Растущая углекислая концентрации диктует мутации

Растущая углекислая концентрации диктует мутации
Если, конечно, исследования ученых не являются этаким концентратом фантастики с вымыслом.
Относительно достоверности повествования деятелей науки есть сомнения даже и у публикующих их исследования специализирующихся на открытиях науки изданий.
Климат, так называемое глобальное потепление и усиление до рекордных значений концентрации углекислого газа – эта тематика давно уже, собственно, перестала быть чисто научной, а перекочевала в иные среды, поэтому в отношении нее имеется изрядная толика скепсиса. Тем не менее – она регулярно озвучивается.
Вот и «Лента.ру» в своем сегодняшнем пересказе содержания опубликованного Phys.org пресс-релиза не обошла сию тему и повествует о результатах наблюдений метеорологической службы Великобритании и английского же Эксетерского университета, по которым нынешний – 2019-й – год станет чуть ли не рекордным по концентрации углекислого газа в земной атмосфере за всю историю наблюдений. Английские метеорологи связывают это с ежегодными колебаниями температуры воды в Тихом океане: предсказывается, что «потепление приведет к росту содержания углекислого газа примерно на 2,75 части на миллион», при этом «средняя концентрация составит 411,3 промилле с максимумом 414,7 промилле».
Как водится, в пересказе приводится даже буквально катастрофические выкладки, по которым «из-за увеличения количества тепловой энергии в атмосфере Земли к 2100 году ожидается учащение и усиление стихийных бедствий и эрозии почв, подъем уровня моря и значительные потери сельскохозяйственной продукции».
Такая вот даже по человеческим меркам скорая углекислая, практически катастрофическая эволюция.
Ни пересказ, ни авторы, разумеется, не приводят конкретных рецептов, как всего этого избежать.

Посему человечеству, похоже, остается только стремительно мутировать в сторону выживаемости в углекислотной концентрации. Ежели, конечно, поспеет к тому времени.
Однако и относительно этого – способности человека к новым мутациям – у деятелей науки имеются сомнения. Тут гораздо скорее справятся, видимо, шимпанзе и другие приматы.
Потому что, как выяснили ученые на основе «полногеномного секвенирования нескольких особей человекообразных обезьян и нескольких тысяч людей, которые анализировались и сравнивались в тройках «мама, папа, ребенок»», «у людей», «во первых», «число новых появляющихся в каждом новом зародыше мутаций» «в полтора раза меньше, чем у шимпанзе и других «приматов», а, во-вторых и в-третьих - «большинство мутаций возникают в ассоциации с сайтами рекомбинации при кроссинговере и являются следствием ошибок репарации» и «располагаются преимущественно в некодирующих участках и регулируются эпигенетически».
Об этом в своем пересказе опубликованных в Science и Nature Ecology & Evolution двух работ повествуют «Элементы».

«Для анализа локализации de novo мутаций было исследовано 2976 троек «мать, отец, ребенок». Всего обнаружилось 200 435 мутаций (в среднем около 67 мутаций на ребенка), для части из которых было определено, от кого из родителей она досталась ребенку: 62 546 мутаций на хромосомах было от отцов, 17 139 мутаций на хромосомах — от матерей. Более высокая частота возникновения мутаций в мужских гаметах согласуется и с ранее известными данными. Авторы также обращают внимание, что количество возникающих мутаций возрастало по мере увеличения возраста обоих родителей, хотя и неодинаково: каждый год жизни отца по расчетам увеличивает число мутаций в среднем на 1,39, а матери — на 0,38. Большинство мутаций (128 278 из 200 435) были транзициями (заменами пуринового основания на пуриновое или пиримидинового на пиримидиновое), гораздо меньше (58 289) было трансверсий (замен пуринового основания на пиримидиновое или наоборот) и небольших инсерций/делеций (13 868).
Центральной задачей работы был анализ связи между рекомбинацией и возникающими мутациями. Эта связь теоретически ожидаема, поскольку необходимым этапом при рекомбинации являются вносимые специальными ферментами двуцепочечные разрывы хромосом, которые в последующем восстанавливаются при помощи белков системы репарации. Именно на этапе репарации могут возникать «ошибки», приводящие к появлению мутаций. В хромосомах, полученных ребенком от отца, число мутаций в пределах 1000 нуклеотидов расстояния от точки рекомбинации оказалось в 41,5 раза выше, чем в среднем по геному, в хромосомах, полученных от матери — в 58,4 раза. В общем, на область ближайшей тысячи нуклеотидов от точки рекомбинации пришлось около половины всех обнаруженных de novo мутаций.
Попутно авторы проверили наличие взаимосвязи между частотой рекомбинационных событий и сайтами полиморфизма, в результате чего вычислили 20 генов, влияющих на данный процесс, 12 из которых отмечены впервые, - повествуется в пересказе о статье в Science.

Ну, а по статье в Nature Ecology & Evolution разъясняется, что сами датские ученые провели свои исследования, дабы «сопоставить частоту возникновения мутаций de novo у человека и человекообразных обезьян — шимпанзе, гориллы и орангутана».

«Оказалось, что (как и у людей) возраст обезьян-отцов прибавлял количество мутаций у детеныша, но эта скорость оказалась в среднем в 1,5 раза выше, чем у мужчин того же возраста. Выстроив математическую модель, авторы показали, что выявленное замедление вероятно началось совсем недавно (по эволюционным меркам) — примерно 400 тысяч лет назад. Причины не ясны (авторы пускаются здесь в туманные рассуждения о, возможно, более благоприятных условиях жизни или влияния сдвига начала полового созревания на более поздний срок), но важен сам факт: рассчитывая время разделения линий человека с другими человекообразными, нужно делать корректировку именно по обезьянам.
Это соображение авторы применили к тем данным, на основе которых описывают историю обособления наших линий: с одной стороны, молекулярные данные и метод молекулярных часов, а с другой стороны — палеонтологический материал. И вот тут оказывается, что если молекулярные часы настраивать по человеку, то время разделения нашей линии с линиями шимпанзе, гориллы и орангутана выпадает на сроки, соответственно, 15, 19 и 35 млн лет назад, а если по человекообразным обезьянам, — то 10, 15 и 23 млн лет назад. И вот эти последние цифры гораздо лучше согласуются с палеонтологическими ископаемыми, чем первые. Корректировка оценки частот мутаций также может оказаться существенной и определения времени разделения сапиенсов с неандертальцами и денисовцами: ведь не исключено, что изменение частоты мутаций произошло уже после разделения и только в линии Homo sapiens, или изменялось в разных линиях Homo по-разному,- отмечается в пересказе.

Однако при этом статья в Nature Ecology & Evolution не совсем понравилась «Элементам», поскольку «оставила ощущение недосказанности».

«Во-первых, хотелось бы, чтобы данные были собраны для большего числа животных, а во-вторых, любопытно все-таки узнать, что же могло привести к снижению частоты мутаций у людей, если оно действительно имеет место. Если провести логическую нить между первым и вторым исследованием, можно было бы, пожалуй, для начала проверить, не различается ли между человеком и остальными человекообразными частота рекомбинации при кроссинговере,- отмечают «Элементы».

Впрочем, тут же делают предположение о том, что «эти вопросы» «наверняка» «уже на очереди у» исследователей, и «продолжение», видимо, «не заставит себя долго ждать».
Такая тут пока не совсем понятная «Элементам» эволюция с новыми мутациями у людей и приматов.