Откуда появился ВИЧ?

Откуда появился ВИЧ?

Ролик «История и пути передачи ВИЧ». 

На данный момент нет единой научно доказанной версии о происхождении этого вируса. Существует множество гипотез на этот счет, но они так и остаются гипотезами. Одни ученые утверждают, что ВИЧ — это бактериологическое оружие, разработанное учеными в военных целях, другие доказывают, что ВИЧ имеет связь с производством оральной вакцины против полиомиелита. Но наиболее правдоподобной версией является гипотеза о животном происхождении вируса: первоначально вирус был только у определенного вида обезьян, видоизменяясь, вирус стал приспосабливаться и к человеческому организму. 

Гипотез о происхождении вируса иммунодефицита можно встретить огромное количество, но доказать их или опровергнуть пока не представляется возможным. Многолетние труды учёных по изучению вируса – а с момента открытия ВИЧ прошло более 30 лет – позволяют сделать следующие выводы, относительно вопроса происхождения вируса иммунодефицита человека: 

 1. В частности, специалисты обнаружили, что древние обезьяны были заражены лентивирусами — вирусами с длительным инкубационным периодом. Эти возбудители входят в семейство ретровирусов, к которым также относится вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). 

 2. Группа ученых из французского института исследований и развития (IRD) пришла к выводу, что две из четырех групп вируса иммунодефицита человека (ВИЧ-1 состоит из четырех групп M, N, O и P, каждая из которых имеет свое собственное происхождение) передались людям от шимпанзе и горилл, обитающих в юго-западной части Камеруна. Типы О и Р практически не передаются человеку. 

 3. Дэвид Кваммен постарался восстановить историю возникновения эпидемии СПИДа с помощью изучения генетических образцов людей и шимпанзе. Результаты навели его на мысль, что родиной эпидемии стали юго-восточные районы Камеруна примерно в 1908 году. «Нулевым пациентом» Кваммен считает охотника в Камеруне, который был заражен вирусом иммунодефицита, подобного ВИЧ, от шимпанзе, которого он убил.  

По версии эпидемиолога, профессора Жака Пепина из канадского Университета Шербрука нулевой пациент с ВИЧ мог появиться уже в 1916 году. Ученый связывает появление и распространение ВИЧ с Первой мировой войной: «Один из солдат заразился во время охоты в лесу. Он убил шимпанзе и при разделке туши поранился, через рану попал вирус». Солдат предположительно мог быть военнослужащим союзных войск, которые вторглись в германскую колонию в Камеруне. К концу войны он оказался в столице соседнего Конго Леопольдвиле (сейчас Киншаса), где запустил первую цепочку передачи вируса

 4. Первым человеком, имевшим подтверждение о заражении СПИДом, был житель пригорода столицы Конго Киншасы, чей анализ крови хранится и поныне в качестве части медицинских исследований. Образец крови был забран и датирован 1959 годом, т.е. за несколько десятилетий до того, как ученые узнали о существовании ВИЧ. Предполагается, что однажды его укусила обезьяна, либо он порезался, разделывая одну из особей. А затем он передал полученный вирус другому человеку. 

Таким образом, мы можем видеть, что большинство исследований сходятся в том, что однажды вирус смог преодолеть межвидовой барьер и, попав к человеку, начал свое распространение сначала по территории Африки, а затем и по всему миру.

Из обезьяны в человека за несколько простых шагов – Алексей Алексенко – Наука и технологии – Материалы сайта – Сноб

Что нужно, чтобы сделать из обезьяны человека? Заметьте, что в самом вопросе нету никакой скрытой дарвинистской подоплеки: мы же не говорим, кто именно будет делать человека — Всемогущий Творец, направленный мутагенез или естественный отбор. Просто берем обезьяну и что-то в ней меняем, чтобы получился человек. Так вот что менять-то будем? В этом смысле человека можно сделать также и из глины: вопрос слегка усложнится, но в целом останется в силе.

