Speciálně pro portál „Anthropogenesis.RU“.
Autorský projekt S. Drobyshevského. E-kniha čtenářům poskytne základní informace o tom, co moderní věda ví o dávných lidských předcích.
Hominoidi nebo antropoid (hominoid; Stojí za zmínku, že i když jsou pojmy „humanoidi“ a „humanoidi“ ve vědě podobné, mají různé významy: první jsou jedním z oddělení druhých) zahrnují gibony (Hylobatidae), pongidní (Pongidae: orangutan, gorila, šimpanz, bonobo nebo trpasličí šimpanz) a lidský hominid (hominidae).
Hominoidy vznikly při třetím záření primátů a samy daly vzniknout čtvrtému záření primátů v miocénu – prudký nárůst diverzity. Giboni a orangutani obývají jihovýchodní Asii, gorily, šimpanzi a bonobové rovníkovou Afriku a moderní lidé obývají celou planetu. Hominoidi se vyznačují výrazným vývojem mozku, absencí ocasu, lícních váčků a ischiálních mozolů. Všichni hominoidi jsou denní. Giboni a pongidi jsou býložravci, šimpanzi někdy loví malá zvířata, lidé jsou samozřejmě všežravci. Šimpanzi jsou člověku anatomicky i behaviorálně nejblíže, bonobové jsou pravděpodobně o něco blíže než šimpanz obecný.
giboni
Gibon běloruký (Hylobates lar)
Fotografický kredit: Chell Hill
Zdroj: http://commons.wikimedia.org/
Giboni jsou pozoruhodní svým způsobem lokomoce – brachiation, tedy pohyb pouze za pomoci rukou. Gibon se houpe na větvi na pažích, vrhá se na další větev, ale nohy se nijak neúčastní. Navíc je rychlost rychlého brachiation téměř stejná jako rychlost letu ptáka. Specializace na brachiaci u gibonů je tak velká, že se nemohou pohybovat po zemi na čtyřech nohách a v případě potřeby sestoupí na zem, chodí po dvou se zvednutím rukou. Největší gibon, siamang, se vyznačuje splynutím prstů, které tvoří háček vhodný pro brachiaci; Pro tuto strukturu rukou se siamangům také říká symfalangy. U jiných gibonů může být palec na ruce téměř úplně zmenšený.
Giboni jsou unikátní svými hlasovými schopnostmi – zpívají ráno na vrcholcích stromů, některé druhy – zejména siamang – mají pro tento účel dokonce zvětšené krční vaky. Giboni žijí v rodinných skupinách. Na rozdíl od většiny primátů mají u některých druhů gibonů samci, samice a mláďata různé barvy.
Orangutani
Orangutaní samice. Sumatra.
Zdroj: http://www.akademifantasia.org/
Orangutani se také často pohybují pomocí brachiace, ale pomalu. Orangutanům často chybí hřebík na palci u nohy, což je zmenšení kvůli adaptaci na stromový životní styl.
Orangutani někdy používají nástroje, například vyrábějí dešťové deštníky z listů, ačkoli jejich životní styl není příznivý pro rozvoj pracovních dovedností.
Sociální struktura moderních orangutanů byla lidmi značně narušena. V minulosti se zdálo, že orangutani byli poměrně sociálními zvířaty, ale dnes žijí na Kalimantanu sami. Na Sumatře je jejich původní životní styl lépe zachován: samec ovládá rozsáhlé území, které zahrnuje oblasti několika samic s mláďaty, i když páry se tvoří pouze v období rozmnožování. Samci jsou mnohem větší než samice a vyznačují se velkými krčními vaky a kožními výrůstky po stranách hlavy.
Nedávno bylo zjištěno, že orangutani na ostrově Sumatra příležitostně loví malá zvířata (viz novinky o tom zde).
Gorily
Gorila v Cincinnati Zoo (USA).
Foto: Kabir Bakie
Zdroj: http://commons.wikimedia.org/
Gorily jsou mnohem větší a silnější než lidé a většina zvířat, a proto nemají v přírodě žádné nepřátele kromě lidí a někdy i leopardů. To pravděpodobně vedlo k poklesu pobídek pro evoluci a rozvoj inteligence, ačkoli gorily jsou potenciálně extrémně inteligentní. Pohybují se po zemi jako šimpanzi po čtyřech, podepřeni ohnutými falangami prstů.
