20 октомври 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Човешката Y хромозома е изместила версията на неандерталците

Анализ на ДНК на неандерталци и денисовци разкрива изненадваща връзка със съвременните мъже

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 01 октомври 2020 в 00:00 32740
Мъжете неандерталци са носели Y-хромозомите на съвременните хора. Кредит: Neanderthal Museum.

Известно е, че неандерталците са оставили своя отпечатък в ДНК на много съвременни хора, но този обмен е действал и в двете посоки. Някои групи неандерталци, които са срещали нашият вид в Евразия преди около 45 000 години, вече са носили някои гени на Homo sapiens като спомен от много по-ранни срещи.

Неотдавнашно проучване предполага, че тези ранни срещи са позволили на версията на Y хромозомата на Homo sapiens да замени напълно оригиналната неандерталска преди 370 000 и 100 000 години.

Първото секвениране на цели геноми на неандерталец разкри, че тези древни хоминиди са били 99,7 процента идентични със съвременните хора в резултат на древни кръстосвания и че тяхната ДНК продължава да съществува в нашите гени.

По това време учните стигат до заключението, че до 2 % от ДНК на съвременните хора без африкански произход произхождат от неандерталци.

През годините са направени още открития, но липсва един съществен елемент - Y хромозомите на неандерталците и денисовците, друг древен хоминид, чиято ДНК също има следи в съвременните хора.

Това е проблем, до голяма степен случаен - много от добре запазените фосили на хоминидите, от които е извлечена ДНК, са жени - а Y хромозомата е наследство по бащина линия. Намерени са кости и зъби на мъже неандерталци и денисовци с малко ДНК в тях, недостатъчно за цялостен анализ на техните Y хромозоми.

Но миналата седмица изследователи обявиха в статия, публикувана в списание Science, че най-накрая са успели да секвенират Y хромозоми от двама денисовци и трима неандерталци. Резултатите преобръщат нашето разбиране за споделената история на човечеството и дават представа за потоството, резултат от кръстосването на тези древни хора.

Ловът на Y хромозоми

Предишни проучвания да установили, че денисовци и неандерталци са сестрински групи, докато съвременните хора са техни по-отдалечени „еволюционни братовчеди“. Затова екипът логично предполага, че Y хромозомите ще отразяват тези родствени взаимоотношения - тоест, че изследваните неандерталци и денисовци ще имат доста сходни хромозоми. В края на краищата те са се отделили от общия клон на еволюционното дърво със съвременните хора преди около 800 000 години, но разделянето помежду им е станало много по-скоро - преди около 400 000 години.

Но анализът на древните хромозоми изобщо не показа това. По-скоро Y хромозомата в неандерталците е по-близка за нашите, отколкото тази на денисовците.

„Това бе голяма изненада за нас“, коментира за Inverse еволюционният генетик Мартин Петр (Martin Petr) от Института за еволюционна антропология, „Макс Планк“, водещ автор на изследването.

Раздел А представлява археологическите обекти, където са открити екземплярите. Martin Petr, et al.

„Фактът, че неандерталските Y хромозоми са по-близкидо тези на съвременните хора, отколкото на денисовците, е много вълнуващ, тъй като ни дава ясна представа за тяхната обща история“, обясняват Петр и Джанет Келсо (Janet Kelso), водещ автор и професор в Института за еволюционна антропология, „Макс Планк“.

Анализът на тези хромозоми дава и по-ясна хронология на взаимодействията на древните хоминиди помежду си: Резултатите показват, че преди около 700 000 години Y хромозомите на денисовците са се разделили от общата линия на неандерталци и съвременни хора.

Този резултат е в съответствие с хипотезата на екипа, включена в проучването. Изненадата бе откритието, че времето, когато неандерталските и съвременните човешки Y хромозоми споделят общ предшественик, е по-рано от очакваното. Те изчисляват, че кръстосването с ранните съвременни хора, довело до замяната на неандерталската Y хромозома, е станало преди повече от 100 000 години и може би преди около 370 000 години.

„Това ни накара да заключим, че чифтосването между неандерталци и много ранните съвременни хора е довело до замяна на оригиналната неандерталска Y хромозома с Y хромозомата на съвременния човек“, коментират Келсо и Петър.

Тази оценка за времето, когато е станало това чифтосване, е много по-ранна от това, което Келсо и Петр описват като „вече добре известното кръстосване, внесло сегменти на неандерталската ДНК в  съвременните хора извън Африка, или това, което е вкарало денисовска ДНК в генома на жителите на Океания“. И двете събития са се случили значително по-късно, преди по-малко от 100 000 години.

Неандерталски зъби от Spy 94a, Белгия. Кредит: I. Crevecoeur/Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

През 2016 г. анализ на костта на пръста на неандерталканка показа, че съвременни хора и неандерталците са се срещали и кръстосвали преди около 100 000 години - среща, която вероятно се е случила в Близкия изток. Преди това се смяташе, че първото взаимодействие между двата вида е било в Европа, преди 50 000 и 65 000 години.

Проучване от август 2020 г. предполага, че смесването между неандерталците и съвременните хора е можело да се случи преди 200 000 и 300 000 години. А проучване, публикувано през януари - това, което установи, че всички са малко неандерталци - също предполага, че в продължение на стотици хиляди години Homo sapiens са мигрирали  от Африка и обратно в Африка, като са донесли със себе си деца, носещи гени от други видове хоминиди.

Всички тези изследвания показват, че е имало различни вълни от „събития на кръстосване“ - миграционният поток и чифтосването между неандерталците и Homo sapiens е по-скоро разклоняващ се, постоянен поток, отколкото единично събитие.

Защо остават чуждите гени

Има причина хората, които не са африканци днес, да имат само малък брой неандерталски алели - около 2 до 4 процента - в своите геноми. Когато две групи като Homo sapiens и неандерталците се смесят, алелите от двамата родители се предават на своите потомци. Но шансовете са срещу алел от една група да се „фиксира“ (което означава да стане доминираща форма) в генофонда на другата група. Първо, трябва да се предаде новия алел на достатъчно голям процент от потомството, което е рядкост, освен ако не се стигне до масово чифтосване с течение на времето.

Но нещата могат да се променят, ако за новия алел работи естественият подбор. Ако новият алел по някакъв начин прави по-вероятно един човек да предаде гените си на новото поколение (или ако е свързан с друг ген, който го прави), тогава е вероятно да остане.

Ефектът от тези смесвания не е като да се остави малка генетична рецепта за справяне с болест или недохранване. Това е цяла книга с рецепти, която потенциално засяга широк спектър от мъжки сексуални и несексуални характеристики.

Една от възможностите е тази версия на Y хромозомата просто да върши по-добра работа.

„Предполагаме, че като се има предвид важната роля на Y хромозомата за репродукцията и плодовитостта, по-ниската еволюционна годност на неандерталските Y хромозоми може да е причинила естествения подбор в полза на Y хромозомите от ранните съвременни хора, което в крайна сметка води до тяхното заместване“, обяснява Петр.

Компютърни симулации показват, че сравнително малките неандерталски общности, разпръснати из континента, биха могли лесно да натрупат куп проблемни мутации чрез инбридинг (близкородствено кръстосване).

Една по-стабилна версия на Y хромозома, взета от хората, би могла да подкрепи плодовитостта на неандерталците и затова бързо набира позиции, предавайки се от бащи на синове по семейната линия.

Но въпреки донорството на хромозоми, те в крайна сметка се оказват задънена еволюционна улица.

Келсо и Петр смятат за правдоподобно, че не се наблюдава същото заместване на Y хромозомата при денисовците, "просто защото денисовците са географски по-далеч". Актуалните представи са, че денисовците вероятно са обитавали голяма част от Азия, докато неандерталците са били разположени предимно в Европа и Западна Азия.

„Предполагаме, че може би денисовците са били толкова далеч на Изток, че не са се сблъсквали с тези много ранни групи Homo sapiens".

Изглед към долината под археологическия обект Денисова пещера, Русия. Кредит: Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Културни последствия

В придружаващ коментар, публикуван също в четвъртък, Микел Хайде Шиеруп (Mikkel Heide Schierup), професор в Университета в Орхус, който изучава еволюционната генетика, пише, че това проучване „недвусмислено показва, че и мъжките, и женските H. sapiens са допринасяли за генното смесване, което предполага, че популациите и H. sapiens, и на неандерталците са тглеждали деца със смесен произход".

Келсо и Петр признават, че това е „завладяващо“ предположение, но се колебаят да го приемат. Разбирането на културните последици от интрогресията (генетичния дрейф) е трудно да се направи само с генетика, отбелязват те и може би експертите по археология и човешка еволюция са по-компетентни по темата.

Но най-осезаемият генетичен извод е, че „потомството на това кръстосване между неандерталците и съвременните хора трябва да е било жизнеспособно и плодовито“, заявяват изследователите.

„Това е важен момент, тъй като в историята е имало много дебати за това дали неандерталците и съвременните хора са били „генетично несъвместими“, обясняват те. „По същия начин има някои предположения, че архаичните човешки Y хромозоми може би са носили някои мутации, които правят по-малко вероятно успешното смесване със съвременните хора.“

Проучването категорично предполага, че това не е така, защото е доказано, че ранните Y хромозоми на H. sapiens успешно се разпространяват в популацията на неандерталците.

Като следваща стъпка екипът планира да секвенира още по-стари хоминидни Y хромозоми, особено такива, принадлежащи към по-древни неандерталски образци, и неандерталци от по-широк спектър известни местообитания. Трите екземпляра, анализирани в това проучване, са от Западна Евразия, а знаем, че техният ареал се простира (поне) до Югозападна и Централна Азия.

Изследователите искат и да анализират Y хромозомите на неандерталци и денисовци, незасегнати от генетично смесване. Тези проби биха могли да дадат информация кои фактори може да са предизвикали наблюдаваното заместване и да позволят на екипа да „надхвърли теоретичните симулации в текущото проучване“, коментират Келсо и Петр.

А докато човешката история непрекъснато се пренаписва от нови открития като това, едно нещо изглежда неизменно - древните хора са имали навика да не се ограничават до собствения си вид за секс.

Справка: The evolutionary history of Neanderthal and Denisovan Y chromosomes, Martin Petr et al., Science 25 Sep 2020: Vol. 369, Issue 6511, pp. 1653-1656, DOI: 10.1126/science.abb6460

Източници:

NEANDERTHAL GENETICS STUDY REVEALS MISSING LINK IN HUMAN HISTORY, Inverse

New Study of Neanderthal And Denisovan DNA Reveals a Surprising Link to Men Today, ScienceAlert

Not-so-hostile takeover: Human Y chromosome displaced the Neanderthals’ version, ARSTechnica


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.