Расшифрованный геном орангутана продемонстрировал древние черты и малую скорость изменений по сравнению с геномами шимпанзе и человека. А также то, что два вида орангутанов генетически довольно сильно различаются.
Международная команда исследователей, возглавляемая специалистами Университета Вашингтона в Сент-Луисе, расшифровала геном орангутана. Ученые секвенировали последовательность ДНК самки суматранского орангутана по имени Суси. А затем, взяв его за основу, прочитали ДНК еще десяти особей двух видов.
Сегодня на земле живут два вида орангутанов: суматранский (Pongo abelii ) и борнейский (Pongo pygmaeus). Они населяют дождевые леса островов Суматра и Борнео, соответственно. Предки орагутанов обитали по всей Юго-Восточной Азии, включая материковую часть, но ареал современных видов ограничен островами. Орангутан переводится с малайского как «лесной человек», и действительно, 95% своей жизни эти приматы проводят на деревьях.
На эволюционном древе приматов ветвь орангутанов разделилась с гиббонами 18-20 млн лет назад, а 12-16 млн лет назад орангутаны отделились от ветви, ведущей к гориллам, шимпанзе и человеку.
Геном древний и стабильный
Прочитанный с 5,5-кратным перекрытием (что повышает точность) геном самки Суси содержит 3,08 Гб информации (или, что то же самое, его величина – 3,08 млрд пар оснований). На его основе генетики секвенировали ДНК еще пяти суматранских и пяти борнейских орангутанов.
Главный вывод, к которому пришли ученые, состоит в том, что геном орангутана очень древний. Это означает, что он за миллионы лет очень медленно изменялся и очень похож на геном предковых видов. «Сюрпризом оказалось то, что геном орангутана эволюционировал много медленнее, чем геномы человека и шимпанзе, -- говорит руководитель проекта Hbxfhl Ebkcjy (Richard K. Wilson), директор Геномного центра Университета Вашингтона. – В течение последних 15 миллионов лет геном орангутана оставался необычайно стабильным. Для сравнения, в геномах шимпанзе и человека в то же время происходили большие структурные перестройки, ускоряющие их эволюцию. У орангутана же нет таких признаков ускоренной эволюции». Частота генных перестроек у орангутана (0,0027 событий на ген за миллион лет) вдвое меньше, чем у шимпанзе (0,0058 событий на ген за миллион лет).
Еще один признак изменения генома – так называемые Alu-повторы (ретроэлементы, короткие повторяющиеся последовательности нуклеотидов). Всего в геноме приматов насчитывается порядка 106 Alu-повторов. Перескакивая с места на место в ДНК они играют большую роль в возникновении новых мутаций. У человека, например, примерно 5000 своих видоспецифических Alu-повторов, которые возникли после его отделения от других приматов. У шимпанзе таковых около 2000. У орангутана же ученые насчитали всего 250 видоспецифических Alu-повторов, появившихся за 15 млн лет.
Видовые различия
По подсчетам ученых, геномы человека и орангутана совпадают на 97% (с шимпанзе наше генетическое сходство оценивается почти в 99%). В геноме орангутанов ученые описали 13 миллионов однонуклеотидных вариаций (SNP) – точечных мутаций, выражающихся в замене одного нуклеотида другим. Они сравнили между собой два вида орангутанов и выяснили, что их геномы идентичны на 99, 68%. При этом суматранские орангутаны более генетически разнообразны, у них насчитывается на 36% больше SNP. Исследование также показало, что суматранский и борнейский орангутаны разошлись около 400 тысяч лет назад. Ранее считалось, что это произошло около 1 млн лет назад.
Сохранить генофонд
Поведение орангутанов в природе демонстрирует их принадлежность к высшим обезьянам – у них сложная социальная структура, они используют орудия и обучают своих детенышей. Интересные особенности их поведения биологи наблюдают в зоопарках: орангутаны способны рисовать, вступать в торговые отношения и осваивать новые звуки, подражая человеку.
У орангутанов есть и физиологические особенности. Среди всех приматов и даже среди всех зверей (подкласс высших млекопитающих) они обладают самым низким потреблением энергии. Кроме того, они очень медленно размножаются – от одного детеныша до другого у самки орангутана проходит в среднем восемь лет. То есть, их репродуктивный потенциал намного меньше, чем у других приматов (включая человека).
Медленное размножение и особенность образа жизни делает орангутанов особенно уязвимыми к изменению среды обитания. А такие изменения происходят: и на Суматре, и на Борнео человек интенсивно сводит леса. Сейчас в дикой природе живут около 40-50 тысяч борнейских и около 7 тысяч суматранских орангутанов. Ученые не уверены, что генетическое разнообразие этих животных сможет сохраниться при дальнейшем уничтожении лесов, из-за чего популяции расчленяются. Но знание генетической изменчивости поможет биологам сохранить ее, по крайней мере, в зоопарках.
Результаты исследования генома орангутана ученые опубликовали в Nature.