Stejně jako u orangutanů je pohlavní dimorfismus – rozdíl mezi samci a samicemi – u goril velmi výrazný: samci jsou téměř dvakrát větší. Staří dominantní samci získávají stříbřitou barvu hřbetu a ovládají skupinu, která zahrnuje harém několika samic s mláďaty a také mladých samců. Když tito mladí muži vyrostou, vytvoří si vlastní skupinu a kradou ženy patriarchům.
Dále: Šimpanz a člověk.
- Co je u nás opičí? Chování
- První pokusy o studium šimpanzů
- Otevírací. a znovuobjevení gorily
Lidé se rádi dívají na fotografie zvířat. Kočky, psi, koně, lamy – ti všichni, zvláště miminka, se nám zdají velmi roztomilí. Málokdo však nazývá opice, zejména velké lidoopy, roztomilými nebo roztomilými. Tato zvířata vypadají jako parodie na lidi. Zjevné podobnosti smíchané s výrazně zvířecími vlastnostmi vyvolávají smíšené pocity.
Člověk a opice jsou si opravdu podobní. Na úrovni DNA, podobnosti mezi Homo sapiens и Pan troglodyty – šimpanzi – přesahuje 98 procent. V číslech se tento rozdíl nezdá tak malý: ze tří miliard „písmen“ lidského genomu je až 60 milionů jedinečných H. sapiens. V tomto případě čísla vytvářejí falešný dojem mezery oddělující člověka od opice. Téměř všechny geny těchto dvou skupin organismů se liší pouze malými odchylkami v sekvenci DNA.
Vědci stále nedokážou vysvětlit, jak tyto malé genetické rozdíly mohly poskytnout kolosální evoluční skok od lidoopů k lidem. První odpověď, která mě napadne, jsou sekvence charakteristické pro H. sapiens, byly sestaveny do speciálních „genů lidstva“ v jeho genomu. V praxi se však tato teorie nepotvrdila: výzkumníci nenašli u lidí unikátní geny. Všechny geny H. sapiens se vyvinul z genů společného předka se šimpanzi. Autoři nové studie poprvé našli tři výjimky z tohoto pravidla.
Evoluce na úrovni genů
Před popisem nového objevu stojí za to říci trochu podrobněji, jak přesně probíhá evoluce genetických sekvencí. Genomy úplně prvních živých organismů, které se objevily na naší planetě, obsahovaly jen několik stovek genů. Aby se první obyvatelé Země rozmnožili, rozdělili své tělo skládající se z jediné buňky na dvě. Každý z potomků dostal jednu kopii rodičovského genomu. Kopírování DNA „otce“ (nebo „matky“) se vyskytlo s chybami – některé geny byly ztraceny, zatímco jiné se naopak objevily ve dvojité verzi. V některých případech „extra“ geny nevedly ke smrti hostitele. Byly zachovány v řetězci generací a postupně mutovány. Po několika desítkách stovek kopií se sekvence takových genů změnila k nepoznání. V souladu s tím se také změnila sekvence proteinů kódovaných geny. Postupně se struktura živých bytostí stala složitější, ale mechanismy tvorby nových genů zůstaly nezměněny.
V některých případech se nové geny objevily bez zdvojení starých – mutace se objevily i v genech zastoupených v jediné kopii. Pokud by změny nezhoršily životaschopnost organismu, mohly by přetrvávat po řadu generací. Nakonec se v genu nahromadil kritický počet takových neutrálních nebo pozitivních mutací a v kódovaném proteinu se objevily nové funkce.
Dalším způsobem, jak se tvoří nové geny, je ztráta části sekvence. Zkrácený gen někdy nefungoval hůře než jeho úplná kopie, navíc místo ztracených „písmen“ mohly být obsazeny sousedními sekvencemi DNA. Další možností zrodu nových genů je „sloučení“ starých mezi sebou nebo jejich štěpení.
Ve všech popsaných případech se geny nevytvářejí de novo: základem pro ně jsou vždy varianty již existující v těle. Biologové byli přesvědčeni o této skutečnosti až do roku 2006, kdy časopis Sborník Národní akademie věd objevil se článek skupiny výzkumníků pracujících s ovocnými muškami Drosophila melanogaster.
