Исследования древних ДНК выявили некоторые удивительные аспекты
эволюционной истории последних 50 000 лет. Возможно, самым поразительным
открытием было то, что наши предки по всей планете скрещивались с
другими близкородственными видами. Но где именно происходили такие
скрещивания, и какие виды древних людей были вовлечены? Сколько ДНК этих
древних родственников содержится в геноме человека? И какое влияние
оказало скрещивание на нашу эволюцию и общую биологию как вида?

Эти вопросы стали ядром современных исследований межвидового
скрещивания, выявленного по последовательности ДНК, полученной из
ископаемых останков в Европе и Азии, а также в результате сравнения с
геномом живущих людей. Скрещивание африканцев с архаичными видами
оставило генетические следы в геномах некоторых людей, проживающих
сегодня в тропической Африке.

Примерно 2% ДНК этих людей произошло от древних видов в результате спаривания 35000 лет назад.

Гены неандертальцев найдены у европейцев и восточных азиатов

Хорошо известные неандертальцы, от которых остались сотни
органических останков, включая практически целые скелеты, спаривались с
предками европейцев и восточных азиатов.

По данным, опубликованным в 2014 году, 1,5 — 2% генома живущих ныне не африканцев было унаследовано от неандертальцев.

Тем не менее, восточные азиаты имеют значительно больше генов
неандертальцев, чем европейцы, что означает, что их предки скрещивались с
этими древними видами более одного раза.

Модели мужчины и женщины в музее неандертальцев, Дюссельдорф. Фото: Wikimedia Commons

Межвидовое скрещивание денисовцев

О другом виде древних людей — загадочных «денисовцах» — узнали по
исследованию останков одного зуба и фаланг пальцев ноги и руки.

Тем не менее, полностью секвированный геном показывает, что они имели
общие гены с некоторыми юго-восточными азиатами, гвинейцами и коренными
австралийцами.

Эти живущие ныне люди также демонстрируют генетические показатели
скрещивания с неандертальцами, то есть унаследовали ДНК всех этих видов.

Все мы носим в себе свидетельство этих межвидовых браков, и в некоторых случаях эти гены дают нам много положительного.

Польза межвидового скрещивания

Возьмём, например, последнее исследование Эмилии Хуэрты Санчес и её
команды, которое раскрывает способность населения Тибета успешно жить в
высокогорных районах за счёт унаследованного гена «денисовца».

Ещё не до конца исследованный ген EPAS1 ассоциируется с различными
уровнями гемоглобина на высотах, он усиливает способность человека, его
носящего, накачивать больше кислорода в кровь. Гены денисовцев, кажется,
способствовали развитию иммунной системы людей в Новой Гвинее и
Австралии.

В Европе скрещивание с неандертальцами могло также способствовать липидному катаболизму или конверсии жира в энергию клеток.

Другой пример — гены, связанные с сахарным метаболизмом, мускулами и
функционированием нервной системы; формированием и структурой кожи,
цветом волос и глаз; а также системой репродукции у женщин, особенно
формированием яйцеклетки.

Конечно, мы предполагаем, что естественный отбор работал в обоих
направлениях, при условии, что скрещивания происходили между разными
видами: Homo sapiens и Homo neanderthalensis, Homo sapiens и денисовец,
Homo sapiens и загадочный африканский тип.

Один особенно интересный пример: учёные сравнили геном женщины
неандертальца с геномами 1000 современных женщин со всего мира, и нашли
свидетельства негативного отбора.

Карта проживания неандертальцев, составленная по ДНК, также показывает, что были большие «пустыни» у предков неандертальцев.

Хромосома Y не имеет ДНК неандертальцев, что предполагает более
сильный естественный отбор: гибридные мужчины, скорее всего, были
бесплодны.

Другие гены, унаследованные от неандертальцев, кажется, были
подвергнуты большим рискам из-за ряда болезней, таких как красная
волчанка, билиарный цирроз печени, болезнь Крона, изменение размеров
оптических дисков и вторая степень диабета.

Сравнение черепов современного человека и неандертальца. (CCBY—SA 2.0)

 Тайнаденисовцев

Самое странное в том, что окаменелости, свидетельствующие о смешении
видов, удалось найти только в денисовской пещере, расположенной в
юго-восточной Сибири, в 6000 километров к северо-западу от Новой Гвинеи.

Интересно, что отмечена высокая частотность проявления генов денисовца у гвинейцев и австралийцев и очень низкая —
в генах восточных азиатов. Исследование Сколунда и Якобсона
предполагает, что ДНК денисовцев может быть найдена на азиатском
материке. Если это правильно, возможно, скрещивания происходили с
денисовцами на материке Восточной Азии, не так далеко от денисовской
пещеры, и гены позднее были перенесены в Новую Гвинею и Австралию?

 Новое исследование наличия денисовской ДНК  у живущих ныне
людей, опубликованное в журнале «Молекулярная биология и эволюция»,
подтвердило низкий уровень содержания денисовских генов у жителей
восточной Евразии и у коренного населения Америки.

Пенфей Цин и Марк Стонекин из Института эволюционной антропологии
Макса Планка проверили 600 000 генетических маркеров у 2493 человек 221
народности.

Они обнаружили, что у живущих в Новой Гвинее и в одном образце генома
жителя северной Австралии примерно 3,5% ДНК происходит от денисовского
человека.

Для сравнения, у восточных азиатов и коренных американцев количество денисовского ДНК снижается до 0,13-0,17% от их генома.

Цин и Стонекин пришли к выводу, что динисовские предки в большей степени ассоциируются с новогвинейским наследием.

Таким образом, наличие денисовского ДНК за пределами Новой Гвинеи,
места их самого большого появления, возможно, результат миграции
населения из Новой Гвинеи в Австралию, юго-восточную Азию и на материк
восточной Азии.

Другими словами, в прошлом некоторые гвинейцы мигрировали в северную
часть Австралии и назад, в материковую восточную Азию, они принесли с
собой денисовский ДНК и распространили его по всему региону.

Однако пока нет археологических или генетических доказательств
гипотезы о том, что гвинейцы мигрировали обратно в Азию, после того как
была заселена Новая Гвинея и Австралия.

Снова генетическое исследование переворачивает наши представления об эволюции с ног на голову. Будем ждать новых открытий!

Источник: The Conversation