Именно поэтому ответы, которые сейчас кто-то готов скоропалительно предложить, никуда не годятся. Например, привычный многим ответ: человека якобы сделал труд. Сейчас более модно считать, что это был не сам труд, а укрепление социальных связей, или выход из лесов в саванну, или переход на мясную пищу, или все это вместе взятое. Эти ответы на самом деле значат вот что: возьмите обезьяну, поселите в саванне, заставьте ее трудиться (или общаться), и тогда естественный отбор непременно закрепит те самые случайные изменения, которые приведут ее к созданию квантовой хромодинамики. Поставить такой опыт трудновато по причине нехватки времени, но даже если он удастся (удастся еще раз, потому что один-то раз он точно когда-то удался), мы снова спросим вас: а что, собственно, изменилось в этой обезьяне? В какой момент произошло чудо очеловечивания?

Шимпанзе отличается от человека примерно одним процентом генома^*. Какая-то (или какие-то) из этих замен и составляет ту самую уникальную разницу, которой мы с вами не без оснований гордимся. Другими словами, среди генов, отличающих человека от обезьяны, наверняка есть несколько, благодаря которым людям удалось написать «Илиаду» и заучить ее наизусть, а у обезьян ничего не получилось. Остается найти эти гены.

Как найти во всем огромном геноме ген, который отвечает за какой-то признак? Генетики занимаются этим уже 70 лет. Еще в 1944 году Освальд Эйвери с коллегами взяли микробов-пневмококков, не способных вызвать у крыс пневмонию, добавили к ним вытяжку из таких же микробов, но смертельно опасных, — и с изумлением увидели, как крысы начали дохнуть от бактерий, которые прежде были безвредными. Это потому, что в безвредные бактерии попал ген (то есть кусочек ДНК), определяющий вирулентность.

Какой-то похожий опыт нам и следует проделать для выявления «гена человечности»: взять стаю шимпанзе, добавить к ним вытяжку из людей и наблюдать, как один из шимпанзе задумается и сочинит первый в истории шимпанзиный эпос, или хоть теорему Пифагора докажет. Это значит, что в него случайно попал и встроился «ген человечности», присутствовавший в нашей воображаемой вытяжке.

Но вот так тупо и прямолинейно поставить эксперимент, к сожалению, не получится: есть непреодолимые технические сложности, и еще к тому же этические проблемы явно намечаются. К тому, чтобы обойти все эти преграды, ученые шли долго-предолго.

Как только были расшифрованы геномы человека и шимпанзе, исследователи тотчас бросились искать в них подозрительные отличия. Самыми подозрительными, естественно, считались те, которые вызывают различия белков мозга. И особенно тех белков, которые появляются в тот момент, когда клетки мозга только-только начинают формироваться у растущего зародыша. Видимо, именно от этих белков и зависит, насколько большим и умным вырастет мозг, рассудили ученые. А значит, гены, из-за которых у человека белки в мозгу не совсем такие, как у обезьяны, и есть наши главные подозреваемые.

Ну а теперь выделим эти подозрительные гены, вставим в шимпанзе и посмотрим, как он на глазах очеловечивается? Тут, конечно, снова затык, нельзя так поступать, мы же люди все-таки. Поэтому ученые вставляют подозрительные гены не в обезьян, а для начала в мышиный зародыш. Вставляют и смотрят, как они меняют мышиный мозг. Ну надо же с чего-то начать. Лет через сто наши потомки, возможно, отбросят религиозно-этические заморочки и очеловечат кого-нибудь посерьезнее мышей, ну хоть собаку, что ли, как Преображенский. Но пока боязно.

На этом нам пора заканчивать вводную объяснятельную часть и перейти к информационному поводу: рассказать наконец, что же такое открыли эти ученые в минувший месяц. На самом деле открытий было два.

Первыми доложились генетики из Северной Каролины. Они возились с кусочками генома, которые называются «энхансеры» — эти штуки сами не являются генами, но подстегивают работу генов, расположенных поблизости. Как оказалось, один из энхансеров, HARE5, в его человеческой версии гораздо мощнее, чем он же у шимпанзе. В частности, он влияет на работу гена под названием Frizzled 8 — как раз одного из тех, что работает у зародыша на стадии формирования мозга. Есть такой ген и у мышей.

