Любая из наших клеток содержит 46 хромосом, представляющих собой скрученные и сложенные гармошкой нити ДНК. Наш геном, то есть наша ДНК — это огромная цепь, состоящая из 3,2 миллиарда нуклеотидов, то есть четырех основных элементов, обозначаемых буквами «А, Т, Г и Ц».
Термин «секвенировать ДНК» означает установить последовательность, в которой эти элементы следуют друг за другом (например, АГАТЦЦ). Эта последовательность отличается не только у разных биологических видов, но и у представителей одного и того же вида. Гены — это фрагменты ДНК, которые транслируют приказы, регулирующие деятельность клетки. В 20 тысячах человеческих генов записана вся информация, необходимая для развития индивидуума и функционирования его клеток. Другие отделы ДНК играют важную роль в управлении этой сложной системой передачи приказов, контролируя различные проявления генов, степень их активности. Активность тех или иных генов меняется на различных стадиях развития особи или же в различных типах клеток.
Мутация — это нарушение последовательности ДНК, произошедшее в результате той или иной случайности. Если ген подвергается мутации, то его активность часто претерпевает изменения. Любой ген может принимать разные формы, так называемые аллели: последовательности составляющих их нуклеотидов отличаются в результате произошедших мутаций.
Если мутация происходит в половой клетке, яйцеклетке или сперматозоиде, которые участвуют в процессе оплодотворения, новый организм в каждой своей клетке воспроизведет эту мутацию (однако только в половине собственных половых клеток). Таким образом мутации передаются из поколения в поколение. Каждая новая особь несет от 100 до 200 новых мутаций, переданных ей родителями — к счастью, большая часть из них не имеет никаких последствий для развития и жизни.
Встать на ноги
Воистину революционный момент в истории гомининов — это переход отхождения на четвереньках к хождению на двух ногах, вертикально. Именно способ передвижения отличает представителей этого семейства от их ближайших родственников (конечно, следует отметить, что известны и другие приматы, передвигавшиеся на двух конечностях без всякой связи с гомининами, например, живший около 8 миллионов лет назад ореопитек). Чем было вызвано такое изменение образа жизни? Ведь смена способа передвижения спровоцировала существенное преобразование скелета и повлияла на процесс вынашивания зародыша. Стопа приобрела аркообразную форму, что позволило ей выдерживать вес тела. Крупный большой палец на стопе уменьшился в размерах и стал в одну линию с остальными — им больше не удавалось за что-нибудь ловко уцепиться. Одновременно укрепились суставы и связки щиколотки и колена. Смещение центра тяжести тела повело за собой изменение тазобедренных суставов. Для удержания в равновесии верхней части тела, торса, потребовалось усиление ягодичных мышц — они стали более выпуклыми, выступающими — округлые ягодицы характерны именно для человека. Тазовые кости сдвинулись, сформировав широкое вместилище для органов пищеварения и одновременно создав надежную опору для мышц бедер. Однако таз играет активную роль в родах, и изменение его формы привело к сокращению периода вынашивания плода и рождению младенца с недоразвитыми костями черепа, что позволяло ему успешно выйти наружу через узкое отверстие тазового дна. Поясничные позвонки, расположенные в основании позвоночника, стали шире и короче. Затылочное отверстие сместилось в основание черепа, снижая тем самым еще и нагрузку на мышцы шеи, удерживающие голову (см. рисунок на с. 10).
Многие палеонтологи, к примеру, Брижит Сеню (Brigitte Senut) или Сюзанна К. С. Торп (Susannah К. S. Thorpe) полагают, что прямохождение возникло среди гоминидов, обитавших преимущественно на деревьях. Наши непосредственные предки, несомненно, жили в лесах и поэтому никогда не ходили на четвереньках в буквальном смысле — они лазали по деревьям! Известно, что орангутан, крупная обезьяна, обитающая в основном на деревьях, передвигаясь по гибким веткам, использует те же двигательные приемы, что и человек на упругой поверхности типа батута — он увеличивает шаг, в то время как другие обезьяны делают ровно наоборот. Вероятно, прямохождение по земле стало просто одним из способов передвижения между деревьями. Палеонтологи называют это явление «преадаптацией ортоградной позы» на деревьях (ортоградная поза — это всего-навсего поза с выпрямленной спиной), то есть навыки прямохождения появились еще до того, как гоминид спустился на землю.