Nowe badanie ujawniło ślady dwóch ludzkich „duchów” ukrytych w genomach współczesnego człowieka. Jedna z tych linii ma wspólne DNA z każdą osobą na Ziemi. Drugi należy do grupy „superarchaików”, od których oddzieliliśmy się prawie dwa miliony lat temu.
O odkryciach tych doniesiono w numerze Science z 30 lipca.
„Ta praca potwierdza fundamentalną zmianę w sposobie myślenia o ewolucji człowieka” – stwierdziła Priya Moorjani, genetyk ewolucyjny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. „Zamiast prostego rozgałęzionego drzewa… historia ludzkości coraz częściej jawi się jako złożona sieć populacji połączona powtarzającymi się epizodami rozbieżności i krzyżowania się.”
Badania te obalają pogląd, że współczesny człowiek (Homo sapiens ) ewoluował w izolacji. Wręcz przeciwnie, pokazuje, że jesteśmy produktem międzygatunkowego krzyżowania się wielu gatunków. Hybrydyzacja wydaje się być normą, a nie wyjątkiem.
Dlaczego starożytne linie rodowe „duchów” są ważne dla współczesnej genetyki
Od dziesięcioleci naukowcy wiedzą, że ludzie spoza Afryki mają około 1–2,4% rozbieżnego DNA neandertalczyków. Azjaci i Oceanianie również mają 0,1–6% dziedzictwa denisowiańskiego. Eksperci podejrzewali jednak, że w proces ten zaangażowane były także inne, nieznane grupy.
Ci nieznani przodkowie nazywani są „liniami duchów”.
Są niezwykle trudne do wykrycia. Starożytne DNA szybko ulega degradacji i jest zachowywane tylko w zimnych i suchych warunkach. Pozostawia to Afrykę i inne regiony tropikalne w dużej mierze nietknięte przez tradycyjną archeogenetykę. Nie mamy wystarczającej liczby skamieniałości, aby określić, kim były te grupy.
„Starożytne DNA zmieniło nasze rozumienie… ale może nam powiedzieć jedynie o populacjach, w których DNA zostało zachowane” – powiedział Moorjani.
Nowe badania zmieniają zasady gry. Naukowcy opracowali metodę skanowania ponad 500 kompletnych genomów współczesnego człowieka. Nie wymagało to skamieniałości. Opierali się na rekonstrukcji genealogii genetycznej. Mapując każdą rozbieżność i połączenie drzew genealogicznych, szukali odcinków DNA, które bardzo dawno temu odbiegały od linii wspólnego przodka człowieka.
Jeśli przodek segmentu genetycznego sięga znacznie dalej niż standardowy podział, sygnalizuje to starożytne wydarzenie międzygatunkowe.
„Superarchaiczny” sygnał w DNA Oceanii
Jednym z najbardziej ekscytujących odkryć była linia genetyczna, która oddzieliła się od naszych przodków około 1,8 miliona lat temu. Ta grupa „superarchaików” poprzedza wspólnego przodka człowieka, neandertalczyka i denisowiana.
Ślady starożytnej domieszki tej linii występują szczególnie u ludzi z Oceanii.
Ten superarchaiczny DNA stanowi średnio 0,002% genomów Oceanii. Występuje w regionach znanych jako Denisovan. Sugeruje to, że materiał superarchaiczny dotarł do współczesnych ludzi poprzez krzyżowanie się z denisowianami.
Kim była ta linia?
Genetyk populacyjny Fernando Villanea sugeruje, że jest to Homo erectus. H. erectus to najdłużej żyjący gatunek ludzki. Chronologia jest taka sama. Znaleziska czaszek z Yunxian (Chiny) mają takie same cechy jak skamieniałości Denisovana. Jednakże tylko ograniczona ilość materiału genetycznego z H. wyprost. „Duch” pozostaje genetycznie niepotwierdzony. Jednak sygnał jest obecny.
Jak współcześni ludzie odziedziczyli upiorne pochodzenie z Afryki
Druga linia duchów różni się od pierwszej. Nie jest ograniczony do jednego regionu.
Jest obecny u wszystkich współczesnych ludzi.
Oznacza to, że ponad 50 000 lat temu w Afryce miało miejsce krzyżowanie międzygatunkowe. Poprzedza to dużą migrację H. sapiens z Afryki.
Yulin Zhang, inny główny badacz, wyjaśniła, że w poprzednich badaniach debatowano nad tym, czy nieznane dziedzictwo archaiczne jest specyficzne dla Afryki. Nie mogli potwierdzić ram czasowych. Nowa metoda zmieniła sytuację.
„Udało nam się znaleźć i zmapować loci genomowe współczesnych ludzi, którzy pochodzą z tej linii duchów ” – powiedział Zhang. „I pokazać, że ta upiorna dziedziczność jest obecna u wszystkich współczesnych ludzi, nie tylko Afrykanów”.
To DNA stanowi około 0,5–2% współczesnych genomów, co jest porównywalne z wkładem neandertalczyków. Linia genetyczna rozdzieliła się około 800 000 lat temu — w tym samym czasie, gdy rozdzielili się neandertalczycy i denisowianie.
Kandydatami do tej grupy są Homo heidelbergensis. Gatunek ten żył w Afryce i Europie od 700 000 do 200 lat temu.
Chris Stringer z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie zgadza się z tymi sugestiami. H. heidelbergensis występował w Afryce już 300 000 lat temu. Ramy czasowe są takie same.
Odporność, metabolizm i cena mieszania
Segmenty DNA duchów nie są rozmieszczone losowo. Są one pogrupowane w określone obszary.
Większość z nich znajduje się w genach związanych z układem odpornościowym. Inne dotyczą funkcji metabolicznych.
Dlaczego tutaj?
Murjani uważa, że jest to logiczne. Adaptacja do nowych patogenów i źródeł pożywienia jest jednym z głównych czynników ewolucji człowieka. Krzyżówki międzygatunkowe zapewniły szybki sposób na zdobycie przydatnych wariantów. Geny neandertalczyka i denisowiana zapewniły korzyści w nowych środowiskach. Ci „duchowi” przodkowie prawdopodobnie zapewniali podobne korzyści.
Potwierdza to pogląd na ewolucję człowieka jako chaotyczną, wzajemnie połączoną sieć.
„Postrzegamy hybrydyzację jako wspólną cechę” – powiedział Villanea. „Te wyniki pomagają nam na nowo przemyśleć naszą naukową myślę od mentalności ludzkiej wyjątkowości.”
Ta metoda już okazała się przydatna do czegoś więcej niż tylko identyfikowania duchów przeszłości. Może rekonstruować genomy gatunków prymitywnych, takich jak H. wyprost. Umożliwia badanie innych gatunków, dla których nie ma DNA ze skamieniałości.
Celem jest zejście głębiej. Naukowcy chcą znaleźć więcej linii duchów, zwłaszcza z niedostatecznie reprezentowanych regionów, takich jak Afryka i Azja Południowa.
Dopiero zaczynamy czytać historię ukrytą w naszej krwi. A ta historia jest znacznie bardziej skomplikowana, niż kiedykolwiek sobie wyobrażaliśmy.