Оставалось только выделить энхансер HARE5 у шимпанзе и у людей и подсадить их в мышиную яйцеклетку. Из яйцеклетки, содержащей человеческую версию энхансера, вырастали зародыши, объем мозга у которых был на 12% больше! Обезьяний энхансер подобным волшебным свойством не обладал.

Фото: Silver Lab

На картинке специальный синий краситель демонстрирует, насколько активнее работает у мышиного зародыша ген Frizzled 8 , если к нему приделан человеческий, а не обезьяний энхансер

Разумеется, чуть больший мозг еще не делает мышей на 12% умнее (может, и делает, кстати — это пока не проверено), но все же это шаг в правильном направлении, согласитесь.

И буквально следом за этой работой вышла вторая, еще нагляднее. На этот раз отличились генетики из Макс-Планк-Института в Дрездене.

Они искали гены, которые более активны в развивающемся мозгу человеческого зародыша по сравнению с зародышем шимпанзе. (Многие догадались, что для этого им понадобились абортированные эмбрионы, но не будем акцентировать на этом внимание ханжей.) Таких генов нашлось 56, и в одном из них эффект был особенно силен. Это был ген под названием ARHGAP11В.

Про этот ген и раньше знали, что с ним все непросто. Дело в том, что и у мышей, и у шимпанзе есть всего одна копия гена. А вот у людей их два: когда-то на пути от обезьяноподобного предка к нам ген удвоился, причем одна из копий оказалась слегка подпорчена в процессе, хотя и активна. Вот этот самый ген и работал со страшной силой в стволовых клетках зародыша, из которых впоследствии возникает мозг.

Ну а дальше человеческий ген опять подсадили зародышам мышей. И вот тут число нейронов коры возросло почти вдвое! А чтобы все эти нейроны как-то поместились в черепе, кора начала образовывать складки — те самые извилины, которых у мышей отродясь не бывало, а у нас есть, причем именно на них мы часто ссылаемся в качестве метафоры своего интеллекта.

Фото:Marta Florio and Wieland B. Huttner/Max Planck Institute of morecular cell biology and genetics

На этой картинке для наглядности человеческий ген ARHGAP11В вставлен только в правую половину мозга мыши. В верхней части фото мы можем видеть те самые извилины, числом две, отличающие правую половину от левой

Гены «человечности», описанные в двух этих статьях, работают, как выяснилось, очень похоже. Никакого чуда в них нет: они просто ускоряют темп деления стволовых клеток в будущем мозгу, так что к тому моменту, когда они начинают превращаться в нейроны, их оказывается больше. Так что, если кто-то думал, что вот сейчас узнает тайну человеческого разума, это он зря. Но, возможно, подоплека тайны в том и состоит, что у нас просто нейронов больше. В конце концов, увеличение объема мозга на пути эволюции человека — самое стремительное эволюционное изменение, описанное биологами, и что-то в этом должно быть. Да, это разочаровывает, конечно, но наука тем и отличается от других форм человеческой культуры, что не ставит цель никого очаровать, а только узнать, как оно есть на самом деле. Обломались — сами виноваты.

Конечно, заманчиво было бы подумать о том, как мы теперь можем применить эти знания на практике. Можно, например, еще чуть-чуть усилить работу этих генов (генетики это умеют) и вывести расу сверхумных сверхлюдей — была бы охота. Но, возможно, мы еще не до конца реализовали потенциал традиционных средств поумнения. В этом смысле лично я возлагаю большие надежды на появившуюся на улицах Москвы социальную рекламу, призывающую: «Включите голову!»

Если же быть скромнее, можно удовлетвориться пониманием того, как развивается мозг человеческого зародыша — наверняка из этого когда-нибудь удастся вывести метод лечения какой-нибудь жуткой наследственной болезни — и как, собственно, мы вообще стали людьми.

