Ближайшая родня приматов летает на шерстяных крыльях

Большая международная команда исследователей из США, Бразилии, Франции и Германии секвенировала фрагменты 54 ядерных генов (34927 пар оснований) от 186 видов приматов. Эти виды принадлежат к 61 роду, что составляет 90% всех живущих на земле родов отряда приматы. В результате ученые составили новое молекулярно-генетическое древо приматов и уточнили многие спорные вопросы их систематики. Они проследили, как приматам удалось достигнуть такого разнообразия (например, лемур совсем не похож на орангутана), как происходило образование новых видов и освоение ими новых территорий. И заодно узнали много нового об эволюции человеческих генов.

Неожиданное родство

Ученые сравнили строение аналогичных участков генома у разных приматов и нашли места точечных мутаций – нуклеотидных замен, выпадения (делеции) фрагментов ДНК и иные хромосомные перестройки. Это позволило им выяснить, кто, когда и от кого произошел. Происхождение всего отряда приматов до сих пор оставалось спорным вопросом. Полина Перельман (Polina Perelman) из подразделения Национального института рака в городе Фредерик (National Cancer Institute–Frederick), штат Мэриленд, и ее соавторы показали, что ныне живущие приматы появились примерно 85 млн лет назад от общего предка. По-видимому, это произошло в Азии, где живут наиболее близкие родственники приматов – как ни удивительно, это шерстокрылы. Это древесные млекопитающие, имеющие перепонки между лапами, что позволяет им планировать в прыжке с ветки на ветку наподобие летяг. За ними по близости родства к приматам следуют тупайи.

Обезьяны с разными носами

Биологи уточнили место на эволюционном древе самой примитивной группы приматов – мокроносых обезьян (Strepsirrhini), которых раньше некоторые специалисты относили к полуобезьянам. Гены показали, что они отделились от сухоносых обезьян (Haplorrhini) 87 млн лет назад. А примерно 68,7 млн лет назад мокроносые разделились на две ветви. Одна из них колонизировала остров Мадагаскар, и здесь от общих предков произошли лемуры, индриды и руконожки (современный представитель -- руконожка мадагаскарская). Другая ветвь породила семейства лори и галаго. От ветви сухоносых обезьян первыми отделились долгопяты (Tarsius), которых раньше тоже обезьянами не считали. О древности долгопятов свидетельствуют 25 делеций в исследуемых участках генома, накопившихся за время их истории.

Широконосые, или обезьяны Нового света (Platyrrhini) отделились от общего предка с узконосыми обезьянами Старого света (Catarrhini) примерно 43,5 млн лет назад. Открытым остается вопрос, как им удалось завоевать Америку, и повлияли ли на это изменения климата. Но разделение широконосых на отдельные семейства произошло 24,8 млн лет назад в тропических лесах Амазонки. Исследователи уточнили, в какой последовательности и в какое время возникли паукообразные обезьяны, ревуны, цебусы, саймири, мармазетки и тамариски. Они выяснили, какие точечные мутации привели к возникновению ночных обезьян (Aotidae) – единственной группы приматов Нового света, которые перешли к ночному образу жизни.

Среди узконосых обезьян Старого света мартышковые (Cercopithecidae) разделились на подсемейства и роды 18 млн лет назад. Биологи уточнили, когда и как появились колобусы, тонкотелы, павианы, макаки, мандрилы и, собственно, мартышки. Один из самых известных родов – макаки, возник 5,1 млн лет назад.

На вершине дерева

Наконец, гоминоиды (Hominoidea) – высшие узконосые обезьяны, появились примерно 13 млн лет назад. Первыми от них отделилась ветвь гиббонов, затем – ветвь орангутанов. Подсемейство гоминин (Homininae), к которым принадлежат роды горилла, шимпанзе и человек (Gorilla, Pan, Homo), продолжала развиваться дальше. Отделение гориллы не сопровождалось делециями в изучаемых участках ДНК, а отделение шимпанзе от человеческой ветви произошло с участием двух делеций.

Анализ показал относительно недавние генетические изменения у мартышковых и более древние у мокроносых обезьян. Средняя скорость нуклекотидных замен у приматов – 6,163 х 10^-4 на точку в миллион лет, но она сильно различается в разных группах. Ученые показали, что у более «продвинутых» узконосых обезьян изменения происходят с меньшей скоростью, чем у широконосых и мокроносых. А самая высокая скорость оказалась у лори и у ночных обезьян. То есть, эволюция приматов от древних к современным замедляется.

Авторы считают, что их результаты имеют практическое значение для человека: «Понимание генетической природы разных заболеваний не может быть полным без знания предыдущей генетической истории».

Данные о молекулярном древе приматов опубликованы в журнале PLoS Genetics.