211service.com
Genom neandertalczyka przepisuje ludzką ewolucję
W zeszłym roku międzynarodowy zespół naukowców ogłosił, że ukończył pierwszy projekt genomu neandertalczyka – ponad trzy miliardy nukleotydów, zsekwencjonowanych z trzyminutowych próbek proszku kostnego. Teraz w dwóch artykułach opublikowanych dzisiaj w Nauka , grupa ujawnia dogłębne analizy danych i zapewnia niezrównany wgląd w ewolucję człowieka. Porównując DNA neandertalczyków z DNA żywych ludzi z całego świata, naukowcy znaleźli dowody na to, że – gdzieś pomiędzy 50 000 a 80 000 lat temu – współcześni ludzie i neandertalczycy krzyżowali się.
Jaskiniowiec w środku: Pierwszy pełny szkic genomu neandertalczyka sugeruje, że współcześni ludzie i neandertalczycy (których czaszka pokazano tutaj) krzyżowali się.
Tradycyjny pogląd archeologów na ewolucję człowieka, zebrany na podstawie datowania węglowego, budowy szkieletu, lokalizacji skamielin, a ostatnio neandertalskiego mitochondrialnego DNA, zakłada, że dzisiejsi ludzie wywodzą się od małej grupy osobników, które wyemigrowały z Afryki i rozproszyły się po całym świecie . Ale nowe badania pokazują, że współcześni ludzie w Afryce mają niższy procent genomu neandertalczyka niż nie-Afrykanie – co sugeruje, że grupa założycielska, która opuściła Afrykę, krzyżowała się z neandertalczykami, zanim zamieszkała na innych kontynentach. Prawdopodobnie miało to miejsce gdzieś na Bliskim Wschodzie lub w północnej Afryce, być może przy bramie, gdy migrowali po raz pierwszy, mówi genetyk z Harvard University David Reich , który wykonał analizy genetyki populacji.
Naukowcy wykorzystali zaledwie pół grama proszku kostnego, pobranego z kości trzech pojedynczych neandertalczyków wydobytych z jaskini Vindija w Chorwacji. Dane, które dostarczają, opowiadają nie tylko o migracji, ale i ewolucji fizycznej, i pozwalają naukowcom wyodrębnić to, co czyni człowieka wyjątkowym. Neandertalczycy są naszym najbliższym ewolucyjnym krewnym, mówi Svante Paäbo , lider projektu i dyrektor genetyki w Instytucie Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku w Niemczech. Zauważa, że teraz naukowcy mogą zacząć pytać, co genetycznie różni nas od naszego najbliższego żyjącego krewnego – szympansa – i naszego najbliższego wymarłego.
Jak na razie odpowiedź na to pytanie wydaje się być niewielka. Według naukowców, ludzie odziedziczyli od 1 do 4 procent swoich genomów od neandertalczyków; nie tylko ilość jest różna u poszczególnych osób, ale także rzeczywista lokalizacja jest różna. W tym momencie nic nie wskazuje na to, że istniał jakiś konkretny gen o selektywnej przewadze, który pochodził od neandertalczyków, mówi Richard E. Green , inżynier biomolekularny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Cruz, który był odpowiedzialny za większość sekwencjonowania genetycznego. Sygnał wydaje się być szeroko rozpowszechniony w całym genomie i różni się w zależności od osoby.
Zamiast skupiać się na genach odziedziczonych przez ludzi, mówi Green, bardziej interesujące są obszary w ludzkim genomie, w których nie ma żadnego sygnału neandertalskiego. Są one niezwykle interesujące, ponieważ sugerują, że w naszej ewolucyjnej historii wydarzyło się coś, co wymazało tę historię. Te regiony genetyczne – a znaleźli tylko stosunkowo niewielką ich liczbę – to te, które czynią nas ludźmi. Wiadomo już, że spory odsetek tych regionów zawiera geny odpowiedzialne za skórę i włosy, funkcje mózgu i morfologię twarzoczaszki.
Połączone odkrycia grupy wymagały ogromnego wysiłku technologicznego, który trwał sześć lat i wielu platform technologicznych sekwencjonowania o wysokiej przepustowości. Obejmowało to znalezienie sposobów na odróżnienie neandertalskiego DNA od zanieczyszczenia współczesnego ludzkiego DNA, wyeliminowanie DNA drobnoustrojów, które zaatakowały kości, oraz określenie, w jaki sposób sekwencje neandertalczyków zmieniały się chemicznie w czasie. Ale ostateczny wynik, mówi antropolog biologiczny John Hawks , Uniwersytetu Wisconsin, zawiera 5,3 miliarda informacji o neandertalczykach. A na to, jak mówi, warto czekać.
Przed tym artykułem wydawało się prawdopodobne, że te dwie grupy się krzyżowały, ale nie było dowodów, mówi Hawks, który nie był zaangażowany w badania. A to badanie pokazuje, że to, co się wydarzyło, nie było jak przygoda na jedną noc. Neandertalczycy stanowią co najmniej 1 procent i aż 4 procent twojego genomu, mówi. Masz 32 praprapradziadków, a jeden z nich to 3 procent twojej genetyki. To jest to, o czym mówisz genealogicznie.
W zeszłym miesiącu antropolog z University of New Mexico Jeffrey Long a jego koledzy wystąpili na konferencji, na której przedstawili dane sugerujące, że wzorców zmienności genetycznej u współczesnych ludzi na całym świecie nie można wyjaśnić za pomocą teorii grupy założycielskiej spoza Afryki. Rozważaliśmy różne możliwe wyjaśnienia i zobaczyliśmy, że sama migracja „z Afryki” nie może wyjaśnić stopnia zróżnicowania, które zaobserwowaliśmy poza Afryką, mówi Long. A to, co ustaliliśmy jako najbardziej prawdopodobne wyjaśnienie, to mieszanie się z inną archaiczną populacją. Innymi słowy, neandertalczycy. Czysto poprzez statystyki genetyczne, wyniki Longa sugerowały historię, którą genom neandertalczyka może teraz potwierdzić.
Wyniki rzucają światło na ciemny okres ewolucji człowieka, który był wcześniej niedostępny. To bardzo ekscytujące – w mojej karierze nie ma nic, co mogłoby się z tym równać, mówi Hawks.