Первая группа поднималась в горы всё выше и выше, атмосфера становилась всё разреженней и разреженней, а цель их – альпийские луга, находящиеся на высоте 3000 метров. И вот их, теперь уже, популяция постепенно мигрирует, постоянно возникающие мутации уже не отбрасываются, как раньше, а обрабатываются отбором и оставляются, но только те, которые позволяют козам выживать лучше. От прежнего генома мало что осталось в нетронутом виде: гены, кодирующие такие белки, как гемм и глобин размножились, образовав кластеры, это произошло у одного козлёнка в семенниках, в ядре одной из, приготовившихся к мейозу, клеток, из-за случайных перестроек участков ДНК и дупликации генов, в процессе репликации генетического материала. Сам козёл имеет обычное количество генов гемма и глобина в своём геноме, как в исходной популяции, но вот часть его многочисленных потомков унаследовала от него эту мутацию и они стали лучше выживать в условиях разряженной атмосферы в высокогорье, за счёт большего количества экспрессирующих одновременно генов, а, следовательно, и из-за большего количества гемоглобина (в виде, конечно, эритроцитов) в крови. Эти потомки лучше выживают и размножаются, оставляя в популяции всё больше животных имеющих этот признак. Общий обмен веществ у животных понижается, это происходит по средствам изменения множества ферментных механизмов. Вот, например, одна из молодых козочек, случайно, съела ядовитую траву, сок которой содержал канцерогены. Эти канцерогены вызвали в её яичниках ряд мутаций геномов яйцеклеток. Одна из мутаций привела к замене одного нуклеотида в кодирующем участке ДНК гена фосфофруктокиназы-1, из-за этого одна из аминокислот, а именно лейцин, поменялась на фенилаланин, замена произошла не в активном центре фермента, и привела только к незначительному изменению в третичной структуре белка, и немножко оттянула на себя общий электрический заряд. Из-за этой мутации активность фермента несколько снизилась, а, как нам известно, фосфофруктокиназа-1 главный ключевой фермент, катализирующий реакцию, лимитирующую скорость всего процесса гликолиза, следовательно, скорость этой реакции понизилась, как понизилась и скорость гликолиза. В наших условиях это положительный момент, и козлик, родившийся поколением позже, распространил мутацию дальше. Про подобные мутации можно печатать часами, но лучше я немного обобщу результат: в нашей новой популяции произошли изменения, на генетическом, а соответственно и на физиологическом уровне, которые повысили выживаемость наших коз в условиях высокогорья. Их геном поменялся, относительно равнинной популяции, вследствие чего шерсть их стала гуще, в ней стало больше пуховых шерстинок, обмен веществ замедлился, объём лёгких возрос, а кровь стала лучше переносить кислород. И теперь они пасутся на бугристом газоне альпики и радуются дуновению свежего встречного ветерка.
А что же произошло с группой, идущей к морю? Сейчас мы посмотрим! Будем называть и эту группу грозным словом – популяция. А популяция наша уходит в зону субтропиков, постепенно спускаясь в плодородную долину на берегу моря, покрытую густыми лесами. Климат здесь жарче, чем в их прошлом месте обитания, влажность выше, поражает обилие других животных, среди которых встречаются и пищевые конкуренты нашим козам, и кровожадные хищники. С нашей популяцией, как и с «горной», начинают происходить изменения, и возникающие мутации начинают фильтроваться через сито естественного отбора. Начинают выживать более мелкие животные, которые лучше проскальзывают между деревьями, шерсть редеет и, вместе с тем, грубеет кожа, чтобы было не так жарко, но ветки не так царапали тело. Наших коз подстерегают опасности, исходящие от хищников, на каждом шагу. Взрослые животные перемещаются по лесу небольшими группами, так проще заметить подкрадывающегося леопарда. Обоняние у животных, в этой популяции, обострилось и это помогает им быстрей заметить угрозу. Но одно дело взрослые животные, они могут заметить врага и быстро убежать из опасной зоны. А молодняк! Он очень уязвим для хищников, козлята в течение трёх месяцев должны пить молоко, и потом ещё пять месяцев пройдёт пока они станут самостоятельными. За первые три месяца жизни умирает больше всего молодняка, и передвинуть этот страшный, для популяции, порог получилось чисто случайно: кожа у коз ещё мало приспособилась к активному солнцу и большому количеству ультрафиолета, коротковолновый ультрафиолет является сильным мутагенным фактором. А один, нерадивый, козёл слишком долго загорал на опушке леса, ощипывая молодой куст. Ультрафиолет вызвал в его семеннике, у одной из клеток ещё не вступившей в сперматогенез, мутацию гена-регулятора, отвечающего за регуляцию экспрессии другого гена (у нас будет «LX»), экспрессирующегося в молочной железе у самок. Белок, экспрессирующийся геном LX, улучшает проницаемость мембран клеток железы для жиров. В результате у самок, получивших этот новый аллель гена-регулятора, молоко стало жирнее, и детёныши стали расти быстрее. Уменьшился период повышенного риска у потомства, конечно же, этот ген распространился и закрепился в популяции. И так мы имеем животных более мелких, по сравнению с равнинной популяцией, живут они небольшими группами в лесу, собираясь в большие стада только на период гона (где и происходит активный обмен генетической информацией), обмен веществ у них очень быстрый, шерсть редкая, молоко у самок очень жирное. Одним словом наши зверюшки отлично приспособились к жизни в своём новом доме.
Ну а теперь вернёмся к нашим приверженцам консервативного образа жизни, животным оставшимся «дома». А эти козы пережили немало невзгод, и их популяция очень сильно обмелела, холод и голод поглотили большинство животных, а вместе с ними и не родившихся у них козлят. Дошло до того что от всего стада осталось всего три самца и восемь самок, как вдруг (ну это конечно совсем из области фантастики), невзгоды отступили, солнышко засветило с прежней силой и зазеленела трава. Наша небольшая группа весело начала плодиться и бегать по родным просторам, родине их далёких предков. И, представьте себе, генотип у животных практически не изменился (сошлёмся на то, что стихийное бедствие продолжалось недолго), они остались такими же, какими всегда были эти животные на равнине.
И вот три наших популяции живут на разных территориях, в разных климатических зонах и прекрасно себя чувствуют. С первого взгляда можно даже не подумать, что они произошли от одной гомоморфной равнинной популяции, но это действительны было так.
Отступим немного от лирики и подведём небольшой, хладнокровный под итог: мы имели одну популяцию, у каждого животного гены, кодирующие одни и те же белки, одинаковые, да и белки у них тоже одинаковые, из этого следует, что каждый ген имел только одну аллель (сказать точнее, не имел не какую, был неаллельным). Но вот наша популяция разбилась на несколько частей, и части удалились друг от друга, образовав несколько популяций. Гены в этих популяциях мутировали, образовывали различные варианты, и отбирались такие варианты, какие были нужны (для каждой популяции свои). Появились различные аллели одного и того же гена, они отвечают за те же функции, что и в степной популяции (первоначальный тип), но с некоторыми особенностями. Возвращаемся обратно:
Как же вы думаете? Что произошло в этой истории дальше? Ну конечно!!! Появился человек!
Наши козочки паслись себе и не знали горя, как вдруг, в одно прекрасное солнечное утро (в горах, правда, лил дождь, но это опустим), откуда не возьмись, появилось в каждом стаде по двуногому. Наши козы даже ухом не повели и ничуть не испугались (даже не знаю почему, за своего, наверное, приняли – за козла)! И вот двуногий всё стадо построил (сложнее всего дело с «лесными» обстояло, пока всех собрал…) и сказал, что он теперь вожак, и все должны ему подчиняться! А козочки то, наши и оробели, подумали: «Пусть правит, а то, как бы чего не вышло». И ведь напрасно!
Сделаем небольшое отступление и поговорим о наших троих. Это мужчины среднего роста характеры сдержанные, нордические, хотя и родом они из разных уголков Евразии. Так вот зовут их Серхио (тот, что в лес пришел), Иван (на равнине) и старик Джамбулат (горец, конечно же). Жить они у нас будут неопределённое количество времени. Друг про друга, до поры до времени, и знать не знают.
Представьте себе, что пришли они к нашим козам много лет назад (тысячи 3), и вот стали пасти стада и творить в них, что им вздумается.
Идут годы, наши молодцы и старик Джамбулат мирно пасут свои стада, растят детей (у Джамбулата их 12), и всё примечают: у более крупной козы и козла потомство крупнее, у больного-доходяги козлята слабые, а у белой козы и чёрного козла козлята и белые и чёрные рождаются. О как! И думают они: «Что за диво?!; почему?; зачем?; кто виноват? и что делать?» Старик Джамбулат даже колдовать пробовал, но кроме дождя ничего не вышло. Так и не решили они, по первой, кто виноват, зато, что делать поняли: стали крупных и сильных оставлять, а маленьких и слабых кушать. А потом Серхио свою любимую козу постриг, что бы ей не так жарко было, а на шерсти её стал спать. Даже не знаю, он ли первый догадался её прясть, но факт в том, что наши чабаны (надеюсь, что термин уместен) стали козлиные рубахи носить, а Джамбулат вообще в тулупе козлином ходить начал. Ну и по шерсти зверьё отбирать начали, и по шкуре, сложнее жить нашим чабанам стало: теперь зверьё по многим признакам отбирать надо! Зато шерсть да мясо с молочком лишние появились, и начали они потихоньку бартером торговать с земляками, а Серхио и за море плавал.