Новая процедура геномного анализа позволила обнаружить следы двух вымерших архаичных человеческих линий, генетический материал которых сохранился в ДНК ныне живущих людей. Это исследование было опубликовано в журнале Science в этот четверг (30-го) и проведено исследователями из Калифорнийского университета в Беркли, США.
Открытия и новый метод
Одна из вымерших линий оставила свой генетический след во всей современной популяции человека. Вторая, классифицированная как «сверхархаичная», восходит к периоду около двух миллионов лет назад. Прия Мурджани, эволюционный генетик из Калифорнийского университета в Беркли и соавтор исследования, сообщила Live Science, что эти популяции могли существовать сотни тысяч или даже более миллиона лет назад, но их генетическое наследие сохраняется в наших нынешних геномах.
Ученые разработали методологию, способную изучать и сравнивать более 500 современных геномов человека из различных регионов мира. Используя эти данные, они смогли восстановить полные родословные каждого генетического сегмента каждого человека, картируя все моменты, когда генетические линии разделялись или объединялись.
Фокус исследования был направлен на предков, которые имели значительные генетические различия по сравнению с современными людьми, что предполагает разделение, произошедшее давно. В отличие от предыдущих методов, этот новый подход устраняет необходимость в образцах ДНК ископаемых для идентификации древних генетических последовательностей в современном геноме человека.
Восстановление скрытой генетической истории
Мурджани подчеркнула, что больше не нужно ждать исключительного палеонтологического сохранения, чтобы получить знания о исчезнувших человеческих популяциях. Она объяснила, что геномы живых людей несут черты этих древних предков, а генетические методы позволяют восстановить часть этой скрытой истории.
Техника была экспериментально подтверждена, правильно идентифицировав неандертальских и денисовских предков в современных геномах человека, а также выявив беспрецедентные случаи скрещивания с вымершими группами. Исследование также контекстуализирует работу, отмечая, что большинство людей без субсахарского происхождения имеют от 1% до 2,4% неандертальской ДНК, в то время как азиаты и океанезийцы имеют от 0,1% до 6% денисовской ДНК. Однако нехватка образцов древней ДНК затрудняла идентификацию других вымерших линий, с которыми мог взаимодействовать Homo sapiens.
Универсальная линия и кандидат-предок
ДНК первой фантомной линии была обнаружена у всех современных людей, что указывает на скрещивание с Homo sapiens в Африке более 50 тысяч лет назад, до недавнего миграционного выхода вида из Африки. Этот генетический материал составляет примерно от 0,5% до 1% современного человеческого генома, пропорция, схожая с той, что обнаружена в неандертальской ДНК многих ныне живущих людей.
Ученые оценили, что эта фантомная линия отделилась от предков современных людей около 800 тысяч лет назад, что примерно совпадает с периодом разделения неандертальцев и денисовцев. Юлин Чжан, биоинформатик из Калифорнийского университета в Беркли и соавтор, прокомментировал, что предыдущие публикации предполагали фантомное происхождение, но не разъясняли, является ли это неизвестное происхождение эксклюзивным для африканцев или когда произошло событие интрогрессии. Он заявил, что им удалось локализовать и картировать в современных людях геномные участки этой линии, доказав, что это происхождение присутствует у всех людей, а не только у африканцев.
Возможным кандидатом на эту линию является Homo heidelbergensis, вид, который населял Африку и Европу примерно с 700 тысяч по 200 тысяч лет назад, по мнению авторов. Крис Стронгер, палеоантрополог из Лондонского музея естественной истории, хотя и не участвовал в исследовании, согласился с этой гипотезой, отметив, что H. heidelbergensis присутствовал в Африке как минимум 300 тысяч лет назад.
Сверхархаичные и народы Океании
Кроме того, исследователи обнаружили доказательства того, что популяции Океании унаследовали черты «сверхархаичной» человеческой линии. Эта линия отделилась от предков современных людей около 1,8 миллиона лет назад, до появления общего предка современных людей, неандертальцев и денисовцев.
Эта сверхархаичная ДНК составляет в среднем около 0,002% анализируемых океанических геномов и появляется в областях, связанных с денисовской ДНК, что предполагает, что она попала к современным людям через скрещивание с денисовцами. Фернандо Вильянеа, популяционный генетик из Университета Колорадо Боулдер, предположил, что возраст этой сверхархаичной ДНК может указывать на то, что она поступила к денисовцам — а затем к современным людям — от Homo erectus.
Вильянеа добавил, что черепа H. erectus, найденные в Юньсяне, Китай, демонстрируют некоторые сходства с денисовскими окаменелостями, но предупредил, что на данный момент был изучен лишь ограниченный объем генетического материала H. erectus. Эти находки подтверждают точку зрения Вильянеа о том, что «гибридизация — это норма, а не исключение» в человеческой эволюции, помогая пересмотреть научное мышление, чтобы отойти от концепции человеческого исключительности, показывая, что «мы продукт множества видов».
Будущие геномные последствия
Сегменты ДНК этих линий рассеяны по всему человеческому геному, но они более концентрированы в областях, связанных с иммунной системой и метаболической функцией. Мурджани объяснила это тем, что необходимость адаптации к новым патогенам и источникам пищи была важнейшим двигателем человеческой эволюции, и что спаривание с вымершими группами позволило современным людям приобрести потенциально полезную ДНК.
Стронгер оценил, что новая техника предоставляет «косвенные способы реконструкции частей геномов более примитивных видов, таких как H. erectus и H. heidelbergensis». В будущем ученые планируют применять метод для обнаружения большего числа фантомных линий, уделяя внимание таким регионам, как Африка и Южная Азия, которые слабо представлены в исследованиях древней ДНК. Мурджани также отметила, что эта техника может помочь исследователям изучить эволюционную траекторию других видов, где палеонтологическая летопись скудна или отсутствует. Она заключила, что человеческая история раскрывается не столько как простая генеалогическое древо, сколько как сложная сеть популяций, связанных повторяющимися событиями дивергенции, миграции и смешения.
