Illustration by Matilda Luk, Office of Communications
Nowa metoda analizy DNA pod kątem śladów genów neandertalskich ujawniła, że również współczesne populacje afrykańskie, które uważano w dużej mierze za wolne od neandertalskich genów, mają zaskakująco dużo DNA naszego wymarłego krewniaka.
Kiedy blisko 10 lat temu zsekwencjonowano genom neandertalczyka, wykorzystując DNA znalezione w pradawnych kościach, okazało się, że współcześni ludzie w Azji, Europie i Ameryce odziedziczyli około 2 proc. DNA po neandertalczykach. Był to ostateczny dowód, że ludzie i neandertalczycy krzyżowali się po opuszczeniu Afryki. Od tamtej pory badania coraz to nowszymi metodami analizy wciąż wskazują na neandertalskie dziedzictwo kryjące się w populacjach nieafrykańskich.
Do tej pory uważano, że mieszkańcy Afryki są w dużej mierze pozbawieni neandertalskich genów, ale nowe badania wskazują, że neandertalskie sekwencje DNA mogą być bardziej powszechne u współczesnych Afrykanów, niż wcześniej sądzono.
Dziedzictwo neandertalczyków
Naukowcy doszli do tych odkryć opracowując nową metodę identyfikowania sekwencji neandertalskich w genomach współczesnych ludzi, zwaną IBDmix. W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Cell” zespół naukowców z Princeton University szczegółowo opisał nową metodę. To dzięki niej po raz pierwszy odnaleziono ślady neandertalskich genów zarówno w populacjach afrykańskich, jak i nieafrykańskich. Wyniki badań sugerują również, że afrykańskie genomy zawierają neandertalskie sekwencje po części z powodu migracji wstecznej przodków współczesnych Europejczyków do Afryki.
- Po raz pierwszy możemy wykryć faktyczny ślad pochodzenia neandertalskiego u Afrykanów - powiedziała współautorka badań Lu Chen. - Nasze badanie jest znaczące, ponieważ zapewnia nowe spojrzenie na ludzką historię i wzorce neandertalskiego pochodzenia w zróżnicowanych globalnie populacjach – wtórował koleżance kierujący badaniami Joshua Akey z Princeton University.
- Nasze wyniki dopracowują katalogi regionów genomowych, w których sekwencja neandertalska była szkodliwa i korzystna. Pokazują również, że pozostałości genomów neandertalskich przetrwały w każdej współczesnej populacji ludzkiej – dodał Akey.
Naukowcy od dawna starają się lepiej zrozumieć historię ludzkości i wpływ neandertalskiego DNA na nasze zdrowie i dotykające nas choroby. Uważają, że neandertalczycy pojawili się około 430 tys. lat temu. Zamieszkiwali tereny Europy i Azji Środkowej, ale nie zawędrowali do Afryki. Uczeni założyli, że neandertalczycy i przodkowie afrykańskich populacji byli geograficznie izolowani od siebie, stąd przekonanie, że mieszkańcy Afryki nie mają lub mają bardzo mało śladów naszych wymarłych krewnych w DNA. Neandertalczycy wymarli około 40 tys. lat temu, ale powody ich wyginięcia nie są do końca jasne.
Migracja do Afryki
Według autorów badań, Homo sapiens opuścił Afrykę i zawędrował do Azji i Europy. Podczas swojej wędrówki krzyżował się z neandertalczykami. Część z tej populacji, po kilkudziesięciu tysiącach lat powróciła na Czarny Ląd przekazując miejscowym swoje DNA. Dotychczas uczeni uważali, że to niewielka część, znacznie mniejsza niż wspomniane wcześniej 2 proc. u mieszkańców Europy i Azji Wschodniej. Jednak nowe badania korygują te przekonania.
Naukowcy porównali zsekwencjonowany w 2013 roku genom neandertalczyka z 2504 genomami współczesnych ludzi. Współczesne genomy pochodziły z bazy 1000 Genomes Project, która reprezentuje geograficznie zróżnicowane populacje, w tym także z Afryki. Nowa metoda pomogła dokładnie zidentyfikować neandertalskie DNA wśród mieszkańców Czarnego Lądu. Rezultaty badań wskazały znacznie więcej sekwencji neandertalskich w analizowanych próbkach afrykańskich, co odpowiada około 0,3 proc. genomu.
Oprócz identyfikacji neandertalskiego pochodzenia w populacjach afrykańskich naukowcy ustalili także, że pochodzenie to nie było spowodowane niezależnym krzyżowaniem się neandertalczyków z populacjami afrykańskimi. Według nich to migracje starożytnych Europejczyków z powrotem do Afryki – około 20 tys. lat temu - wprowadziły neandertalskie geny do populacji afrykańskich.
- Często wyobrażamy sobie, że miało miejsce jedno rozproszenie poza Afrykę, gdzieś około 60 do 80 tys. lat temu, co doprowadziło do zaludnienia świata. Jednak nasze wyniki pokazują, że ta historia była o wiele bardziej interesująca i było wiele fal rozproszenia poza Afrykę, z których niektóre doprowadziły do mieszanki współczesnych ludzi i neandertalczyków. Widzimy to w genomach wszystkich żyjących współcześnie ludzi – wyjaśnił Akey.
Aaron Wolf, Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics
Princeton University