Autoři objevili v genomu Drosophila až pět genů, které se nenacházejí u jejích nejbližších příbuzných. Všechny byly vytvořeny z takzvané „junk“ DNA. Vědci používají tento nelichotivý epiteton k popisu sekvencí DNA nekódujících protein, jejichž funkce je neznámá. Tento termín navrhl v roce 1972 japonsko-americký genetik Susumu Ohno a od té doby se uchytil. U vyspělých organismů tvoří odpadní DNA více než 95 procent genomu.
Po zveřejnění práce mouchy se biologové vrhli na hledání unikátních genů v jiných organismech. Dosud však byly nalezeny pouze v kvasnicích. Autoři nové studie pod vedením Aoife McLysaght z Trinity College Dublin se však pustili do hledání nových genů u lidí.
Klíče k lidskosti
MacLysath a její kolegové porovnávali genomy H. sapiens и P. troglodytes. Pomocí speciálních programů porovnávali sekvence v současnosti známých genů člověka a šimpanze. Autoři objevili v lidském genomu 644 genů, které nemají u šimpanzů obdoby.
Pořadí genů u šimpanzů a lidí je prakticky stejné. Vědci důkladně prozkoumali oblasti opičího genomu, kde by se mohly nacházet podezřelé sekvence. Ve stávajících databázích DNA P. troglodytes Některým z těchto míst chyběly velké kusy kódu, takže výzkumníci museli vyloučit 425 z 644 genů, které našli.
V další fázi práce vědci znovu prohledali zbývajících 219 sekvencí v genomu šimpanze pomocí mírně odlišného algoritmu. 150 údajně unikátních lidských genů v genomu P. troglodytes byly objeveny analogy. Tím byl „okruh podezřelých“ zúžen na 69 genů. Vědci z tohoto seznamu odstranili sekvence, které byly nalezeny v genomech jiných druhů než šimpanzů. Nakonec MacLysath a její spoluautoři vyřadili geny, které byly přítomny pouze v jedné databázi lidské DNA a mohly se tam dostat omylem.
Pouze tři geny prošly všemi fázemi selekce – CLLU1, C22dorf45 и DNAH10OS. Aby vědci dále ověřili jejich jedinečnost pro lidi, zkontrolovali genomy makaků, gibonů a goril. Sekvence připomínající CLLU1, C22dorf45 и DNAH10OS, byly nalezeny u všech studovaných primátů, ale nemohly být plnohodnotnými geny a byly přítomny v „odpadní“ DNA.
Aby byla sekvence považována za genom, musí obsahovat určité kombinace „písmen“, konkrétně těch, které označují konec a začátek genu. Takové charakteristické „kombinace písmen“ rozpoznávají enzymy odpovědné za syntézu proteinů z tohoto genu. Makak, šimpanz, gibon a gorila neměli výrazné genetické vlastnosti. Navíc měli oblasti, které narušovaly plné fungování enzymů. Navíc u všech primátů (kromě lidí) byly tyto oblasti stejné.
Výzkumníci navrhli, že během evoluce člověka se v některých oblastech „nevyžádané“ DNA přítomné u primátů nahromadily nezbytné změny, které jim umožnily stát se skutečnými geny. Právě práce těchto genů vedla ke vzniku rodu Teplouš.
Kvůli mezerám v genetických databázích a velmi přísným kritériím výběru byli vědci schopni plně prostudovat pouze 20 procent původně vybraných genů. V souladu s tím autoři očekávají, že v budoucnu, až se díry zaplní, objeví alespoň 15 dalších jedinečných genů. Prozatím se autoři zaměřili na hledání proteinů kódovaných „lidskými“ geny. Práce jiných výzkumných skupin ukázala, že proteiny z těchto sekvencí jsou syntetizovány, ale jaká může být jejich funkce, není v tuto chvíli zcela jasné. Pokud se to MacLysathovi a jeho kolegům podaří zjistit, pak může být lidstvo o něco blíž odpovědi na otázku, jak se lidé liší od lidoopů.
O odpadcích a RNA
Ve skutečnosti vědci znají částečnou odpověď na tuto otázku. Výsledky mnoha studií hledajících rozdíly mezi lidmi a opicemi naznačují, že tajemství nespočívá v sekvenci proteinů, ale v regulaci jejich práce. Navíc nejen regulační proteiny, ale také speciální molekuly RNA mohou řídit fungování lidského genomu a proteinů. Geny kódující tyto molekuly jsou také umístěny v „nevyžádané“ DNA. Někdy se tedy odpad může hodit.