* Примечание. Один процент генома — это отличие современных людей от современных шимпанзе. Если считать, что шимпанзе и люди эволюционировали от общего предка одинаково быстро (что, конечно же, неправда), то наше отличие от общего предка должно быть вдвое меньше, то есть 0,5%. При этом генетические различия между самими людьми (а также между разными шимпанзе) достигают 0,25% генома, и на принципиальную разницу между человеком и его предком-обезьяной остается всего четверть процента. Если же рассматривать только значимые различия, то есть приводящие к изменениям в белках, число сократится еще в четыре раза. С огромным сожалением надо отметить, что даже оставшаяся доля процента — огромное число мутаций, и простым перебором ни за что не удастся отыскать те из них, в которых кроется тайна успеха человека в завоевании планеты.

Evolution: часто задаваемые вопросы

	Часто задаваемые вопросы об эволюции
	Главная страница | Основы | Откуда мы пришли | Куда мы идем | Откуда мы знаем | Что значит развиваться | Вопрос времени | Дарвин | Почему это важно | Эволюция на испытании Откуда мы пришли   1. Мы произошли от обезьян?     Люди не произошли от обезьян. Люди более тесно связаны с современными человекообразных обезьян, чем к обезьянам, но мы и не произошли от обезьян. Люди разделяют общий предок с современными африканскими обезьянами, такими как гориллы и шимпанзе. Ученые считают, что этот общий предок существовал 5-8 миллионов лет назад. Вскоре после этого виды разделились на две отдельные линии. Одна из этих линий в конечном итоге превратилась в гориллы и шимпанзе, а другие эволюционировали в ранних предков человека, называемых гоминидами. Узнать больше Эволюция человека     2. Как эволюционировали люди?     Поскольку самые ранние виды гоминидов отделились от предка мы делим с современными африканскими обезьянами, жившими от 5 до 8 миллионов лет назад, там было по крайней мере дюжина различных видов этих человекоподобных существ. Многие из этих видов гоминидов являются близкими родственниками, но не предками человека. Большинство вымерло, не дав начало другим видам. Некоторые из вымерших гоминидов известные сегодня, однако, почти наверняка являются прямыми предками Человек разумный . В то время как общее количество существовавших видов и взаимоотношения между ними до сих пор неизвестна, картина проясняется по мере нахождения новых окаменелостей. Люди эволюционировали посредством тех же биологических процессов, которые управляют эволюцией всего живого. на земле. См. «Что такое эволюция?», «Как работает естественный отбор?» и «Как эволюционируют ли организмы?»   Узнать больше Происхождение человечества     3. Является ли культура результатом эволюции?     Культура общества состоит из его накопленного усвоенного поведения. Человеческая культура хотя бы частично основана на социальной жизни и языке. хотя способность вида изобретать и использовать язык и участвовать в сложное социальное поведение имеет биологическую основу. Некоторые ученые предполагают, что язык развивался как средство установления прочных социальных отношений. Даже такая случайная форма общения, как сплетни, обеспечивает остроумный социальный инструмент: внезапно, мы узнаём важную информацию, которую иначе никогда бы не узнали. Мы знать, кому нужна услуга; кто доступен; кто уже занят; а кто кого ищет — информация, которая с эволюционной точки зрения может означать разницу между неудачей и успехом. Таким образом, вполне возможно, что эволюционные силы повлияли на развитие человеческих способностей. для социального взаимодействия и развития культуры. Хотя ученые склонны соглашаться с общей ролью эволюции в культуре, до сих пор существуют большие разногласия по поводу ее конкретного вклада.   Узнать больше Есть ли любовь в нашей ДНК?     4. Как связаны современные люди и неандертальцы?     Ведутся большие споры о том, как мы связаны с неандертальцами. близкие родственники гоминидов, которые сосуществовали с нашим видом более чем 100 000 лет назад до примерно 28 000 лет назад. Некоторые данные говорят о том, что когда анатомически современные люди рассеялись по территориям за пределами Африки, они делали это небольшими группами во многих регионах. Когда они это сделали, согласно этой гипотезе, люди слились с неандертальцами и смешались с ними, это означает, что во всех современных европейцах есть немного неандертальца. Однако научное мнение, основанное на других наборах данных, предполагает, что перемещение анатомически современных людей из Африки произошло в более широком масштабе. Эти движения гораздо более культурно и технологически продвинутых современных людей, согласно гипотезе, неандертальцам было бы трудно приспособиться; современный люди превзошли бы неандертальцев в борьбе за ресурсы и уничтожили бы их.   Узнать больше Происхождение человечества     5. Что общего у человека с одноклеточными организмами?     Эволюция описывает изменение с течением времени всех живых существ от одного общий предок. «Древо жизни» иллюстрирует эту концепцию. Каждая ветвь представляет собой вид, каждый из которых связан с другими такими ветвями, а остальные дерева в целом. Развилки, отделяющие один вид от другого, представляют собой общие предки этих видов. В случае родства человека и одноклеточных организмов, путешествие по двум разным путям — одному начиная с кончика человеческой ветки, другой — с кончика одноклеточного ветвь организма — в конечном счете приведет к развилке у основания дерева: общий общий предок этих двух очень разных типов организмов. Это путешествие пересечет бесчисленные другие развилки и ответвления на этом пути и охватывают, возможно, более миллиарда лет эволюции, но она показывает, что даже самые несопоставимые существа связаны друг с другом — что вся жизнь взаимосвязана.   Узнать больше Глубокое время             6. Что произошло во время кембрийского взрыва?     Жизнь началась более чем за 3 миллиарда лет до кембрия, и постепенно диверсифицированы в большое разнообразие одноклеточных организмов. Ближе к концу докембрия, около 570 миллионов лет назад, ряд многоклеточных форм начали появляться в летописи окаменелостей, в том числе беспозвоночные, напоминающие губки. и медузы, и некоторые пока еще неизвестные роющие формы жизни. Когда начался кембрий, большинство основных планов тела беспозвоночных произошли от этих докембрийских форм. Они возникли относительно быстро, в геологическом смысле — от 10 до 25 миллионов лет. Эти Кембрийские формы не были идентичны современным беспозвоночным, но были их ранними предками. Главный группы живых организмов, таких как рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие, не появились до миллионов лет после окончания кембрийского периода.   Узнать больше Глубокое время

