Еще одна причина вымирания неандертальцев?

Неандертальцы плохо переносили дым от костров

Кирилл Стасевич, «Наука и жизнь»

Как известно, в роде Homo, кроме человека разумного (Homo sapiens sapiens), были и другие виды – например, денисовцы и неандертальцы (Homo neanderthalensis), про которых мы слышим чаще всего. Однако эволюционное преимущество получил только человек разумный.

У биологов с антропологами есть несколько предположений, почему так случилось, и обычно такие гипотезы касаются неандертальцев, начиная с того, что они исчезли из-за климатических неприятностей, и заканчивая гипотезой об ассимиляции неандертальцев, о чём говорят, в частности, неандертальские генетические следы в нашем геноме.

Ещё одну версию выдвигают в своей статье в Molecular Biology and Evolution (Hubbard et al., Divergent Ah receptor ligand selectivity during hominin evolution) исследователи из Университета штата Пенсильвания – по их мнению, неандертальцы исчезли потому, что плохо переносили дым от огня (Matt Swayne, Where there's smoke and a mutation there may be an evolutionary edge for humans). При горении древесины (а также угля, нефтепродуктов, табака, пищи) образуются полициклические ароматические углеводороды (к ним относятся, например, бензпирен и нафталин). Организм старается от них избавиться с помощью набора ферментов, окисляющих всякие посторонние вещества.

Проблема в том, что при утилизации таких углеводородов в качестве промежуточного продукта получаются чрезвычайно агрессивные и потому чрезвычайно опасные молекулы – эпоксиды, хиноны и другие. Эпоксиды, в частности, присоединяются к ДНК, и в результате возникают проблемы с репликацией ДНК – когда синтезируется новая цепь ДНК на шаблоне старой, и с транскрипцией – когда на ДНК синтезируется РНК для последующей сборки белковой молекулы. Ферментные машины, работающие на модифицированной ДНК, допускают ошибки, то есть мутации, из-за которых клетка может либо просто погибнуть, либо стать злокачественной.

Начинается же всё с того, что полициклический углеводород, которые попал в организм, скажем, вместе с дымом от костра, садится на специальный клеточный рецептор, который так и называется – рецептор ароматических углеводородов. Почувствовав чужую молекулу, он передаёт в клетку сигнал, чтобы в ней увеличилось производство ферментов, расщепляющих такие углеводороды. Очевидно, что от них избавиться нужно, но тут возникает парадокс: если ферменты будут работать очень активно, то они наводнят клетку токсичными продуктами окисления углеводородных молекул, и клетке станет только хуже. Получается, что ферменты-уборщики должны работать полегоньку, не спеша.

При чём же здесь неандертальцы? Когда Трой Хаббард (Troy D. Hubbard) и его коллеги сравнили у неандертальцев, у современных людей и обезьян ген рецептора к углеводородам, то оказалось, что в одном месте вариант гена у H. sapiens отличается от прочих вариантов. У неандертальцев последовательность гена (и, соответственно, структура рецепторного белка) была такова, что рецептор этот работал в 150–1000 раз эффективнее, чем у людей. То есть при появлении «дымных» молекул клетки неандертальцев буквально доверху наполнялись окисляющими ферментами, которые производили из углеводородов огромное количество токсичных продуктов метаболизма.

Здесь следует помнить, что огонь использовали и человек разумный, и человек неандертальский, и преимущества от огня были налицо: на нём можно было готовить пищу, чтобы она лучше и легче усваивалась и, следовательно, давала больше энергии, и около него можно было греться, что было особенно кстати в северных широтах.

Огонь определённо упрощал жизнь, но у него был побочный эффект в виде дыма. Неандертальцы оказались слишком чувствительными к дыму, а вот человеку разумному повезло с мутацией в рецепторе.

Сейчас мы сталкиваемся с ароматическими полициклическими углеводородами намного чаще, чем в доисторические времена. Эти вещества, как было сказано, возникают при сгорании нефтепродуктов и угля, их можно найти в копчёном и жареном, мы вдыхаем их с табачным дымом – и можно представить себе, что стало бы с неандертальцами, окажись они в современном мире.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 23.08.2016