Генетическая адаптация шимпанзе к местным условиям: новое исследование

Шимпанзе — ближайшие родственники человека, с долей общего ДНК более 98%. Они находятся под угрозой исчезновения: осталось менее 250 000 особей, а ежегодное сокращение популяции составляет от 1.5% до 6% из-за разрушения среды обитания, охоты и инфекционных заболеваний.

Понимание того, как шимпанзе адаптировались к выживанию в дикой природе, может пролить свет на ключевые вопросы биологии и эволюции человека, а также помочь в их сохранении. Однако о генетической адаптации шимпанзе известно мало из-за сложностей с получением высококачественных образцов ДНК от диких особей.

Чтобы восполнить этот пробел, международный консорциум ученых Pan African Program: The Cultured Chimpanzee собрал сотни образцов фекалий диких шимпанзе в 17 африканских странах. Несмотря на трудности работы с деградировавшей ДНК из фекалий, с помощью современных методов удалось получить генетические данные для 828 особей из 52 локаций, охватывающих все четыре подвида.

Результаты: локальная генетическая адаптация

Сравнение ДНК разных популяций выявило генетические варианты, которые встречаются значительно чаще в определенных местах, что указывает на локальную адаптацию.

• Адаптация к лесам: У лесных популяций обнаружены адаптации в генах, связанных с инфекционными заболеваниями, что, вероятно, вызвано их высокой распространенностью в этой среде.
• Связь с малярией: Наиболее сильные сигналы адаптации у шимпанзе найдены в генах GYPA и HBB — тех же самых, что участвуют в устойчивости к малярии у человека. Паразиты малярии, поражающие шимпанзе, близки к Plasmodium falciparum (вызывает 90% смертей от малярии у людей). Это говорит о конвергентной эволюции — независимом развитии сходных адаптаций к одному и тому же заболеванию.
• Адаптация к саваннам: Обнаружены свидетельства адаптации к саваннам, но конкретные механизмы пока сложно определить.

Значение и перспективы

• Для медицины: Изучение адаптации диких шимпанзе может улучшить понимание малярии у человека, так как, вероятно, существует ограниченное число способов адаптации хозяина к этому паразиту.
• Для сохранения шимпанзе: Результаты указывают, что малярия была или остается мощным фактором отбора для лесных популяций. Наличие важных генетических различий между популяциями означает, что они не взаимозаменяемы, и экологические сдвиги из-за изменения климата будут по-разному на них влиять.
• Для эволюционной биологии: Изучение адаптации саванных популяций может дать ключи к пониманию того, как предки человека адаптировались к подобным местообитаниям миллионы лет назад при переходе из лесов в саванны.

Будущие исследования должны подтвердить, что выявленные генетические варианты действительно защищают от малярии и адаптивны в конкретных местообитаниях.