Ново изследване внася яснота защо и как сме загубили окосмяването си

В продължение на десетилетия учените са били озадачени и заинтригувани от един интересен въпрос, а именно - защо хората имат толкова по-малко косми по тялото си в сравнение с другите примати и повечето други сухоземни бозайници като цяло? Изследователи в областта на генетиката публикуваха статия в списание eLife, която хвърля значителна светлина върху този вековен въпрос и всъщност техните безпрецедентни открития може би действително са разрешили тази завладяваща мистерия.

В рамките на задълбочено генетично изследване екипът от американски учени открива, че хората притежават всички гени, необходими за производството на цялостно окосмяване по тялото, пише Ancient-Origins.

Но изглежда, че в продължение на стотици хиляди години еволюция са настъпили промени, които са попречили на пълното изразяване на тези гени. Изследователите установяват, че за това потискане вероятно е отговорна активност в отделни области на човешкия геном, което подчертава сложността на начина, по който генетичният потенциал се реализира - или не се реализира - в реалното развитие на биологичните организми.

Това новаторско откритие не е резултат от изключително изследване на човешката ДНК. Вместо това изследователите от Университета в Питсбърг и Университета в Юта разчитат на сравнителен анализ на генетичен материал, събран от 62 различни бозайника, някои от които отглеждат големи количества косми по тялото, а други - не.

"Приехме творческия подход да използваме биологичното разнообразие, за да научим повече за собствената си генетика", обяснява човешкият генетик и съавтор на изследването д-р Нейтън Кларк в прессъобщение на Университета на Юта, представящо изследването в eLife.

How and Why Humans (and Other Mammals) Lost Most of their Body Hair https://t.co/wXsQ41z48k

— Chris A. Parker (@chrispar17) January 6, 2023

"Това ни помага да определим областите от нашия геном, които допринасят за нещо важно за нас."

Общо учените, участвали в това изследване, са проучили 19 149 гена, разпределени широко между 62 вида, заедно с генетичен материал, открит в 343 598 некодиращи или регулаторни области Този сравнителен подход никога не е бил опитван преди, което прави получените резултати напълно уникални.

"За да открием генетичната основа на намаленото количество косми, използвахме нашия метод RERconverge, базиран на еволюционните скорости, за да идентифицираме кодиращи и некодиращи последователности, които еволюират със значително по-различна скорост при така наречените безкосмести бозайници в сравнение с косматите бозайници", обясняват учените в статията си в eLife.

RERconverge е техника за анализ на данни, която може да открива връзки между еволюцията на гени или групи гени и еволюцията на действителни биологични признаци, които съпътстват такива еволюционни промени.

Тя е мощен математически инструмент, който предоставя на изследователите на генетиката информация за това как различни характеристики - като количеството косми по тялото и моделите на растежа им - са свързани с цялостната генетична или еволюционна история на даден вид.

За да разкрият източника на различията между различните бозайници, учените са търсили гени при безкосместите животни, които са еволюирали по-бързо от подобни гени при косматите видове. При такава голяма база данни от генетична информация, която да се проучи, тези сравнения разкриха влиянието на регулаторни области, които понякога могат да спрат растежа на космите.

Макар че учените са успели да идентифицират конкретни гени, свързани с растежа на космите, те са установили, че тези гени могат да бъдат значително повлияни от регулаторни области и помагат да се определи как действат и как се повлияват тези гени. Тези региони могат да се погрижат за това, че гените за растеж на космите или се стимулират, или се спират напълно, в зависимост от техните собствени ДНК характеристики.

Много гени за растеж на космите и регулаторните области, които им влияят, бяха идентифицирани чрез изчислителните техники на RERconverge. Освен това учените открили и други гени или групи гени, които изглежда допринасят за растежа на космите, но по начин, който изследователите не са успели да разберат.  

"Има голям брой гени, за които не знаем много", казва генетикът от Питсбъргския университет и съавтор на изследването д-р Аманда Ковалчик. "Смятаме, че те биха могли да имат роля в растежа и поддържането на окосмяването."

Всичко това е част от един сложен еволюционен и генетичен пъзел, който едва сега започва да разкрива някои от дълго критите си тайни.

В хода на своя анализ изследователите откриват нещо, което е особено завладяващо, а именно, че еволюционната история, при която хората развиват некодиращи региони, които възпрепятстват растежа на космите, се повтаря и при други животни.

Предците на делфините и китовете, носорозите и голите къртици, както и на други безкосмести бозайници, също постепенно са развили регулаторни области в геномите си, които изключват гените, отговорни за растежа на космите. Тези други видове имат потенциала да развиват косми по цялото си тяло също като хората, но в някакъв момент от еволюцията си са спрели да го правят, също както хората.

"Тъй като животните са подложени на еволюционен натиск да губят окосмяването си, гените, кодиращи този процес, стават по-малко важни", заявява д-р Кларк. "Ето защо те ускоряват скоростта на генетичните промени, които са позволени от естествения подбор. Някои генетични промени може да са отговорни за загубата на окосмяване. Други може да са съпътстващи щети, след като космите спрат да растат".

Учените еволюционисти изказват предположението, че по-малкото косми могат да помогнат на видовете да се охлаждат поради горещия климат или да се движат по-плавно и ефективно във водата, ако живеят във водна среда. При сухоземните бозайници по-малкото окосмяване също така прави по-ефективно усвояването на витамин D от слънчевата светлина (витамин D поддържа костите, мускулите и зъбите здрави), а също така може да намали уязвимостта към заразяване от паразити, причиняващи болести.

Често се изказва предположението, че успехът при чифтосването при ранните хора може да е бил повлиян от липсата на косми, ако наистина относителната липса на косми се е смятала за по-привлекателна за представителите на противоположния пол. Ако това е вярно, то би могло значително да ускори еволюцията на обезкосмяването при ранните хора.

Разбира се, наличието на окосмяване би могло да има и еволюционни предимства, дори за хората.

Въз основа на успеха на приложената от тях аналитична методология д-р Кларк и неговите колеги планират да използват същия подход за идентифициране на генетични области, които биха могли да участват в превенцията на рака, по-дългата продължителност на живота и устойчивостта или уязвимостта към други сериозни здравословни състояния.

"Това е начин да се определят глобалните генетични механизми, които са в основата на различни характеристики", обяснява д-р Кларк.

По отношение на механизмите, които определят косопада, учените смятат, че натрупаните от тях знания могат да имат практическо приложение. Те се надяват, че откритията им в крайна сметка могат да се използват за разработване на методи за реактивиране на процесите на растеж на косата при хора, които страдат от оплешивяване или други заболявания (като алопеция), които спират растежа им.