Неандертальцы унаследовали не менее 6% своего генома от ныне вымершей линии ранних современных людей
Современные люди мигрировали в Евразию 75 000 лет назад, где они встретились и скрестились с неандертальцами. Новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, показывает, что в то время неандертальцы уже несли человеческую ДНК от гораздо более древней встречи с современными людьми.
Исследовательская группа под руководством Пенна, в которую входят сотрудники из Университета Аддис-Абебы, Университета Ботсваны, Фуданского университета, Мемориального университета Хуберта Кайруки и Университета Яунде, показала, что древняя линия современных людей мигрировала в Евразию более 250 000 лет назад, где они скрещивались с неандертальцами. Со временем эти люди вымерли, оставив популяцию преимущественно неандертальского происхождения.
«Мы нашли отражение древнего скрещивания, когда гены передавались от древних современных людей к неандертальцам», — говорит Александр Платт, старший научный сотрудник Медицинской школы Перельмана и один из первых авторов исследования. «Эта группа людей покинула Африку между 250 000 и 270 000 лет назад. Они были своего рода родственниками всех ныне живущих людей и были гораздо больше похожи на нас, чем на неандертальцев».
Команда пришла к такому выводу, сравнив геном неандертальца с разнообразным набором геномов современных коренных народов Африки к югу от Сахары.
«Это исследование подчеркивает важность включения этнически и географически разнообразных популяций в исследования генетики и геномики человека», — говорит профессор Сара Тишкофф из Университета Пенсильвании.
Поскольку считается, что большая часть скрещивания неандертальцев и людей произошла в Евразии, а не в Африке, ожидается, что родословная неандертальцев будет ограничена в Африке к югу от Сахары; однако недавнее исследование сделало загадочное наблюдение: некоторые популяции к югу от Сахары содержат участки ДНК, напоминающие ДНК неандертальцев. Исследование не смогло определить, как эта неандертальскоподобная ДНК попала в эти популяции: произошла ли она от современных людей, которые мигрировали из Африки, скрестились с неандертальцами в Евразии, а затем вернулись, или же это было результатом более ранней встречи неандертальцев и людей.
Поскольку исследование опиралось на ограниченное количество геномов из проекта «1000 геномов», все из которых имеют относительно недавнее общее происхождение в Центральной и Западной Африке, было также неясно, широко ли распространена ДНК, подобная неандертальцам, среди популяций к югу от Сахары.
Чтобы лучше понять, насколько широко распространены эти неандертальскоподобные регионы ДНК в Африке к югу от Сахары, и выяснить их происхождение, команда Тишкоффа использовала генетически разнообразный набор геномов 180 человек из 12 различных популяций в Камеруне, Ботсване, Танзании и Эфиопии. Для каждого генома исследователи определили участки ДНК, подобные неандертальцам, и искали доказательства неандертальского происхождения.
Затем они сравнили геномы современного человека с геномом неандертальца, жившего примерно 120 000 лет назад. Для этого сравнения команда разработала новый статистический метод, который позволил им определить происхождение неандертальской ДНК в этих современных популяциях к югу от Сахары, будь то регионы, которые неандертальцы унаследовали от современных людей, или регионы, которые современные люди унаследовали от неандертальцев. а затем возвращен в Африку.
Они обнаружили, что все популяции к югу от Сахары содержат ДНК, подобную неандертальцам, что указывает на широкое распространение этого явления. В большинстве случаев эта ДНК, подобная неандертальцу, произошла от древней линии современных людей, которые передали свою ДНК неандертальцам, когда они мигрировали из Африки в Евразию около 250 000 лет назад. В результате этого современного скрещивания человека и неандертальца примерно 6% генома неандертальца было унаследовано от современных людей.
В некоторых конкретных популяциях к югу от Сахары исследователи также обнаружили доказательства происхождения неандертальцев, которые были завезены в эти популяции, когда люди, несущие неандертальские гены, мигрировали обратно в Африку. Неандертальское происхождение в этих популяциях к югу от Сахары колебалось от 0 до 1,5%, а самые высокие уровни наблюдались у амхара из Эфиопии и фулани из Камеруна.
Чтобы попытаться понять, было ли ношение современной человеческой ДНК полезным или вредным при введении в геном неандертальца, исследователи также исследовали, где расположены эти фрагменты современной человеческой ДНК. Чтобы попытаться понять, было ли ношение современной человеческой ДНК полезным или вредным, исследователи также исследовали, где эти фрагменты современной человеческой ДНК расположены в геноме неандертальца.
Они обнаружили, что большая часть современной человеческой ДНК находилась в некодирующих областях генома неандертальца, что указывает на то, что современные варианты генов человека преимущественно теряются из кодирующих участков генома, что позволяет предположить, что наличие современных человеческих генов в неандертальском происхождении вредно для приспособленности.
Это похоже на то, что наблюдается у современных людей, где естественный отбор медленно удаляет гены неандертальцев из современных человеческих популяций.
«Таким образом, неандертальский аллель может отлично работать у неандертальцев, но если встроить его в геном современного человека, это вызовет проблемы. И современные люди, и неандертальцы медленно избавляются от аллелей другой группы», — говорит Платт. «За почти 500 000 лет между предками неандертальцев, отделившимися от предков современных людей, и этими другими современными людьми, вновь введенными в популяцию неандертальцев, мы стали настолько разными организмами, что, хотя мы все еще были способны довольно легко скрещиваться, гибриды сработало не так хорошо, а это значит, что мы были очень далеко на пути к становлению отдельным видом».
Это исследование открывает новые возможности для изучения эволюции человека путем выявления генетической ссылки на популяцию, которая занимает часть генеалогического древа человека, которая ранее отсутствовала в геномной и ископаемых летописях.
«Обнаружение этой древней линии современного человека действительно интересно для будущих исследований, потому что оно дает нам возможность взглянуть на эволюцию человека под другим углом», — говорит Дэниел Харрис из Медицинской школы Перельмана. «Поскольку у нас нет последовательностей ДНК современных человеческих окаменелостей того давнего времени, идентификация этих последовательностей прольет свет на очень раннюю современную эволюцию человека в Африке».
Обсудим?
Смотрите также:
