Генетическое исследование раскрывает скрытую главу в эволюции человека
data-testid=»article-title» class=»content—article-render__title-1g content—article-render__withIcons-3E» itemProp=»headline»>Генетическое исследование раскрывает скрытую главу в эволюции человекаСегодняСегодня5 мин
Современные люди произошли не от одной, а как минимум от двух древних популяций, которые разделились, а затем воссоединились задолго до того, как современные люди расселились по всему миру.
Наша история гораздо богаче и сложнее, чем мы себе представляли
Эйлвин Скалли
Используя расширенный анализ на основе полных последовательностей генома, исследователи из Кембриджского университета обнаружили доказательства того, что современные люди являются результатом генетического смешения двух древних популяций, которые разделились около 1,5 миллиона лет назад. Около 300 000 лет назад эти группы снова объединились, и одна из них внесла 80% генетического материала в состав современных людей, а другая — 20%.
В течение последних двух десятилетий в эволюционной генетике человека преобладала точка зрения, что Homo sapiens впервые появился в Африке около 200 000–300 000 лет назад и произошёл от одной линии предков. Однако эти последние результаты, опубликованные в журнале Nature Genetics*, указывают на более сложную историю.
«Вопрос о том, откуда мы пришли, волновал людей на протяжении веков, — сказал первый автор научной статьи доктор Тревор Казинс с кафедры генетики Кембриджского университета. — Долгое время считалось, что мы произошли от одного общего предка, но точные детали нашего происхождения неизвестны».
«Наше исследование показывает явные признаки того, что наше эволюционное происхождение более сложное и включает в себя различные группы, которые развивались отдельно друг от друга более миллиона лет, а затем объединились, чтобы сформировать современный вид человека», — сказал соавтор научной статьи профессор Ричард Дурбин, также работающий на факультете генетики.
Хотя более ранние исследования уже показали, что неандертальцы и денисовцы — два ныне вымерших вида, родственных человеку, — скрещивались с Homo sapiens около 50 000 лет назад, новое исследование предполагает, что задолго до этих взаимодействий — около 300 000 лет назад — произошло гораздо более масштабное генетическое смешение. В отличие от ДНК неандертальцев, которая составляет примерно 2% генома неафриканских современных людей, в результате этого древнего смешения доля ДНК увеличилась в 10 раз и встречается у всех современных людей.
Метод, использованный командой, заключался в анализе ДНК современного человека, а не в извлечении генетического материала из древних костей, и позволил им сделать вывод о присутствии древних популяций, которые в противном случае не оставили бы никаких физических следов. Данные, использованные в исследовании, были получены в рамках проекта «1000 геномов» — глобальной инициативы по секвенированию ДНК популяций из Африки, Азии, Европы и Северной и Южной Америки.
Команда разработчиков создала вычислительный алгоритм под названием cobraa, который моделирует, как древние популяции людей разделялись и позже объединялись. Они протестировали алгоритм на смоделированных данных и применили его к реальным генетическим данным людей из проекта «1000 геномов».
Хотя исследователям удалось идентифицировать эти две популяции предков, они также выявили некоторые поразительные изменения, произошедшие после того, как эти две популяции разделились.
«Сразу после того, как две популяции предков разделились, мы видим серьёзное сокращение численности одной из них, что говорит о том, что она уменьшилась до очень маленького размера, а затем медленно увеличивалась в течение миллиона лет, — сказала соавтор научной статьи профессор Эйлин Скалли, также работающая на факультете генетики. — Эта популяция впоследствии дала около 80% генетического материала современным людям, а также, по-видимому, была предковой популяцией, от которой отделились неандертальцы и денисовцы».
Исследование также показало, что гены, унаследованные от второй популяции, часто располагались вдали от участков генома, связанных с функциями генов, что позволяет предположить, что они могли быть менее совместимы с генетическим фоном большинства. Это указывает на процесс, известный как очищающий отбор, при котором естественный отбор со временем устраняет вредные мутации.
«Однако некоторые гены из популяции, которая внесла незначительный вклад в наш генетический материал, особенно связанные с функциями мозга и нейронной обработкой информации, возможно, сыграли решающую роль в эволюции человека», — сказал Казинс.
Помимо изучения происхождения человека, исследователи говорят, что их метод может помочь изменить подход учёных к изучению эволюции других видов. Помимо анализа истории эволюции человека, они применили модель «кобра» к генетическим данным летучих мышей, дельфинов, шимпанзе и горилл, обнаружив доказательства структуры предковой популяции у некоторых, но не у всех из них.
«Становится ясно, что представление о том, что виды эволюционируют в чистых, обособленных линиях, слишком упрощённое, — сказал Казинс. — Скрещивание и генетический обмен, вероятно, неоднократно играли важную роль в появлении новых видов по всему животному миру».
Так кто же были наши таинственные предки-люди? Окаменелости свидетельствуют о том, что такие виды, как Homo erectus и Homo heidelbergensis, жили в этот период как в Африке, так и в других регионах, что делает их потенциальными кандидатами на роль этих предков, хотя для определения того, какие генетические предки соответствуют той или иной ископаемой группе, потребуются дополнительные исследования (и, возможно, больше доказательств).
Заглядывая в будущее, команда надеется усовершенствовать свою модель, чтобы она учитывала более постепенные генетические обмены между популяциями, а не резкие разделения и воссоединения. Они также планируют изучить, как их открытия соотносятся с другими открытиями в области антропологии, такими как ископаемые останки из Африки, которые свидетельствуют о том, что древние люди могли быть гораздо более разнообразными, чем считалось ранее.
«Тот факт, что мы можем реконструировать события, произошедшие сотни тысяч или миллионы лет назад, просто взглянув на ДНК сегодня, поражает, — сказал Скалли. — И это говорит нам о том, что наша история гораздо богаче и сложнее, чем мы себе представляли».
Исследование было поддержано Wellcome. Эйлвин Скалли — научный сотрудник Дарвиновского колледжа в Кембридже. Тревор Казинс — сотрудник Дарвиновского колледжа в Кембридже.
____________________________________
*Тревор Казинс, Эйлин Скалли и Ричард Дурбин. ‘Структурированная модель коалесценции выявляет глубокую структуру предков, общую для всех современных людей.’ Nature Genetics (2025). DOI: 10.1038/s41588-025-02117-1
© Перевод с английского Александра Жабского.
Приходите на мой канал ещё — к нашему общему удовольствию! Комментируйте публикации, лайкайте, воспроизводите на своих страницах в соцсетях!