Генетика на завтрак. Научные лайфхаки для повседневной жизни

Велоцираптора можно легко представить, вообразив современную суповую курицу на анаболиках.

У велоцираптора были острые зубы и впечатляющие когти. Все это было украшено перьями, но лишено возможности летать. По высоте они доставали бы только до уровня бедер взрослого человека, но зато достигали двух метров в длину, а наблюдать этих зверей в процессе охоты было бы гораздо более захватывающим зрелищем, чем сегодняшних кур. Сколько от велоцираптора еще осталось в современных птицах? Можно ли обратить эволюцию вспять, чтобы вернуть цыплятам их первоначальное величие?

Велоцираптор выглядел примерно как курица-переросток с перекачанными мышцами.

Когда живое существо эволюционирует, утраченные свойства необязательно исчезают навсегда. Они могут храниться в генах и не использоваться в соответствии с первоначальной целью.

Это как коллекция порно, оставшаяся еще со времен юности, которую вы никогда не пересматриваете, но не хотите выбрасывать из ностальгических соображений. Если бы гены совсем не использовались, то мутировали бы по причине отсутствия давления отбора, поэтому, чтобы не исчезнуть, они часто берут на себя выполнение других задач. Хорошим примером этого являются змеи. В 2012 году палеонтологи наткнулись на окаменевший скелет змеи, из тела которой торчали крошечные передние и задние ножки [101]. Предположительно они предназначались не для передвижения, а для захвата добычи.

Сегодня мы думаем, что змеи потеряли свои конечности миллионы лет назад, но многие гены, регулирующие рост ножек, до сих пор присутствуют в их геноме.

Змеи не используют гены, регулирующие рост ножек, которые присутствуют в их геноме, по назначению. Они просто нашли другую область применения этих генов и добрались, как и следовало ожидать, до роста пениса. Положа руку на сердце, что бы вы решили, если бы эволюция поставила вас перед таким выбором?

У нас тоже есть гены, оставшиеся от давно ушедших времен. Они больше не нужны взрослым людям, но сохранились как часть эмбрионального развития. Когда вы были четырех- или пятинедельным эмбрионом, сзади у вас вырос маленький хвостик, составлявший десять процентов от длины вашего тела. Однако к восьмой неделе развития этот генетический привет от ваших предков вновь регрессировал. Лишь в редких случаях природа не хочет уничтожать плоды своего труда и являет миру людей, у которых пониже спины свисает небольшой отросток. Хоть он и достигает, как правило, всего лишь пары сантиметров в длину, зато может шевелиться, и иногда даже в зависимости от эмоционального состояния. Такое развитие имеет место, когда генетическая программа, отвечающая за предотвращение развития хвоста, не справляется со своей задачей в связи с условиями окружающей среды, мутациями или сочетанием редких генов. Такие явления называются атавизмами (от лат. atavus — предок).

Атавизмы — это повторение анатомических особенностей, которые присутствовали у филогенетически далеких предков[18].

Но даже если у вас в отношении биологического развития все отлично, вы все равно носите эти гены в себе. И в этом вы не одиноки.

Есть люди, которым платят за то, чтобы они искали остатки скрытой ДНК динозавров в глубинах куриного генома. А есть и такие, кто наткнулся на него по чистой случайности, как онтогенентик Мэттью Харрис. Исследуя мутировавший эмбрион цыпленка, он заметил ряд саблевидных зубов, идущих по краю клюва [90], - особенность, которая была утрачена предками куриц не менее 70 миллионов лет назад. Животные не смогли развиться до взрослого состояния, но благодаря им Харрис смог показать, что гены зубов могут по крайней мере частично просуществовать миллионы лет.

Но у птиц еще больше ДНК динозавров. Коготь велоцираптора состоит из трех длинных пальцев. Птицы имеют подобную конструкцию, но кости их пальцев срослись вместе и сильно деградировали, чтобы из них могли сформироваться функционирующие крылья. Однако на стадии эмбриона кисть руки птицы внешне едва ли отличается от руки велоцираптора. Уже в процессе развития крыла генетическая программа заботится о том, чтобы длинные пальцы снова исчезли. С птичьим хвостом складывается похожая ситуация. Тогда как двухметровый велоцираптор без противовеса постоянно утыкался бы носом в землю, у современных птиц при отсутствии хвоста в лучшем случае ухудшилась бы техника полета. У птиц развивается хвост, который вырастает еще на стадии эмбриона, но они избавляются от него, прежде чем кто-то успеет это заметить и начнет издеваться.

Иногда у людей могут проявляться анатомические особенности филогенетических предков, атавизмы.

Между тем исследователи смогли вернуть ноги эмбрионов курицы обратно в состояние, подобное тому, какое наблюдалось у динозавров. Деактивируя ген с названием, которое в переводе означает «индийский еж», малоберцовая кость, кость голени, которая у птиц заметно деградировала, приняла размеры как у доисторических предков [81].