 90% слонов парка, многие ради слоновой кости. Самки, рождённые без бивней, выживали чаще. Среди самок, переживших войну, около половины были без бивней, против примерно каждой пятой до войны. Среди их дочерей, рождённых после, без бивней около трети.

Откуда мы знаем

Исследователи выяснили, что признак наследуется вместе с X-хромосомой, и связали его с генами, формирующими зубы. Они считают, что тот же вариант смертелен для самцов, — это объяснило бы, почему самцов без бивней почти не встречается.

Осторожно: Это изменение вызвала охота за слоновой костью во время войны. Бивни важны для слонов: ими копают и сдирают кору, поэтому у изменения есть цена.

Фото: Charles J. Sharp · CC BY-SA 3.0

5 Клювы вьюрков после засухи

Где
Дафни-Майор, Галапагосы
Сколько времени
Одно поколение

В засуху 1977 года на крошечном острове закончились мелкие мягкие семена. Средние земляные вьюрки с более высоким клювом могли раскалывать оставшиеся крупные твёрдые семена, и больше их выжило. У их потомства клювы выросли в среднем примерно на 4% выше, чем у предыдущего поколения.

Откуда мы знаем

Питер и Розмари Грант четыре десятилетия, год за годом, измеряли почти каждую птицу на острове и могли проследить родителей и потомков.

Осторожно: В последующие годы направление сменилось, когда дождливые годы стали благоприятствовать меньшим клювам. Эволюция следует за условиями; у неё нет цели.

Попробуйте сами в Лаборатории эволюции →
Фото: Mariomassone · CC BY-SA 4.0

6 Ящерицы на новом острове

Где
Под-Мрчару, Хорватия
Сколько времени
Около 35 лет

В 1971 году исследователи перевезли пять пар итальянских стенных ящериц на маленький остров, где мало насекомых, но много растений. Когда учёные вернулись в 2004–2006 годах, растения составляли от трети до более чем половины их пищи, против нескольких процентов на родном острове. У ящериц стали крупнее головы, сильнее укус, а в кишечнике появились маленькие клапаны, не известные у других популяций этого вида, которые замедляют пищу, чтобы она переварилась.

Откуда мы знаем

Митохондриальная ДНК островных ящериц неотличима от ДНК исходной популяции.

Осторожно: Часть изменений может объясняться тем, как каждая ящерица росла на такой пище, а не изменениями генов. Какая часть чем объясняется, до конца не известно.

Фото: John Robert McPherson · CC BY-SA 4.0

7 Жабы, которые расселяются быстрее

Где
Север Австралии
Сколько времени
Около 70 лет

Жаб-аг завезли в Австралию в 1935 году, чтобы они ели жуков на плантациях сахарного тростника, и они расселились по стране. Жабы на переднем крае вторжения имеют более длинные ноги и за ночь проходят больше, чем жабы из старых популяций. Когда-то фронт продвигался примерно на 10 километров в год; теперь — более чем на 50.

Откуда мы знаем

Исследователи отслеживали жаб с радиометками и измеряли их ноги по всему ареалу, от самых старых популяций до самых новых.

Осторожно: Так происходит отчасти потому, что самые быстрые жабы оказываются вместе на переднем крае и размножаются друг с другом, а не только потому, что быстрые жабы лучше выживают.

Фото: Amada44 · Public domain

8 Клевер в городе

Где
160 городов в 26 странах
Сколько времени
От десятилетий до столетий

Белый клевер может вырабатывать цианид, чтобы отпугивать поедающих его животных. Примерно в половине изученных городов растения в центре реже вырабатывают цианид, чем растения в окрестностях. Одно и то же изменение произошло снова и снова, независимо, в разных городах.

Откуда мы знаем

Более 280 исследователей собрали около 110 000 растений вдоль линий от города к деревне и проверили каждое на цианид. В 26 городах они также прочитали геномы примерно 2000 растений.

Осторожно: Почему города благоприятствуют клеверу без цианида, везде по-разному. Меньше пасущихся животных и другие температуры — обе причины возможны.