Как люди произошли от обезьян?

Многие родители боятся момента, когда ребенок спросит, откуда они. Чарльз Дарвин тоже нашел эту тему неловкой: О происхождении видов почти не упоминает эволюцию человека.

Дарвин был тактичен. Идея эволюции в любой форме была достаточно спорной в середине девятнадцатого века. Заявление о том, что человечество сформировалось в результате эволюции, было взрывоопасным, как обнаружил Дарвин, когда опубликовал книгу об этом в 1871 году.

Был также научный барьер. У Дарвина почти не было доступа к ископаемым свидетельствам, которые могли бы указать, как, когда и даже где эволюционировали люди.

За прошедшие годы летопись окаменелостей человека — или гоминина, если использовать правильный термин, — значительно расширилась. Нам еще многое предстоит открыть, но общая картина нашей эволюции в основном сложилась. Мы знаем, что наше эволюционное древо впервые проросло в Африке. Мы уверены, что наши ближайшие живущие родственники — шимпанзе, и что наша линия отделилась от их примерно 7 миллионов лет назад.

Реклама

Однако путь к человечеству был долгим. Почти 4 миллиона лет спустя наши предки все еще были очень похожи на обезьян. У Люси, известного предка человека возрастом 3,2 миллиона лет, обнаруженного в Эфиопии, был маленький мозг размером с шимпанзе и длинные руки, что говорит о том, что ее вид все еще проводил много времени на деревьях, возможно, прячась на ветки по ночам, как шимпанзе. все еще делаю. Но у нее была одна определяющая человеческая черта: она ходила на двух ногах.

