4. Дополнительный механизм старения видов (связанный с особенностями работы теломеразы)

В половых клетках и в стволовых клетках раннего эмбриона работает теломераза, которая удлиняет концевые участки хромосом перед удвоением ДНК и делением клеток. Однако, проведенные исследования показали, что при первом делении зиготы (оплодотворённой яйцеклетки) – теломераза не работает! И хромосомы в первом цикле деления зиготы укорачиваются. Таким образом, чем дольше существует вид, тем короче концы его хромосом. При критическом укорочении хромосом в половых клетках – вид перестаёт размножаться и вымирает (либо, включается программа гипермутагенеза – и появляется новый вид).

Например, человек разумный Homo sapiens sapiens. У современных людей концы хромосом, которые могут быть потеряны без запуска программы старения или мутагенеза, составляют 40 000 пар азотистых оснований. Если длина теломерных концов хромосом уменьшится до 10 000 пар азотистых оснований – это чревато неприятными последствиями для вида человек разумный. В одном поколении (т.е. за 25 лет) в хромосомах зиготы человека теряется 5 пар азотистых оснований.

Через сколько лет возможно исчезновение вида человек разумный?

Х = 25 лет • 40 000 пар азотистых оснований = 200 000 лет

5 пар азотистых оснований

Таким образом, через 200 тыс. лет возможно исчезновение вида человек разумный. Но, возможно ли вымирание вида раньше, чем через 200 тыс. лет? Да! Если условия жизни будут не благоприятными – это приведёт к ускоренному накоплению поломок в молекулах ДНК половых клеток и к преждевременному старению и вымиранию вида Homo sapiens sapiens.

В 1997 году Blasco с колегами (Blasco et al: “Telomere shortening and tumor formation by mouse cells lacking telomerase RNA // Cell. – 1997. – Vol. 91. – P. 25 – 34) были получены мыши, нокаутные по гену теломеразы. В шестом поколении эти мышки стали стареть, болеть, перестали размножаться и вымерли (из-за рака и бесплодия). Интересно отметить, что проблема с теломеразой дала о себе знать только в шестом поколении! Т.е. старение вида шло ускоренными темпами, но проявилось не сразу.

5. Причины разной длительности существования видов живых организмов

Вид человек прямоходячий – существовал почти 2 млн.лет, а вид человек неандертальский – только 320 тыс.лет (см. таблицу 1). Почему такая разница? Причины: а) разное качество починки и сортировки бракованных молекул, зависящее от видовых особенностей работы ДНК; б) разные условия жизни (в неблагоприятных условиях жизни – вид стареет быстрее).

Таблица 1.

Сравнительная таблица видов рода Homo

Виды	Эпоха(млн лет назад)	Ареал обитания	Средний рост (m)	Масса тела (kg)	Объём головного мозга (cm³)	Ископаемые останки	Дата открытия/первой публикации
H. habilis	2,2 - 1,6	Африка	1,0 — 1,5	33 — 55	660	множество	1960/1964
H. erectus	2 - 0,03	Африка, Евразия (Ява, Китай, Кавказ)	1,8	60	850 (ранние подвиды) — 1100 (поздние подвиды)	множество	1891/1892
H. rudolfensis	1,9	Кения				1 череп	1972/1986
H. georgicus	1,8	Грузия			600	несколько	1999/2002
H. ergaster	1,9 - 1,4	Южная и Восточная Африка	1,9		700—850	множество	1975
H. antecessor	1,2 - 0,8	Испания	1,75	90	1000	2 стоянки	1997
H. cepranensis	0,9 - 0,8?	Италия			1000	1 черепная крышка	1994/2003
H. heidelbergensis	0,6 - 0,25	Европа, Африка, Китай	1,8	60	1100—1400	множество	1908
H. neanderthalensis	0,35 - 0,03	Европа, Западная Азия	1,6	55 — 70 (коренастые)	1200—1700	множество	(1829)/1864
H. rhodesiensis	0,3 - 0,12	Замбия			1300	очень мало	1921
H. sapiens sapiens	0,2 -  до наст. вр.	повсеместно	1,4 — 1,9	50 — 100	1000—1850	ныне живущий	—/1758
H. sapiens idaltu	0,16 - 0,15	Эфиопия			1450	3 черепа	1997/2003
H. floresiensis	0,10 - 0,012	Индонезия	1	25	400	7 особей	2003/2004