Африканцы снова чистые сапиенсы? Новые подробности великой метисации

Благодаря успехам палеогенетики, мы знаем о том, что разные виды древних людей смешивались между собой. В итоге у современных неафриканцев есть примерно 2% неандертальской примеси, а австралийцы и жители Океании вдобавок получили несколько процентов своего генома от денисовцев.

За ряд лет генетики изобрели разные методы, помогающие находить неандертальские варианты в человеческой ДНК. Специалисты выясняют, как это архаическое наследие влияло на человеческий организм и к каким эволюционным последствиям это могло привести. Выяснилось, что многие неандертальские аллели оказались вредны и вычищались из нашего генофонда. Но некоторые, напротив, распространялись благодаря естественному отбору, а значит, приносили их обладателям определенные выгоды.

Чему только не способствовали пресловутые неандертальские гены! Начиная от риска шизофрении и ковида и заканчивая склонностью к раннему подъёму по утрам. Но ведь генетический обмен шел не в одну сторону, гены сапиенсов наверняка попадали к неандертальцам.

Это подтверждается исследованиями: в неандертальских геномах нашли примесь, полученную от сапиенсов, причем древнее 60 тысяч лет назад, то есть еще до основной волны расселения наших предков из Африки.

Итак, по оценкам ученых, смешение с неандертальцами происходило как минимум дважды: один раз около 250 тыс. лет назад (поток генов от сапиенсов к неандертальцам) и второй раз 50-60 тысяч лет назад (поток генов от неандертальцев к сапиенсам).

Следы ДНК современного человека первоначально обнаружили у неандертальца из Денисовой пещеры (его в научных статьях называют «Алтай»). Но позднее признаки смешения нашли и в геноме другого известного неандертальца, из Виндии в Хорватии. Это, напомню, первый неандерталец, у которого удалось прочесть качественный ядерный геном. Поскольку Алтай и Виндия были представителями давно разошедшихся популяций, исследователи предположили, что смешение произошло до разделения этих линий, то есть более 140 тысяч лет назад.

А сам факт смешения поднимает ряд важных вопросов.

Во-первых, известно, что популяция неандертальцев была существенно меньше популяции сапиенсов, а значит, и генетическое разнообразие неандертальцев было ниже. Но если в неандертальский генофонд попала какая-то часть сапиентного генофонда, это могло повлиять на выводы ученых о разнообразии неандертальцев. На самом деле их было ещё меньше!

Кроме того, наличие в неандертальской ДНК “генов” современного человека могло сбить генетиков с толку при оценке неандертальской примеси у нас с вами. Напомню: первоначально полагали, что у африканцев неандертальской примеси вовсе нет, и это логично. Затем всё же небольшую примесь в африканских геномах нашли. Но может, это не то, чем кажется?

=================================

Наши подписчики на Sponsr или Boosty смотрят видео-версию этой новости и слушают подкаст

=================================

Авторы новой публикации в Science разработали методику, позволяющую более точно оценивать размер сапиентного «наследия» в геномах неандртальцев.

Методика основана на двух идеях:

1. в тех участках неандертальской ДНК, в которых расположены сапиентные варианты, должен возрасти уровень гетерозиготности – то есть число позиций, где генетические варианты, доставшиеся индивиду от папы, отличаются от вариантов, унаследованных от мамы. Это показатель разнообразия, чем выше гетерозиготность, тем больше популяция.

2. значительная часть того, что сочли неандертальским следом в геномах африканцев, определена ошибочно – на самом деле это последовательности сапиенсов, ранее «просочившиеся» в неандертальские геномы и поэтому определенные как таковые.

С учетом этих предположений исследователи провели статистический анализ. Для этого использовали ДНК 2000 современных людей из базы данных проекта «1000 геномов», а также 3 неандертальских генома – Алтай, Виндию и неандертальца из Чагырской пещеры. Напомню, что возраст алтайского неандертальца 122 тыс. лет, чагырец жил 80 тыс. лет назад, а индивид из Виндии самый поздний, ему 52 тысячи лет.

И действительно, «неандертальские последовательности» в геномах африканцев часто приходились на участки неандертальской ДНК с повышенной гетерозиготностью – почти в 9 раз чаще, чем у неафриканцев. Исследователи пришли к выводу, что здесь в самом деле речь идет о вариантах, полученных неандертальцами от сапиенсов.

Этим объясняется от 60 до 80% ДНК, раньше распознанной как неандертальская у африканцев. А большинство популяций к югу от Сахары, по новым оценкам, вовсе не имеют в своих геномах неандертальской ДНК. У нас опять есть кандидаты на чистых сапиенсов.

С учетом этого исследователи пересчитали размер неандертальских популяций, который оказался заметно ниже предыдущих оценок.

По прежним оценкам выходило, что популяция алтайского неандертальца составляла примерно 3400 особей, популяция Виндии – тоже 3400, а чагырская популяция – 3000. Но с новыми поправками вышло 2500 для Алтая, 2800 для Виндии и 2400 для чагырцев.

Процентов на 20 ниже, для алтайской популяции даже на 26 процентов.

Что это значит? Ну например, если численность неандертальцев была ниже, то у них быстрее накапливались вредные мутации.

Кроме того, исследователи установили, что неандертальцы получили сапиентную ДНК в результате как минимум двух эпизодов смешения. Анализ подтвердил, что основной поток генов от сапиенсов к неандертальцам имел место 200-250 тысяч лет назад. Размер этой примеси оценивается в 5-10%. Но может быть, у кого-то из неандертальцев есть кроманьонский бонус?

Действительно, оказалось, что у чагырца и у неандертальца из Виндии есть небольшая дополнительная примесь по сравнению с индивидом из Алтая. Судя по этим данным, примерно 100-120 тыс. лет назад случился еще один эпизод, добавивший неандертальцам полпроцента сапиентной ДНК. Но где это происходило?

200-250 тысяч лет – это время, когда сапиенсы делали первые попытки расселяться из Африки куда-нибудь на Ближний Восток. Напомню, что самые ранние находки, которые относят к современному виду человека, это 300 тысяч лет. То есть не успел наш вид сформироваться, как стал разбегаться из Африки и смешиваться с теми, кого встречал на пути. Вторая метисация случилась 100-120 тысяч лет назад, когда сапиенсы уже разгуливали по Аравийскому полуострову.

Конечно, согласно современным представлениям, эти ранние миграции были неудачными, и главная экспансия началась 50-60 тысяч лет назад. Однако более древние колонизаторы Евразии, похоже, оставили свой след в геномах местного населения, а через это – в наших геномах.

Как видим, поток генов от сапиенсов к неандертальцев со временем падал: 10% 250 тысяч лет назад, всего полпроцента 100 тысяч лет назад, а поздние неандертальцы не получили уже ничего. И в то же время появились признаки обратного процесса: 50-60 тысяч лет назад неандертальцы передали нашим предкам до 10% своей ДНК. И это не всё – о более поздних событиях говорят геномы кроманьонцев из Бачо Киро и Пештера-ку-Оасе, живших около 40 тыс. лет назад.

Эта асимметричная ситуация, когда поток генов идет сначала в одну сторону, а затем в другую, говорит о том, что популяция неандертальцев неумолимо сокращалась, в конце концов достигнув точки невозврата. Остатки неандертальского человечества влились в генофонд современных людей, что увеличило их разнообразие и только способствовало успеху Хомо сапиенс.

Что же, ждём исследований того, какая сапиентная примесь есть у денисовцев, и какие поправки на это нужно вводить генетикам.

Источник - в описании к иллюстрации.

Источник: vk.com

Комментарии: