U genomima kasnih europskih neandertalaca nisu pronašli tragove hibridizacije sa sapienima • Alexander Markov • Znanstvene vijesti o "Elementima" • Antropologija, paleontologija, genetika

U genomima kasnog europskog neandertalca nisu pronašli tragove hibridizacije sa sapienima

Sl. 1. Pet neandertalaca kostiju i zuba, iz kojih je bilo moguće izolirati drevnu DNK u dovoljnim količinama za sekvencioniranje nuklearnih genoma. Crni krugovi Neandertalske lokacije za koje su dobiveni podaci o nuklearnoj DNA (barem fragmentarni) dobiveni su ranije. Slika iz članka u raspravipriroda

Međunarodni tim paleogenetika vodio Svante Peabo izvijestio je o grubom čitanju nuklearnih genoma pet "kasnih" neandertalaca koji su živjeli prije 47.000-39.000 godina u sadašnjoj Belgiji, Francuskoj, Hrvatskoj i Rusiji. Istraživanje je omogućeno novim metodama pročišćavanja drevne DNK iz bakterijskih i suvremenih ljudskih nečistoća. Analiza genoma pokazala je da su preci kasnskih europskih neandertalaca prije 150.000-90.000 godina odvojeni od predaka populacije neandertalaca koji su prije 55.000 godina prekinuli s precima suvremenog ekstraafričkog čovječanstva. Iako su sapiens koji su došli u Europu nastavili razmnožavati s lokalnim neandertalcima (kao što je rekao genom gornjeg paleolitika sapiensa iz rumunjske Oasove špilje), nejasne nečistoće nisu pronađene u genomima kasnijih neandertalaca.Istraživanje je također pokazalo da je pokojni neandertalac iz špilje Mezmaisky (Sjeverni Kavkaz) bliži zapadnoeuropskim neandertalcima nego starijoj osobi iz iste špilje. To sugerira migracije europskih neandertalaca na duge udaljenosti neposredno prije izumiranja.

Svante Peabo i njegovi kolege iz Instituta za evolucijsku antropologiju Max Planck društva u Leipzigu i dalje unapređuju metode za izdvajanje i pročišćavanje DNA iz starih kostiju. Nedavno su otkrili da ako se drevni koštani materijal tretira s 0,5% -tnom otopinom natrij hipoklorita, onda se gotovo sva suvremena DNK u uzorku uništi. Drevna DNK pati mnogo manje. Kao rezultat toga, udio drevne DNK u uzorku može se povećati mnogo puta (vidi: P. Korlević i sur., 2015. Smanjenje mikrobne i ljudske kontaminacije). Uz mnoge trikove koji su ranije izumljeni (vidi veze na kraju vijesti), možete izvući neprocjenjive genetske informacije iz kostiju, koji su se činili beznadno prije 5-8 godina: u njih postoji tako malo antičkih DNA i toliko mnogo suvremenih onečišćenja.

Od takvih "otpadnih" kostiju i zuba znanstvenici su uspjeli izvući čak pet novih nacrta (tj. Čitati s niskom pokrivenošću) neandertalskim nuklearnim genomima.Točnije, novi genomi su se na kraju pokazali četvorici, jer je kost iz hrvatske Vindia špilje, kako se ispostavilo, pripadala neandertalcu, čiji je nuklearni genom već ranije pročitan.

Svi novi genomi pripadaju "kasnima" europskim neandertalcima, koji su živjeli neposredno prije izumiranja vrste (koja se dogodila, prema modernim podacima, nešto manje od 40.000 godina). Lokacije i dob kostiju prikazane su na sl. 1.