Остановила ли медицина эволюцию человека?

  • Нет. Каждый ребёнок рождается примерно с 70 новыми изменениями в ДНК, которых не было ни у одного из родителей. Эти новые варианты — сырьё; сами по себе они не отбор.
  • Одни люди по-прежнему имеют больше детей, чем другие, по многим причинам, и исследования связывают часть этого с наследственными вариантами. Отбор изменился, а не остановился.
  • В эволюции «приспособленность» означает только число детей у человека. Она ничего не говорит о его здоровье, талантах или ценности.
  • Случай тоже меняет частоту вариантов, особенно в небольших группах.
  • Изменилось то, что помогает или вредит. Медицина, еда и города теперь часть нашей среды, как засуха была частью среды вьюрков.

Ваши предки никогда не были готовыми изделиями, и вы тоже. Вы — звено цепи, которая продолжает расти.

Что почитать

  1. Itan et al. 2009. The origins of lactase persistence in Europe. PLoS Computational Biology 5: e1000491. doi:10.1371/journal.pcbi.1000491
  2. Itan et al. 2010. A worldwide correlation of lactase persistence phenotype and genotypes. BMC Evolutionary Biology 10: 36. doi:10.1186/1471-2148-10-36
  3. Ségurel & Bon 2017. On the evolution of lactase persistence in humans. Annual Review of Genomics and Human Genetics 18: 297. doi:10.1146/annurev-genom-091416-035340
  4. Tishkoff et al. 2007. Convergent adaptation of human lactase persistence in Africa and Europe. Nature Genetics 39: 31. doi:10.1038/ng1946
  5. Evershed et al. 2022. Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature 608: 336. doi:10.1038/s41586-022-05010-7
  6. Huerta-Sánchez et al. 2014. Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA. Nature 512: 194. doi:10.1038/nature13408
  7. Zhang et al. 2021. The history and evolution of the Denisovan-EPAS1 haplotype in Tibetans. PNAS 118: e2020803118. doi:10.1073/pnas.2020803118
  8. Ilardo et al. 2018. Physiological and genetic adaptations to diving in sea nomads. Cell 173: 569. doi:10.1016/j.cell.2018.03.054
  9. Campbell-Staton et al. 2021. Ivory poaching and the rapid evolution of tusklessness in African elephants. Science 374: 483. doi:10.1126/science.abe7389
  10. Boag & Grant 1981. Intense natural selection in a population of Darwin’s finches. Science 214: 82. doi:10.1126/science.214.4516.82
  11. Grant & Grant 2002. Unpredictable evolution in a 30-year study of Darwin’s finches. Science 296: 707. doi:10.1126/science.1070315
  12. Herrel et al. 2008. Rapid large-scale evolutionary divergence in morphology and performance associated with exploitation of a different dietary resource. PNAS 105: 4792. doi:10.1073/pnas.0711998105
  13. Phillips et al. 2006. Invasion and the evolution of speed in toads. Nature 439: 803. doi:10.1038/439803a
  14. Shine, Brown & Phillips 2011. An evolutionary process that assembles phenotypes through space rather than through time. PNAS 108: 5708. doi:10.1073/pnas.1018989108
  15. Santangelo et al. 2022. Global urban environmental change drives adaptation in white clover. Science 375: 1275. doi:10.1126/science.abk0989
  16. Stearns et al. 2010. Measuring selection in contemporary human populations. Nature Reviews Genetics 11: 611. doi:10.1038/nrg2831
  17. Jónsson et al. 2017. Parental influence on human germline de novo mutations in 12,000 trios. Nature 549: 519. doi:10.1038/nature24018

Поделиться этой страницей

TelegramWhatsAppX

fromLUCA LUCA — последний универсальный общий предок: популяция одноклеточных, от которой происходит вся нынешняя жизнь на Земле. Он жил около четырёх миллиардов лет назад; оценки расходятся.
Политика конфиденциальности