Революция в эволюции
В течение многих лет ученые считали геном единственным хранилищем наследственной информации. Только через гены биологические черты могут передаваться из поколения в поколение. Теперь они узнали, что это не так.
Биологи все более склоняются к мысли, что негенетическое изменение организма, приобретенное при жизни, может передаваться потомству. Это явление назвали «эпигенетическое наследование», и происходит оно на клеточном уровне. Разнообразие клеток нашего тела -- тому пример. Клетки кожи и мозга обладают различными формами и функциями, несмотря на то что имеют одинаковую ДНК. Статья, которая будет опубликована в июльском номере Quarterly Review of Biology, перечисляет около сотни зарегистрированных случаев эпигенетического наследования и рассматривает версию, что такой тип наследования встречается гораздо чаще, чем ранее думали ученые. «Анализ новых данных показывает, что эпигенетическое наследование встречается повсеместно», -- пишут Ева Яблонка (Eva Jablonka) и Галь Рац (Gal Raz), сотрудники Тель-Авивского университета (Tel-Aviv University). Они и ранее публиковали результаты своих исследований, которые доказывают, что эпигенетические изменения встречаются у бактерий, простейших, грибов, растений и животных.
Например, плодовые мушки, обработанные определенными химикатами, дали по крайней мере 13 поколений потомков, снабженных щетинистыми разрастаниями на глазах. В другом исследовании описана ситуация, когда подвергшаяся воздействию химиката беременная крыса дала ветвь больного потомства. Одно статистический анализ выявил более высокую частоту сердечно-сосудистых заболеваний и диабета у детей и внуков людей, которые плохо питались в юности. Во всех вышеописанных случаях согласно комментариям авторов источником изменений в последующих поколениях была вовсе не ДНК. Скорее новые черты появились в результате эпигенетического наследования.
На сегодняшний день установлено четыре механизма эпигенетического наследования. Согласно Яблонке и Рацу самым понятным из них является «ДНК-метилирование». Метилы, крошечные химические группы в клетках, образуют замок с определенными участками нити ДНК. Они служат своего рода переключателями, которые делают гены активными или заставляют их бездействовать. Включая и выключая гены, метилы способны оказывать главенствующее влияние на форму и функцию клеток и организмов не изменяя ДНК. У изучения эпигенетического наследования есть большие возможности для исследования развития как эволюционного процесса. «Включение фактора эпигенетического наследования в эволюционную теорию расширяет мышление и приводит к новым понятиям наследственности, изменения и эволюции», -- пишут биологи.
Данные исследования -- своего рода защита теории натуралиста XVIII столетия Жана Батиста Ламарка. Ламарк, учение которого об эволюции предшествовало теории, предложенной Чарльзом Дарвином, полагал, что эволюция частично происходит за счет наследования приобретенных признаков. Его классическим примером был жираф. Предки жирафа, по предположению Ламарка, вытягивали свои шеи, чтобы поедать листья с веток высоких деревьев. Это «упражнение» заставляло шеи удлиняться. Длинная шея, негенетическая черта, передавалась потомкам. Каждое следующее поколение приобретало более длинные шеи, и результат сегодня мы видим у любого жирафа. И в наши дни исследования в эпигенетике действительно показывают, что приобретенные черты могут наследоваться и Ламарк был не так уж неправ.