Sjetite se da je prvi neandertalski nuklearni genom bio sastavljen od DNA fragmenata od tri osobe iz Hrvatske i imao je malu pokrivenost (vidi: Neandertalski genom, pročitajte: Neandertalci su ostavili svoj trag na genima modernog čovjeka, Elements, 05.10.2010.). Zatim, genomi žene neandertalaca iz Denisove špilje u Altajima, koji su živjeli (prema najnovijim procjenama) oko 120.000 godina i još jedna žena iz Vindia špilje u Hrvatskoj (Vindia-33.19), koja je živjela nešto više od 45.000 godina ( to je bio njezin genom koji je ponovno čitan tijekom ove studije). Osim toga, genom neandertalaca iz Mezmajskoga spilja (Mezmayskaya-1), koji je živio prije 70.000-60.000 godina, pročitano je grubo.

Tako su četiri nova nuklearna genoma (muškarci i žene iz Belgije,žene iz Francuske i još jedan muškarac iz Sjevernog Kavkaza – Mezmay-2) otprilike dvostruko temeljiti za proučavanje genetske raznolikosti neandertalaca. Što se tiče neandertalijskih mitohondrijskih genoma, više od dvadeset njih već je pročitano (Slika 2, a).

Sl. 2. Kasni filogenetski stabla homićizgrađen na mitohondrijskoj DNK (i), Y – kromosom (b) i nuklearne DNA (c). Crveni font Identificirani su novi neandertalski genomi. Slika iz raspravljanog članka u priroda

Jedan od glavnih rezultata rada je filogenetski stablo temeljeno na sedam neandertalskih nuklearnih genoma (slika 2, c). Svih sedam neandertalaca čine jedan clade (ogranak) na stablu, malo bliže Denisovcima nego modernim ljudima. Ovo je očekivani rezultat koji potvrđuje postojeće ideje o srodstvu neandertalaca, Denisovans i sapiens.

Unutar grane Neandertalaca može se uočiti podjela po dobi: najstariji pojedinac najčešće se razlikuje od ostalih neandertalaca – žena iz špilje Denisove ("Altai neandertalac"), tada je drugi najstariji antikvitet, Mezmay-1, odvojen od općeg debla.

Svi pet kasnih neandertalaca (Mezmai-2, Vindia-33.19, dva "belgijska" i "francuski") genetski su bliski jedan drugome. U toj skupini promatra se pravilo karakteristično za suvremene ljude: zemljopisna blizina korelira s genetskim afinitetom.

S obzirom na to, vrijedno je napomenuti da je pokojni neandertski Mezmay-2 bio bliži kasnome neandertalcima iz Hrvatske, Francuske i Belgije nego starijem čovjeku iz iste špilje (Mezmay-1). Očigledno, to ukazuje na neke migracije kasnih neandertalaca, što se dogodilo neposredno prije konačnog izumiranja. Dostupni podaci nisu dovoljni za razumijevanje smjera migracije: jesu li pojedinci iz zapadne Europe došli u Sjeverni Kavkaz, ili obrnuto. U svakom slučaju, ove migracije spadaju u razdoblje kada je klima u Europi bila vrlo oštra i promjenjiva. Ozbiljno hlađenje moglo bi dovesti do izumiranja lokalnih populacija neandertalaca, nakon čega su raseljene površine ponovno naseljavali potomci preživjelih skupina.

Istraživači su pokušali pronaći nejasne nečistoće u pokojnim neandertalskim genomima, ali nisu našli ništa.Ovaj rezultat može se nazvati neočekivanim, zbog pet kasnih neandertalaca, četiri (svi osim Vindia-33.19) živjeli su nakon dolaska sapiensa u Europu. U međuvremenu, bilo je prethodno pokazano da je Cro-Magnon iz rumunjske Oase špilje, koji je živio prije 42.000-37.000 godina, imao pregao neandertalca u četvrtom i šesnom koljenu (Q. Fu et al., 2015. Neandertalac predak). To znači da sapiens, koji dolaze u Europu, preklapaju se s lokalnim neandertalcima. Geni europskih neandertalaca prodrli su u gensku bazu Cro-Magnona. Istina, ova genetska ostavština nije dosegnula suvremene Europljane – možda zato što su hibridi imali smanjenu kondiciju, ili one Cro-Magnonove plemene koje su hibridizirale u Europi s neandertalcima jednostavno su bile "sreće". S obzirom na tu pozadinu, potpuno odsutnost nejasnih nečistoća u genomima kasnog neandertalca izgleda prilično neočekivano. Za samouvjerene zaključke podaci nisu dovoljni, ali možete maštati na temu navodnog patlocalnosti kasno homić (vidi: Neandertalci žive u malim skupinama i jedu jedni druge, "Elementi", 2011.01.13.) i da će nevjeste s slabog i unatrag plemena vjerojatno postati snažno i prosperitetno pleme nego obrnuto.

