Ранните азиатци са извършили най-дългата праисторическа миграция в историята на човечеството

Древните азиатци са извършили най-дългата праисторическа миграция на човечеството и са оформили генетичния пейзаж в Северна и Южна Америка.

Това показа международно геномно проучване, ръководено от учени от Технологичния университет Наньянг, Сингапур (NTU Singapore) в Сингапурския център за екологични науки за живота (SCELSE) и Азиатското училище по околна среда (ASE).

Тези праисторически хора, бродили по земята преди повече от сто хиляди години, са изминали повече от 20 000 километра пеша от Северна Азия до най-южния край на Южна Америка.

Това пътуване е продължило няколко поколения хора, хиляди години. В миналото земните повърхност също е била различна, а ледените мостове са съединявали определени части, което е направило маршрута възможен.

Физическа география на Аляска и Берингово море, където някога е имало сухопътен проток, през който са преминавали ранните предци на азиатците. Кредит: OpenStreetMap contributors / CC BY-SA 2.0

Подкрепено от консорциума GenomeAsia100K*, изследването е публикувано тази седмица в Science и анализира данни за ДНК последователности от 1537 индивида, представляващи 139 различни етнически групи.

*GenomeAsia100K е консорциум с нестопанска цел, фокусиран върху секвенирането и анализа на 100 000 азиатски генома, за да стимулира специфичен за популацията напредък в прецизната медицина.

В проучването са участвали 48 автори от 22 институции в Азия, Европа и Северна и Южна Америка.

Изследователите проследили древната миграция, започнала в Африка, преминала през Северна Азия и завършила в Огнена земя в съвременна Аржентина, която се смята за крайната граница на човешката миграция на Земята.

Чрез сравняване на модели на споделен произход и генетични вариации, които се натрупват с течение на времето, екипът успява да проследи как групите са се разделяли, премествали и адаптирали към нова среда.

Представители на 2 от проследените в проучването народи: Йоруба (Африка), ненци (Сибир, Азия) и патагонски кавескар

Тези модели позволяват на екипа да реконструира древни миграционни пътища и да прецени кога са се разпръснали различните популации.

Реконструираните маршрути дават подробна картина за това как ранните хора са достигнали далечния край на Америка, а откритията показват, че тази пионерна група е преодоляла екстремни екологични предизвикателства, за да завърши пътуването си през хилядолетията.

Ключово откритие е, че тези ранни мигранти са пристигнали в северозападния край на Южна Америка, където днешна Панама се среща с Колумбия, преди приблизително 14 000 години.

От тази критична точка на навлизане, популацията се разделя на четири основни групи: едната остава в басейна на Амазонка, докато другите се преместват на изток към района на Сухия Чако и на юг към ледените полета на Патагония, навигирайки през долините на Андите, най-високата планинска верига извън Азия.

Генетичното разнообразие на западните и северните евразийци е повлияно от шест наследствени компонента, които отразяват географското разпределение на тези популации и локалния анализ на предците. Коренните групи в Североизточна Европа, като например говорещите фино-угорски езици, споделят общ произход със североизточните европейци. Въпреки това, говорещите фино-угорски езици, живеещи по-на изток, като например коми, удмурти, манси и ханти, споделят наследствен компонент, най-богат в западносибирските популации, като например кети и ненци, живеещи в басейна на река Енисей. Западносибирският произход е разпространен сред съвременните сибирски популации, особено кетите и ненците. Повечето западносибирци са традиционно номади или полуномади и показват модели на смесване с енисейци, североизточни европейци, кавказци и източноазиатци, което отразява честите многопосочни миграции през Северна Евразия в миналото. Източносибирците са роднини на западносибирците и източноазиатците, докато европейската смесица е като цяло незначителна. Западноберингските популации на Чукотка и полуостров Камчатка са по-слабо смесени, вероятно поради тяхната изолация в отдалечени и студени райони. Тези популации представляват отделен произход, който е съществено споделен със съвременните коренни канадски чипеуияни и е наличен при няколко древни коренни северноамериканци като коренните жители на Аляска. В анализа на главните компоненти, берингците показват линейна родословна линия към коренното канадско население чипеуияни и клъстерите от коренни мезо- и южноамериканци. Изследването потвърждава, че в рамките на северноевразийските популации, коряците, луораветланите (известни още като чукчи) и инуитите са най-близки до коренните американци.