Австралопитеки

Люси принадлежит к группе австралопитеков. За 40 лет, прошедших с момента обнаружения ее частичного скелета, были найдены фрагментарные останки еще более древних окаменелостей, некоторым из которых 7 миллионов лет. Они следуют той же схеме: у них были черты лица шимпанзе и крошечный мозг, но, вероятно, они ходили на двух ногах.

Мы также знаем, что австралопитеки, вероятно, делали простые каменные орудия. Помимо этих достижений, австралопитеки мало чем отличались от других обезьян.

Только с появлением настоящих людей — рода Homo — гоминины стали выглядеть и вести себя чуть больше, чем мы. Сейчас мало кто сомневается, что наш род произошел от одного из видов австралопитеков, хотя вопрос о том, какой именно, является предметом споров. Вероятно, это был вид Люси Australopithecus afarensis , но южноафриканский вид Australopithecus sediba также является кандидатом. Не помогает и то, что этот переход, вероятно, произошел между 2 и 3 миллионами лет назад, временной интервал с очень плохой летописью окаменелостей гомининов.

Самые ранние виды Homo известны лишь по нескольким фрагментам костей, что затрудняет их изучение. Некоторые сомневаются, что они принадлежат к нашему роду, предпочитая обозначать их как австралопитеков . Первый хорошо зарекомендовавший себя вид Homo и первый вид, который, по нашему мнению, немного похож на нас, появился около 1,9 миллиона лет назад. Он получил название Homo erectus .

Homo erectus: производитель инструментов

Erectus не был похож на более ранних гомининов. Он полностью сошел с деревьев и тоже разделил нашу страсть к путешествиям: все более ранние гоминиды известны только из Африки, но окаменелости Homo erectus были обнаружены также в Европе и Азии.

Homo erectus тоже был новатором. Он производил гораздо более сложные инструменты, чем любой из его предшественников, и, вероятно, был первым, кто контролировал огонь. Некоторые исследователи считают, что он изобрел кулинарию, улучшив качество своего рациона и приведя к избытку энергии, что позволило развиться большему мозгу. Это, безусловно, правда, что размер мозга Homo erectus резко вырос за 1,5 миллиона лет существования вида. У некоторых из самых ранних особей объем мозга был ниже 600 кубических сантиметров, что немногим больше, чем у австралопитека, но у некоторых более поздних особей объем мозга составлял 900 кубических сантиметров.

Несмотря на то, что Homo erectus был успешным, ему все же не хватало некоторых ключевых человеческих черт: например, его анатомия предполагает, что он, вероятно, не мог говорить.

Следующим появившимся гоминином был Homo heidelbergensis . Он произошел от популяции Homo erectus в Африке около 600 000 лет назад. Подъязычная кость этого вида — небольшая кость, играющая важную роль в голосовом аппарате, — практически неотличима от нашей, а анатомия уха предполагает, что она была чувствительна к речи.

Согласно некоторым интерпретациям, Homo heidelbergensis дал начало нашему виду Homo sapiens около 200 000 лет назад в Африке. Отдельные популяции Homo heidelbergensis , жившие в Евразии, тоже эволюционировали, став неандертальцами на западе и все еще загадочной группой под названием денисовцы на востоке.

Современные люди

За последние 100 000 лет или около того развернулась самая последняя глава нашей истории. Современные люди распространились по миру, а неандертальцы и денисовцы исчезли. Почему именно они вымерли — еще одна великая загадка, но вполне вероятно, что наш вид сыграл свою роль. Однако взаимодействие не было полностью враждебным: данные ДНК показывают, что современные люди иногда скрещивались как с неандертальцами, так и с денисовцами.

Мы еще многого не знаем, и новые окаменелости могут изменить историю. За последнее десятилетие или около того были обнаружены три новых вымерших гоминина, в том числе Australopithecus sediba и загадочный и еще не датированный Homonaledi , также в Южной Африке. Самым странным из всех является крошечный «хоббит» Homo floresiensis , который жил в Индонезии примерно 12 000 лет назад и, по-видимому, был отдельным видом.