Вы когда-нибудь смотрели на рекламу теста ДНК и задавались вопросом: какими были мои предки? Кто были эти люди, давшие мне свой генетический код? Возможно, вы представили себе группу пастухов, усердно пасущих свое стадо. Возможно, вы представляли себе торговцев, продающих специи из изысканных кувшинов, или охотников, выслеживающих высокого лося.
Вы представляли себе неандертальца? Может, тебе стоило.
Новые исследования Калифорнийского университета в Санта-Круз показывают, что только от 1,5 до 7 процентов современного человеческого генома являются «уникально человеческими». «Интересно, что это такое небольшое количество генома», - говорит ведущий автор Натан Шефер.
В статье, опубликованной 16 июля 2021 года в журнале Science Advances Genetics, Шефер и его соавторы описывают генетические данные, показывающие, как наши предки обменивались ДНК с другими древними гоминидами, такими как неандертальцы и денисовцы. Однако «множественные всплески адаптивных изменений, свойственных современным людям», отличают нас от других современных видов.
Итак, кто были наши таинственные человеческие и нечеловеческие предки? Давайте посмотрим поближе.
Воссоединение древней семьи
Наши древнейшие предки пришли из Африки. Текущие модели предполагают, что анатомически современные люди вышли из Великой рифтовой долины, которая проходит через современные Кению, Эфиопию, Уганду, Танзанию и Судан, около 200 000 лет назад..
Неандертальцы были древней группой гоминидов - предков человека, которые жили рядом с ранними современными людьми примерно до 40 000 лет назад. В среднем они были ниже и коренастее людей, с широкими носами и выступающими надбровными дугами. Как и мы, они использовали огонь, создавали картины и украшения и жили в убежищах (которые, по-видимому, содержались в чистоте). Некоторые палеоантропологи даже считают, что неандертальцы хоронили своих мертвецов.
Первая окаменелость неандертальца была идентифицирована в 1856 году в долине Неандер в Германии (хотя более ранняя находка 1829 года впоследствии была признана принадлежащей неандертальцу). Они были обнаружены по всей Европе, где, по-видимому, регулярно скрещивались с людьми. Сегодня у большинства людей европейского происхождения есть гены неандертальцев.
Денисовцы - менее известная группа по сравнению с неандертальцами. Эти гоминины, впервые обнаруженные в 2008 году, также были современниками раннего современного человека и исчезли где-то между 30 000 и 15 000 лет назад. О денисовцах известно немногое - за исключением, конечно, всего их генома, который был секвенирован из единственной кости мизинца, обнаруженной в сибирской пещере.
У ученых есть доказательства того, что денисовцы занимали большую часть территории, которая сейчас является Восточной Азией, Сибирью, Индонезией и Новой Гвинеей. Люди с предками в этих областях, вероятно, несут как денисовскую, так и неандертальскую ДНК.
Но откуда мы знаем, что находится в нашей ДНК - или, если уж на то пошло, откуда она взялась?
Как вы получили все это в этих генах?
Геном - это полная генетическая карта ДНК организма - каждого гена, функционального или нет. До начала 2000-х никто не записывал полный геном человека; все, что у ученых было, было фрагментами отдельных последовательностей генов, как смещенные кусочки головоломки. Ситуация изменилась в 2003 году, когда был наконец завершен проект «Геном человека» - 13-летняя многонациональная работа по картированию всех 3,2 миллиарда пар оснований в ДНК человека.
С тех пор технология генетического секвенирования пережила ренессанс. Сегодня одна лаборатория может секвенировать сотни отдельных геномов человека за год. И ученым удалось нанести на карту гены других видов, в том числе неандертальцев и денисовцев.
«Геномы очень полезны по двум причинам», - говорит Омер Гоккумен, антрополог-эволюционист из Университета Буффало.
Одна из причин заключается в том, что геномы фиксируют происхождение. Каждый человек наследует половину своих генов от каждого из родителей в виде плотно скрученных хромосом. Каждый родитель, в свою очередь, унаследовал половину своих генов от своих родителей, и так далее по цепочке. «Таким образом, вы на самом деле являетесь носителем популяции геномов», - говорит Гоккумен. Это означает, что конкретную версию гена можно проследить вплоть до предка, который впервые носил его.
Еще одна вещь, которая делает геномы интересными, - это мутации. ДНК естественным образом накапливает крошечные мутации с течением времени. Не все из них передаются следующему поколению, но они накапливаются примерно с постоянной скоростью. Это позволяет ученым измерять процентную разницу между двумя геномами, чтобы определить, когда они расходятся друг от друга - метод, называемый «датированием ДНК» или «молекулярными часами»."
Некоторые из этих часов легко обнаружить, когда эксперты сравнивают два генома. Ученые иногда находят фрагмент генетической последовательности, говорит Шефер, и становится ясно, что «это просто связанный набор мутаций, которые все вместе были унаследованы от неандертальцев».
Итак, что делает нас уникальными людьми?
«Представление о том, что значит быть человеком, довольно сложное, учитывая, сколько смешения произошло между нами и этими другими видами», - говорит Шефер.
Но для решения этого сложного вопроса Шефер и его соавторы сделали кое-что интересное. Во многих современных исследованиях изучались места, где ДНК человека совпадает с ДНК неандертальцев и денисовцев. «И мы перевернули его и сказали: «Ну, где в геноме вы не видите ни того, ни другого?» - говорит он.
Шефер и авторы исследования сузили его до нескольких генов, которые можно проследить более чем за 600 000 лет до наших самых ранних современных предков. «Несмотря на то, что это относительно небольшой участок генома, статистически он содержит множество генов и последовательностей, которые могут быть функциональными», - говорит Шефер. Что еще более интересно, большинство этих генов, по-видимому, имеют какое-то отношение к развитию мозга.
В конце концов, мы представляем собой прекрасные пазлы, состоящие из всех этих частей: неандертальца, денисовца и человека. И наши различия так же важны, как и наши сходства.
«Биологические вариации - это часть того, что делает нас людьми, - говорит Гоккумен, - и это на самом деле круто».
Интересно
Недавно вновь обнаруженная окаменелость по прозвищу «Человек-дракон» может быть первым известным черепом, принадлежащим денисовцу. Или это может быть вообще новый вид гоминидов.