Чрез анализ на генетичните профили на местните популации в Евразия и Южна Америка, изследователи от проекта GenomeAsia100K за първи път картографират неочаквано голямото генетично разнообразие на Азия.

Разбиране на миграцията и генетичната устойчивост

Проучването хвърля светлина и върху еволюционните последици от такава огромна миграция.

Доцент Ким Хие Лим (Kim Hie Lim) от Азиатското училище по околна среда към NTU, съавтор на изследването, обяснява, че трудният път в продължение на хиляди години е намалил генетичното разнообразие на мигрантската популация.

"Тези мигранти са пренесли само част от генофонда на своите предци по време на дългото си пътуване. По този начин намаленото генетично разнообразие е довело и до намалено разнообразие в имунно-свързаните гени, което може да ограничи гъвкавостта на популацията да се бори с различни инфекциозни заболявания", обяснява доц. Ким, главен изследовател в SCELSE и заместник-директор на GenomeAsia100K.

"Това би могло да обясни защо някои местни общности са били по-податливи на заболявания, внесени от по-късни имигранти, например европейските колонисти. Познанието как миналите динамики са оформили генетичната структура на днешното население може да даде по-задълбочени познания за човешката генетична устойчивост."

За да оценят въздействието на намаляването на популацията върху генетичното разнообразие, авторите оценяват сегменти на хомозиготност (ROHs) в целия геном. При коренното население на Южна Америка средният брой и дължина на ROH сегментите, оценени във всички популации, са били 10,5 пъти и 1,3 пъти по-високи от тези при африканците (йоруба) и 3,75 пъти и 1,2 пъти по-високи от тези при североизточни европейци, съответно. Най-голямото изобилие на разширени ROHs е наблюдавано при амазонците, патагонските кавескари и индианците чако и е подобно на това, наблюдавано в изолирани островни популации. Тази висока хомозиготност вероятно е резултат от "ефекта на основателя", дължащ се на миграция на дълги разстояния и/или изолация на популацията. Силната корелация между средния общ брой ROH и средното нуклеотидно разнообразие (RPearson = –0.78) подкрепя идеята, че разширената хомозиготност е резултат от популационната история.. Кредит: Elena S. Gusareva et al.

За да оценят влиянието на популационната история върху имунните гени, авторите анализират разнообразието на човешките гени за левкоцитен антиген (HLA) в различни популационни групи. Поддържането на високо разнообразие от HLA гени е важно за защитните механизми на гостоприемника, позволявайки на имунната система да представя широк спектър от антигени на ефекторните клетки. Изследователите са изчислили средния общ брой уникални HLA алели в осем гена във всяка популационна група и неговата корелация със средния общ брой ROH. Въпреки че се очаква броят на уникалните HLA алели 216 да се поддържа при естествен подбор, те наблюдават вариации между различните популации. Популациите с по-висока хомозиготност са имали по-малък среден общ брой уникални HLA алели, особено изолираните популации като народа Байнинг, амазонците, патагонските кавескари. Това предполага, че генетичният дрейф, обусловен от пречки и ефекти на основателя, може да е бил достатъчно силен, за да потисне диверсифициращата селекция върху HLA гените и да намали HLA разнообразието в тези популации. Кредит: Elena S. Gusareva et al.

Проучването показва, че човешката миграция през Южна Америка е довела до разделяне на популациите със загуба на генетично разнообразие поради "ефекта на основателите". Географските и екологичните граници са причинили изолация на популацията и допълнително са засилили генетичната хомогенизация, подобно на островитянските популации. Демографската история е повлияла значително на патагонските кавескари, чиито предци са мигрирали на най-голямо разстояние от Африка. Те имат най-малкия ефективен размер на популацията и едно от най-малките генетични разстояния между членовете на общността. Съобщава се, че съвременните местни патагонци (включително кавескарите) показват най-висок генетичен афинитет към древните патагонски морски индивиди, живели преди хиляда години, което показва генетична приемственост в региона. Кредит: Elena S. Gusareva et al.