Na temelju dobivenih genetskih podataka autori su pokušali datirati točke grananja stabla prikazane na sl. 2, s, i procijeniti stupanj srodstva proučavane neandertalce s populacijom neandertalaca, koja je ostavila svoju dva posto oznaka na genomima neafričkih sapiena. Ova populacija, koja je bila povezana sa sapienima koji su napustili Afriku prije 55.000 godina, najvjerojatnije su živjeli na Bliskom istoku. Njegov genski bazen može se procijeniti pomoću neandertalaca koji su sačuvani u našim genomima (vidi: 20% genoma neandertalca sastavljeno je od gena modernog čovjeka, Elementi, 8. ožujka 2014.). Pokazalo se da je ova populacija manje povezana s Altai neandertalcem, nego s ostalim neandertalcima s poznatim genomima, ali među njima posljednja je povezana sa svima u istoj mjeri.

Autori su uspjeli dobiti sljedeće (vrlo približne) datume najvažnijih čvorova stabla:

  • Razdvajanje predaka sapiensa od pretka neandertalaca i denisovita: prije 530.000 godina;
  • Odvajanje neandertalaca i denisovana: prije 400.000 godina;
  • Razdvajanje predaka Altai Neandertalca od svih ostalih neandertalaca s poznatim genomima: prije 150.000 godina;
  • Razdvajanje stanovništva s kojom sapiens koji su izašli iz Afrike prešli su s ostatkom neandertalaca poznatim genomima: nakon 150.000, ali prije 90.000 godina;
  • Razdvajanje predaka pojedinca Mezmaisk-1 iz kasnog europskog neandertalca: prije 90.000 godina.

Nažalost, kvaliteta čitanja genoma Cromagnona iz rumunjske Oase špilje pokazala se nedostatnom za razjašnjavanje srodstva Neandertalca, koji je bio njegov predak u četvrtom i šesnoj generaciji.

Glavna je važnost rada na raspravi da je pokazao: razvoj metoda paleogenetike nastavlja se ubrzanim tempom. Potpuni nuklearni genomi već se mogu izvući iz kostiju, koje su prije samo pet godina smatrale neprikladnim. Možda je dan blizu kada će velike populacijske genetske studije izumrlih populacija postati stvarnost.

izvor: Mateja Hajdinjak, Qiaomei Fu, Alexander Hübner, Martin Petr, Fabrizio Mafessoni, Steffi Grote, Pontus Skoglund, Vagheesh Narasims, Hélène Rougier, te Heyabele Crevecoeur, Isabelle Crevecoeur, Patrick Semal; Pavao Rudan, Liubov V. Golovanova, Vladimir B. Doronichev, Cosimo Posth, Johannes Krause, Petra Korlević, Sarah Nagel, Birgit Nickel, Montgomery Slatkin, Nick Patterson, David Reich, Kay Prüfer, Matthias Meyer, Svante Pääbo & Janet Rekonstruiranje genetske povijesti pokojnih neandertalaca // priroda, Objavljeno online 21. ožujka 2018. DOI: 10.1038 / nature26151.

O razvoju metoda paleogenetike, vidi također:
1) Denisov ljudski genom je sekvencioniran s velikom točnošću, "Elementi", 6. rujna 2012.
2) Čita se mitohondrijski genom Heidelbergovog čovjeka: pretka neandertalaca pokazala se da su rodbina Denisovita na majčinoj liniji "Elements", 2013/12/16.

Aleksandar Markov


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: