Новое исследование выявило следы двух «призрачных» линий человека, скрытых в геномах современных людей. Одна из этих линий делится ДНК с каждым человеком на Земле. Другая относится к группе «суперархаиков», от которой мы отделились почти два миллиона лет назад.
Об этих открытиях сообщается в журнале Science от 30 июля.
«Эта работа укрепляет фундаментальный сдвиг в том, как мы воспринимаем человеческую эволюцию, — сказала Прия Мурджани, генетик-эволюционист из Калифорнийского университета в Беркли. — Вместо простой разветвленной древа… человеческая история всё чаще проявляется как сложная сеть популяций, связанных повторными эпизодами расхождения и смешения».
Это исследование опровергает идею о том, что современные люди (Homo sapiens ) развивались в изоляции. Напротив, оно показывает, что мы являемся продуктом межвидового скрещивания множества видов. Гибридизация оказывается нормой, а не исключением.
Почему древние «призрачные» линии важны для современной генетики
Десятилетиями ученые знали, что у неафриканских людей есть около 1–2,4% дивергентной ДНК неандертальцев. Азиаты и океанийцы также несут 0,1–6% денисовской наследственности. Однако эксперты подозревали, что в этом процессе участвовали и другие, неизвестные группы.
Эти неизвестные предки называются «призрачными линиями».
Обнаружить их крайне сложно. Древняя ДНК быстро деградирует и сохраняется только в холодных и сухих условиях. Это оставляет Африку и другие тропические регионы практически нетронутыми традиционной археогенетикой. У нас нет достаточного количества окаменелостей, чтобы идентифицировать, кем были эти группы.
«Древняя ДНК преобразила наше понимание… но она может рассказать нам только о популяциях, где ДНК сохранилась», — отметила Мурджани.
Новое исследование меняет правила игры. Исследователи разработали метод сканирования более 500 полных геномов современных людей. Для этого не потребовались окаменелости. Они опирались на реконструкцию генетической генеалогии. Отображая каждое расхождение и слияние в семейных деревьях, они искали участки ДНК, которые отклонились от линии общего человеческого предка очень глубоко в прошлом.
Если предок генетического сегмента уходит корнями значительно глубже стандартного разделения, это сигнализирует о древнем событии межвидового скрещивания.
«Суперархаический» сигнал в океанийской ДНК
Одним из самых впечатляющих открытий стала линия, отделившаяся от наших предков примерно 1,8 миллиона лет назад. Эта группа «суперархаиков» предшествует общему предку людей, неандертальцев и денисовцев.
Следы древнего смешения с этой линией обнаруживаются_specifically_ у людей из Океании.
В среднем эта суперархаическая ДНК составляет 0,002% океанийских геномов. Она встречается в регионах, известных своей денисовской принадлежностью. Это предполагает, что материал суперархаиков попал к современным людям через скрещивание с денисовцами.
Кто же была эта линия?
Фернандо Вильянеа, популяционный генетик, предполагает, что это Homo erectus. H. erectus — самый долгоживущий человеческий вид. Хронология совпадает. Черепные находки из Юньсяня (Китай) имеют черты, общие с денисовскими окаменелостями. Однако до сих пор анализировался лишь ограниченный объем генетического материала H. erectus. «Призрак» пока остается генетически недоказанным. Тем не менее, сигнал присутствует.
Как современные люди унаследовали призрачное происхождение из Африки
Вторая призрачная линия отличается от первой. Она не ограничена одним регионом.
Она присутствует у всех современных людей.
Это указывает на то, что событие межвидового скрещивания произошло в Африке более 50 000 лет назад. Это предшествует большой миграции H. sapiens из Африки.
Юлин Чжан, еще один ведущий исследователь, объяснил, что предыдущие исследования спорили о том, является ли неизвестная архаичная наследственность специфичной для Африки. Они не могли подтвердить временные рамки. Новый метод изменил ситуацию.
«Нам удалось найти и нанести на карту геномные локусы у современных людей, происходящие от этой призрачной линии, — сказал Чжан. — И показать, что эта призрачная наследственность присутствует у всех современных людей, а не только у африканцев».
Эта ДНК составляет около 0,5–2% современных геномов, что сравнимо с вкладом неандертальцев. Линия разошлась примерно 800 000 лет назад — в то же время, что и разделение неандертальцев и денисовцев.
Кандидатами на роль этой группы являются Homo heidelbergensis. Этот вид обитал в Африке и Европе от 700 000 до 200 лет назад.
Крис Стрингер из Лондонского музея естественной истории соглашается с этими предположениями. H. heidelbergensis присутствовал в Африке еще 300 000 лет назад. Временные рамки совпадают.
Иммунитет, метаболизм и цена смешивания
Сегменты призрачной ДНК не распределены случайно. Они группируются в конкретных областях.
Большая часть из них находится в генах, связанных с иммунной системой. Другие относятся к метаболическим функциям.
Почему именно здесь?
Мурджани считает, что это логично. Адаптация к новым патогенам и источникам пищи является одним из главных двигателей человеческой эволюции. Межвидовое скрещивание предоставляло быстрый способ приобретения полезных вариантов. Гены неандертальцев и денисовцев давали преимущества в новых средах обитания. Эти предки-«призраки», вероятно, обеспечили подобные преимущества.
Это поддерживает взгляд на человеческую эволюцию как на хаотичную, взаимосвязанную сеть.
«Мы видим, что гибридизация является общей чертой», — сказал Вильянеа. — «Эти результаты помогают нам переосмыслить нашу научную мысль, отходя от менталитета исключительности человека ».
Этот метод уже доказывает свою полезность не только для выявления прошлых «призраков». Он может реконструировать геномы примитивных видов, таких как H. erectus. Он позволяет изучать другие виды, для которых отсутствует ДНК из окаменелостей.
Цель заключается в более глубоком изучении. Исследователи хотят найти больше призрачных линий, особенно из недостаточно представленных регионов, таких как Африка и Южная Азия.
Мы лишь начинаем читать скрытую историю в нашей крови. И эта история гораздо более запутана, чем мы когда-либо представляли.
