V genomih pokojnih evropskih neandertalcev ni bilo mogoče najti sledi hibridizacije s sapiensom • Alexander Markov • Znanstvene novice o "Elementih" • Antropologija, paleontologija, genetika

V genomih poznih evropskih neandertalcev ni bilo mogoče najti sledi hibridizacije sapiensov

Sl. 1. Pet neandertalskih kosti in zob, iz katerih je bilo mogoče izolirati starodavno DNK v zadostnih količinah za sekvenco jedrskih genomov. Črne kroge Neandertalske lokacije, za katere so bili prej pridobljeni podatki o jedrski DNA (vsaj fragmentarni), so bili prej ugotovljeni. Slika iz članka v razpraviNarava

Mednarodna ekipa paleogenetikov, ki jo je vodil Svante Peabo, je poročala o grobem branju jedrskih genomov petih "poznih" neandertalcev, ki so živeli pred 47.000-39.000 leti v današnjih Belgiji, Franciji, na Hrvaškem in v Rusiji. Študija je bila omogočena z novimi metodami čiščenja starodavne DNK iz bakterijskih in sodobnih človeških nečistoč. Analiza genomov je pokazala, da so predniki pokojninskih neandertalcev pred 150.000-90.000 leti ločili od prednikov neandertalca, ki so se pred 55.000 leti preplavili s predniki sodobne afriške človečnosti. Čeprav so se sapiensi, ki so prišli v Evropo, še naprej združevali z lokalnimi neandertalci (kot je povedal genom iz zgornje paleolitske sapiens iz romunske jame Oasa), v genomih kasnejših neandertalcev niso našli sapientnih nečistot.Študija je tudi pokazala, da je pozni neandertalec iz Mezmaisky jame (Severni Kavkaz) bližji zahodnoevropskim neandertalcem kot pa starejši posameznik iz iste jame. To kaže na migracije evropskih neandertalcev na dolge razdalje kmalu pred izumrtjem.

Svante Peabo in njegovi kolegi iz Inštituta za evolucijsko antropologijo društva Max Planck v Leipzigu še naprej izboljšujejo metode za pridobivanje in čiščenje DNK iz starih kosti. Pred kratkim so odkrili, da če starodavni kostni material obdelali z 0,5% raztopino natrijevega hipoklorita, se uniči skoraj vsa sodobna DNA v vzorcu. Starodavna DNA trpi veliko manj. Zaradi tega se lahko delež starih DNK v vzorcu večkrat poveča (glej P. Korlević in sod., 2015. Zmanjševanje mikrobne in človeške kontaminacije). Skupaj s številnimi triki, ki so jih izumili prej (glej povezave na koncu novic), vam omogoča, da iz kosti izvlečete neprecenljive genetske informacije, ki so se zdele brezupno pred 5-8 leti: v njih je toliko starih DNK in toliko sodobnih kontaminantov.

Iz takih "odpadnih" kosti in zob je bilo znanstvenikom uspelo pridobiti kar pet novih osnutkov (to je, berljivo z nizko pokritostjo) neandertalskih jedrskih genomov.Natančneje, novi genomi so se na koncu izkazali za štirje, saj se je kost iz hrvaške Vindijske jame, kot se je izkazalo, spadala v neandertalca, katerega jedrski genom je bil že prebral.

Vsi novi genomi pripadajo "poznim" evropskim neandertalcem, ki so živeli tik pred izumrtjem vrste (kar se je po sodobnih podatkih zgodilo pred nekaj manj kot 40.000 leti). Lokacije in starost kosti so prikazane na sl. 1.

Spomnimo se, da je bil prvi jedrski neandertalski genom sestavljen iz fragmentov DNK treh posameznikov iz Hrvaške in imela majhno pokritost (glej: Neanderthal Genom Read: Neanderthals je pustil svoj znak na genih sodobnih ljudi, Elements, 05/10/2010). Potem so genomi neandertalca iz Denisove jame na Altaiju, ki so živeli (po najnovejših ocenah) pred približno 120.000 leti, in še ena ženska iz jame Vindia na Hrvaškem (Vindia-33.19), ki je živela pred več kot 45.000 leti ( to je bil njen genom, ki je bil v tej študiji ponovno prebrisan). Poleg tega je bil berljiv neandertalski genom iz Mezmaisky jame (Mezmayskaya-1), ki je živel pred 70.000-60.000 leti.

Tako so štirje novi jedrski geni (moški in ženske iz Belgije,ženske iz Francije in drugi moški iz Severnega Kavkaza – Mezmay-2) približno dvakratno osnovo za proučevanje genske raznolikosti neandertalcev. Kar se tiče neandertalskih mitohondrijskih genomov, je že prebralo več kot ducat (slika 2, a).

Sl. 2 Pozna filogenetska drevesa Homozgrajena na mitohondrijski DNA (a), Y – kromosom (b) in jedrska DNA (c). Rdeča pisava Ugotovljeni so bili novi neandertalci genomi. Slika iz obravnavanega članka v Narava

Eden glavnih rezultatov dela je filogenetska drevo, ki temelji na sedmih neandertalskih jedrskih genomih (slika 2, c). Vseh sedmih neandertalcev na drevesu oblikujeta eno plastjo (podružnico), malo bližje Denisovecem kot sodobnim ljudem. To je pričakovani rezultat, ki potrjuje obstoječe ideje o sorodstvu neandertalcev, Denisovcev in sapiensov.

V neandertalski veji lahko opazimo delitev po starosti: najstarejši posameznik se najbolj razlikuje od ostalih neandertalcev – ženska iz Denisove jame ("Altai neandertalec"), nato pa druga od najstarejših antičnih časov, Mezmay-1, je ločen od splošnega debla.

Vsi pet poznih neandertalcev (Mezmai-2, Vindia-33.19, dva "Belgijanca" in "Francoska") sta genetsko blizu drug drugemu. V tej skupini je upoštevano pravilo, značilno za sodobne ljudi: geografska bližina je povezana z genetsko afiniteto.

Glede na to je treba opozoriti, da je bil pokojni neandertični Mezmay-2 bližji neandertalcem iz Hrvaške, Francije in Belgije kot starejši posameznik iz iste jame (Mezmay-1). Očitno to kaže na nekatere selitve poznih neandertalcev, ki so se zgodile malo pred končnim izumrtjem. Razpoložljivi podatki niso dovolj za razumevanje smeri migracije: ali so posamezniki iz Zahodne Evrope prišli na Severni Kavkaz ali obratno. V vsakem primeru te migracije sodijo v dobo, ko je bilo podnebje v Evropi zelo težko in spremenljivo. Hudo hlajenje bi lahko vodilo do izumrtja lokalnih populacij neandertalcev, po katerih so naseljena območja ponovno poravnali potomci preživelih skupin.

Raziskovalci so v poznih neandertalskih genomih poskušali najti sapientne nečistoče, vendar niso našli ničesar.Ta rezultat se lahko imenuje nepričakovano, zaradi petih poznih neandertalcev, štiri (vse razen Vindia-33.19) so živeli po prihodu sapiensov v Evropi. Medtem je bilo predhodno pokazano, da je imel kromagnon iz romunske jame Oase, ki je živel pred 42.000-37.000 leti, na četrte do šestem kolenu predal neandertalca (Q. Fu et al., 2015). Neandertalca prednika). To pomeni, da sapiens, ki prihajajo v Evropo, prepletajo z lokalnimi neandertalci. Geni evropskih neandertalcev so prodrli v gensko skupino Cro-Magnon. Res je, da ta genetska zapuščina ni dosegla sodobnih Evropejcev – morda zato, ker so hibridi zmanjšali telesno pripravljenost, ali tista hr-magnonska plemena, ki so v Evropi nehidrirani s neandertalci, preprosto "nesrečni". Glede na to je popolna odsotnost sapientnih nečistoč v genomih poznih neandertalcev precej nepričakovana. Za prepričljive zaključke podatki niso dovolj, lahko pa fantazirate o temah domnevnih patlocalnosti pozno Homo (glej: Neandertalci so živeli v majhnih skupinah in jedli drug drugega, "Elements", 01/13/2011) in da bi neveste iz šibkega in nazadnjega plemena bolj verjetno postale močno in uspešno pleme kot obratno.

Na podlagi pridobljenih genskih podatkov so avtorji poskušali dati točke razcepitve drevesa, prikazane na sl. 2, s, in oceniti stopnjo sorodnosti proučevanih neandertalcev z neandertalsko populacijo, ki je pustila svoj odstotek dva odstotka na genomih neafirskih sapiensov. Ta populacija, ki je bila s 55-letnimi leti prepletena s sapiensi, ki so zapustili Afriko, najverjetneje živi na Bližnjem vzhodu. Njegov genski bazen lahko ocenjujejo neandertalci fragmenti, ki so ohranjeni v naših genomih (glej: 20% neandertalskega genoma je sestavljeno iz genov sodobnih ljudi, Elements, 8. marec 2014). Izkazalo se je, da je ta populacija manj povezana z Altajevim neandertalcem kot vsem ostalim neandertalcem z znanimi genomi, med njimi pa je povezana z vsemi v enakem obsegu.

Avtorjem je uspelo pridobiti naslednje (zelo približne) podatke o najpomembnejših vozliščih drevesa:

  • Ločevanje prednikov sapiensov iz prednikov neandertalcev in denisovcev: pred 530.000 leti;
  • Ločitev neandertalcev in denisovcev: pred 400.000 leti;
  • Ločevanje prednikov Altai neandertalca iz vseh drugih neandertalcev z znanimi genomi: pred 150.000 leti;
  • Ločitev prebivalstva, s katerim so sapiensi, ki so prišli iz Afrike, prešli iz preostalih neandertalcev z znanimi genomi: po 150.000, vendar pred več kot 90.000 leti;
  • Ločitev prednikov posameznika Mezmaisk-1 iz poznih evropskih neandertalcev: pred 90.000 leti.

Na žalost se je kakovost branja Cromagnonovega genoma iz romunske jame Oase izkazala za nezadostno, da bi razjasnili sorodstvo neandertalca, ki je bil njegov prednik v četrti do šesti generaciji.

Glavni pomen obravnavanega dela je, da je pokazal: razvoj metod paleogenetike se nadaljuje pospešeno. Celotne jedrske genome je mogoče že izločiti iz kosti, ki so se pred petimi leti šteli za nepremagljive. Morda je dan blizu, ko bodo množične populacijske genetske študije izumrle populacije postale resničnost.

Vir: Mateja Hajdinjak, Qiaomei Fu, Alexander Hübner, Martin Petr, Fabrizio Mafessoni, Steffi Grote, Pontus Skoglund, Vagheesh Narasims, Hélène Rougier, kot teorija in Hejbele Crevecoeur, Isabelle Crevecoeur, Patrick Semal; Pavao Rudan, Liubov V. Golovanova, Vladimir B. Doronichev, Cosimo Posth, Johannes Krause, Petra Korlević, Sarah Nagel, Birgit Nickel, Montgomery Slatkin, Nick Patterson, David Reich, Kay Prüfer, Matthias Meyer, Svante Pääbo in Janet Rekonstruiranje genetske zgodovine poznih neandertalcev // Narava. Objavljeno na spletu 21. marca 2018. DOI: 10.1038 / nature26151.

O razvoju metod paleogenetike glej tudi:
1) Denisov človeški genom je bil z natančno sekvenco »Elements«, 6. septembra 2012.
2) Mitohondrijski genom Heidelbergovega človeka je bil berljiv: predniki neandertalcev so se izkazali za sorodnike Denisovcev na matični liniji, Elementi, 16. 12. 2013.

Alexander Markov


Like this post? Please share to your friends:
Dodaj odgovor

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: