Genomy opowiadają o spotkaniu neandertalczyków i Sapiens

Zespół UNIGE przeanalizował rozmieszczenie frakcji DNA odziedziczonej od neandertalczyków w genomach ludzi (Homo sapiens) na przestrzeni ostatnich 40 000 lat. © Claudio Quilodran

Około 40 tysięcy lat temu neandertalczycy, którzy żyli przez setki tysięcy lat w zachodniej części kontynentu euroazjatyckiego, ustąpili miejsca Homo sapiens, który przybył z Afryki. To zastąpienie nie było zaskakujące, ponieważ oba gatunki współistniały przez kilka tysięcy lat, co doprowadziło do integracji DNA neandertalczyka z genomem Homo sapiens. Naukowcy z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) przeanalizowali rozmieszczenie frakcji DNA odziedziczonej od neandertalczyków w genomach człowieka (Homo sapiens) na przestrzeni ostatnich 40 000 lat. Te analizy statystyczne ujawniły niewielkie różnice w czasie i lokalizacji geograficznej. Praca ta została opublikowana w czasopiśmie Postęp naukiPomaga nam zrozumieć wspólną historię tych dwóch gatunków.

Dzięki sekwencjonowaniu genomu i analizie porównawczej wykazano, że neandertalczycy i Sapiens krzyżowały się ze sobą i że te spotkania były czasami produktywne, w wyniku czego u współczesnych mieszkańców Eurazji powstało około 2% DNA pochodzenia neandertalskiego. Jednakże stosunek ten różni się nieznacznie w zależności od regionu Eurazji, ponieważ DNA neandertalczyka jest nieco liczniejsze w genomach populacji azjatyckich niż w genomach populacji europejskich.

Jedna z hipotez wyjaśniających tę różnicę jest taka, że ​​dobór naturalny nie miał takiego samego wpływu na geny pierwotnego pochodzenia w populacjach azjatyckich i europejskich. Zespół Mathiasa Korata, starszego wykładowcy w Zakładzie Genetyki i Ewolucji Wydziału Naukowego UNIGE, pracuje nad kolejną hipotezą. Jego poprzednia praca, oparta na symulacjach komputerowych, sugeruje, że takie różnice można wyjaśnić przepływami migracyjnymi: kiedy migrujące populacje krzyżują się z populacjami lokalnymi, na obszarze ich współistnienia, proporcja DNA populacji lokalnej ma tendencję do zwiększania się wraz z odległością od populacji lokalnej. Punkt wyjścia dla populacji migrantów.

Europa: wspólny obszar obu gatunków

W przypadku Homo sapiens i neandertalczyków hipoteza jest taka, że ​​im dalej człowiek przeniósł się z Afryki, tym bardziej Homo sapiensPunkt pochodzenia, tym większy procent DNA od neandertalczyków, ludu występującego głównie w Europie. Aby przetestować tę hipotezę, autorzy wykorzystali bazę danych udostępnioną przez Harvard Medical School, która zawiera ponad 4000 genomów osób, które żyły w Eurazji w ciągu ostatnich 40 000 lat.

„Nasze badania skupiają się głównie na populacjach europejskich, gdyż oczywiście opieramy się na odkryciu kości i stanie zachowania DNA. „Okazuje się, że skamieniałości archeologicznych było w Europie znacznie więcej, co znacznie ułatwia badanie genomów populacji europejskich ”, wyjaśnia Claudio. Quilodran, starszy pracownik naukowy i asystent w Katedrze Genetyki i Ewolucji na Wydziale Nauk UNIGE, jest współpierwszym autorem badania.

Analizy statystyczne wykazały, że w okresie po rozproszeniu Homo sapiens Z Afryki genomy paleolitycznych łowców-zbieraczy zamieszkujących Europę zawierały nieco wyższy procent DNA pochodzenia neandertalskiego niż genomy tych, którzy żyli w Azji. Wynik ten jest niespójny z obecną sytuacją, ale jest zgodny z danymi paleontologicznymi, gdzie według doniesień neandertalczycy występują głównie w zachodniej Eurazji (żadnych kości neandertalczyka nie odkryto dalej na wschód niż w regionie Ałtaj na Syberii).

Rolnicy z Anatolii przybywają, aby zmodyfikować genom

Następnie, w okresie przejścia do neolitu, czyli przejścia od trybu życia łowiecko-zbierackiego do stylu życia rolnika, 10 000 do 5 000 lat temu, badania wykazały spadek proporcji DNA pochodzenia neandertalskiego w genomach populacji europejskich , co doprowadziło do nieco mniejszego odsetka populacji azjatyckiej (jak obecnie obserwuje się). Spadek ten zbiegł się z przybyciem pierwszych rolników do Europy z Anatolii (zachodni półwysep Turcji) i regionu Morza Egejskiego, którzy sami posiadali mniejszą część DNA pochodzenia neandertalskiego niż populacja europejska w tym samym czasie. Mieszając się z populacjami europejskimi, genomy rolników z Anatolii „nieco bardziej rozcieńczyły” DNA neandertalczyka.

Badanie to pokazuje, że analiza starożytnych genomów w połączeniu z danymi archeologicznymi umożliwia prześledzenie różnych etapów historii gatunków hybrydowych. Ponadto zaczynamy pozyskiwać wystarczające dane, aby dokładniej scharakteryzować proporcję DNA pochodzenia neandertalskiego w genomie Homo sapiens w niektórych okresach prehistorii. Nasza praca może zatem służyć jako punkt odniesienia dla przyszłych badań, mających na celu łatwiejsze wykrywanie profili genetycznych odbiegających od średniej i tym samym mogących ujawnić korzystny lub niekorzystny efekt” – podsumowuje Matthias Kurat, ostatni autor badania.