Старшият научен сътрудник на SCELSE д-р Елена Гусарева (Elena Gusareva), първият автор на изследването, заявява, че тези ранни групи са се установили в нови екологични ниши и в продължение на стотици поколения техните тела и начин на живот са еволюирали в отговор на уникалните предизвикателства на всеки регион.

"Нашите открития подчертават изключителната адаптивност на ранните, разнообразни местни групи, които успешно са се заселили в изключително различни среди. Използвайки технология за секвениране на целия геном с висока резолюция в SCELSE, сега можем да разкрием дълбоката история на човешката миграция и генетичните отпечатъци, оставени от ранните заселници."

Значение на азиатското представителство в генетичните изследвания

"Нашето проучване показва, че по-голямо разнообразие от човешки геноми се открива в азиатските популации, а не в европейските, както отдавна се предполагаше поради пристрастия при вземането на проби в мащабни проекти за секвениране на геноми", заявява професор Стефан Шустер (Stephan Schuster) от NTU, старши автор на изследването и научен директор на консорциума GenomeAsia100K.

"Това променя разбирането ни за историческите движения на населението и полага по-здрава основа за бъдещи изследвания на човешката еволюция. Нашите открития подчертават важността на увеличаването на представителството на азиатските популации в генетичните изследвания, особено след като геномиката играе ключова роля в персонализираната медицина, общественото здраве и разбирането на човешката еволюция", добавя проф. Шустер, който е председател на катедрата по геномика в Училището по биологични науки на NTU и заместник-директор на центъра в SCELSE.

Чрез проследяване на въздействието на миграцията и изолацията върху генетичните характеристики, изследването предлага прозрения за това как различните популации реагират на болести и как са се развили техните имунни системи.

Констатациите също така помагат на учените да разберат по-добре генетичния състав на индианските популации и да помогнат да се защитят и опазват по-добре местните общности.

Изследването също така демонстрира как усъвършенстваните геномни инструменти и глобалното сътрудничество могат да задълбочат разбирането на човечеството за човешката еволюция и да подпомогнат бъдещи медицински и научни открития.

Справка: Elena S. Gusareva, Amit Gourav Ghosh, Vladimir N. Kharkov, Seik-Soon Khor, Aleksei Zarubin, Nikita Moshkov, Namrata Kalsi, Aakrosh Ratan, Cassie E. Heinle, Niall Cooke, Claudio M. Bravi, Marina V. Smolnikova, Sergey Yu. Tereshchenko, Eduard W. Kasparov, Irina Khitrinskaya, Andrey Marusin, Magomed O. Razhabov, Maria V. Golubenko, Maria Swarovskaya, Nikita A. Kolesnikov, Ksenia V. Vagaitseva, Elena R. Eremina, Aitalina Sukhomyasova, Olga Shtygasheva, Deepa Panicker, Poh Nee Ang, Choou Fook Lee, Yanqing Koh, See Ting Leong, Changsook Park, Sachin R. Lohar, Zhei Hwee Yap, Soo Guek Ng, Justine Dacanay, Daniela I. Drautz-Moses, Nurul Adilah Binte Ramli, Katsushi Tokunaga, Ian McGonigle, Inaho Danjoh, Andrés Moreno-Estrada, Atsushi Tajima, Hideyuki Tanabe, Yukio Nakamura, Shigeki Nakagome, Tatiana V. Tatarinova, Vadim A. Stepanov, Stephan C. Schuster, and Hie Lim Kim. From North Asia to South America: Tracing the longest human migration through genomic sequencing. Science, 2025 DOI: 10.1126/science.adk5081; https://www3.ntu.edu.sg/CorpComms2/Research Papers/Science_Schuster_KimHieLim_longest migration of mankind.pdf 

Източник: Asians made humanity's longest prehistoric migration and shaped the genetic landscape in the Americas, 
Nanyang Technological University

Още по темата

13/01/2023

Човекът

Непозната досега група хора в праисторически Сибир е открита чрез ДНК анализ

18/07/2022

Човекът

ДНК от китайска пещера е свързана с произхода на индианците

24/07/2020

Животът

Хората са неселявали Америка още преди 30 000 години, твърдят нови проучвания

21/05/2020

Животът

Най-ранният човек от коренното население на Америка е живял в Сибир