Группа преодолела тысячи миль, пересекла Африку и Ближний Восток, пока, наконец, не достигла тускло освещенных лесов нового континента. Они были давно исчезнувшими членами нашего современного человеческого племени и одними из первых Мудрый человек войти в Европу.
Там эти люди, вероятно, встретили своих дальних родственников: Неандертальцы.
Первая встреча
75 000 лет назадно возможно до 250 000 лет назад предки большинства современных евразийцев впервые отправились из Африки в Евразию. Здесь современные люди встретились лицом к лицу с неандертальцами, которые в последний раз имели общего предка с современными людьми. сотни тысяч лет назад и с тех пор жил на этих континентах. Несколько раз на протяжении тысячелетий группы скрещивались.
Связанный: Могли ли неандертальцы говорить?
Сначала современные люди унаследовали целые хромосомы от неандертальцев. Шрирам Шанкарараманпрофессор информатики, генетики человека и компьютерной медицины Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, рассказал Live Science. Однако из поколения в поколение посредством процесса, известного как генетическая рекомбинацияэти участки ДНК были разбиты и перетасованы.
ДНК неандертальцев в целом была «вредной» для современных людей, то есть она была быстро исключена из ДНК современных людей посредством эволюция. По словам Шанкарарамана, это привело к появлению «пустынь неандертальской ДНК» или крупных областей современного человеческого генома. Например, ученые считают, что Y-хромосома у мужчин не содержит генов неандертальца. Возможно, гены неандертальца Y были несовместимы с генами других людей или они могли быть случайно потеряны в результате процесса, известного как генетический дрейф.
У людей, унаследовавших ДНК неандертальца, Х-хромосома также содержит гораздо меньше неандертальского происхождения чем другие, неполовые хромосомы несут. Вероятно, это связано с тем, что любые вредные или нефункциональные мутации в Х-хромосоме будут проявляться у мужчин, поскольку у них нет подходящей функциональной копии гена для компенсации. Это, вероятно, создало сильное эволюционное давление с целью удалить такие вредные неандертальские гены из современного человека X, Эмилия Уэрта-Санчесдоцент кафедры экологии, эволюции и биологии организмов в Университете Брауна, рассказал Live Science.
Но часть ДНК неандертальцев помогла современному человеку выжить и размножиться, и поэтому она сохранилась в наших геномах. В настоящее время ДНК неандертальцев занимает в среднем 2% геномов людей за пределами Африки. Однако, по словам Эйки, частота неандертальской ДНК, которая кодирует полезные черты, может достигать 80% в некоторых участках генома.
Наш внешний вид
Для многих людей наследие неандертальцев проявляется в очень заметной особенности: цвете кожи.
Вариант гена неандертальца на хромосоме 9, что влияет на цвет кожи сегодня носит 70% европейцев. Другой вариант гена неандертальцев, обнаруженный у большинства жителей Восточной Азии. ррегулирует кератиноцитыкоторый защитить кожу против ультрафиолетового излучения посредством темного пигмента меланина.
Варианты генов неандертальцев также связаны с больший риск солнечных ожогов у современных людей. Так же, около 66% европейцев несут аллель неандертальца, связанную с повышенный риск солнечных ожогов у детей и плохая способность загорать.
В некоторых местах нашего генома мы больше неандертальцы, чем люди
Джошуа Экей, Принстонский университет, здесь
Неандертальцы тысячелетиями жили в более высоких широтах с меньшим воздействием прямых солнечных лучей, что необходимо для выработка витамина D. Таким образом, изменения в биологии волос и кожи, возможно, позволили современным людям быстро извлечь выгоду из более низкого уровня солнечного света, продолжая при этом производить достаточно витамина D, чтобы быть здоровыми. Джон Капраэволюционный генетик из Университета Вандербильта, рассказал Live Science.
«Одна из замечательных особенностей скрещивания заключается в том, что вместо того, чтобы ждать возникновения новых полезных мутаций, что является очень медленным процессом, вы одновременно вносите массу генетических вариаций», — по сути, ускоряет эволюцию, — сказал Уэрта-Санчес.
Связанный: В чем разница между неандертальцами и Homo Sapiens?
Кроме того, нашим предкам пришлось адаптироваться к более холодной евразийской погоде. Для этого они, возможно, приобрели неандертальские гены, влияющие на форму лица. В 2023 году изучатьученые обнаружили, что современные люди унаследовали гены высокого носа от неандертальцев. Предполагается, что более высокий нос мог позволить большему количеству холодного воздуха нагреваться до температуры тела в носу, прежде чем он достигнет легких. Каустубх Официальныйсо-старший автор исследования и статистический генетик Университетского колледжа Лондона.
Часы, которые заставляют тикать наши клетки
ДНК неандертальца также могла помочь Х. сапиенс приспособиться к большей разнице в продолжительности дня и ночи в северных широтах.
Сохраняющиеся гены неандертальцев влияют на наши циркадные часы, которые регулируют такие внутренние процессы, как температура тела и обмен веществ. Например, те, кто рано встает, могут поблагодарить Неандертальцы за их гены циркадных часовКапра и его коллеги нашли.
Возможно, это помогло нашим предкам адаптироваться к более коротким зимним дням дальше от экватора, говорит Капра.
«Похоже, дело не в том, что важно быть жаворонком», — сказал Капра. «Это сигнал о том, насколько гибкими являются ваши часы и насколько они способны адаптироваться к изменениям циклов света и темноты в зависимости от сезона», — сказал он.
Наша внутренняя защита
Многие из сильно сохранившихся генов неандертальцев связаны с иммунной функцией.
К тому времени Х. сапиенс Прибыв в Европу, неандертальцы уже сотни тысяч лет боролись с инфекциями, специфичными для Евразии. Спариваясь с неандертальцами, современные люди мгновенно получили эти гены, борющиеся с инфекциями.
«Частота тех участков неандертальской ДНК, особенно иммунных, которые уже были адаптированы против патогенов, с которыми неандертальцы жили в течение длительного времени, начала увеличиваться в результате естественного отбора в современных человеческих популяциях», Дэвид Энарддоцент кафедры экологии и эволюционной биологии в Университете Аризоны, рассказал Live Science.
Хотя многие наследственные патогены, вызывавшие заболевания древних людей, утеряны во времени, некоторые гены неандертальцев, которые помогали бороться с ними, все еще работают против современных патогенов. Например, исследование Энарда и его коллеги, проведенное в 2018 году, показало, что современные люди унаследовали ДНК неандертальцев это помогло им бороться РНК вирусы, группа, которая сегодня включает грипп (грипп), ВИЧ и гепатит С.
Связанный: 10 неожиданных способов влияния ДНК неандертальцев на наше здоровье
Темная сторона ДНК неандертальцев
Некоторые из генов неандертальцев, которые когда-то помогали нашим предкам, могут оказаться вредными в современном мире.
По большей части гены неандертальцев не сильно выражены в мозге, что указывает на то, что в ходе эволюции они подвергались жесткому отбору. Гены неандертальцев связаны с расстройствами настроения например, депрессия и на сигнальные пути мозга, которые повышают вероятность того, что люди станут пристрастился к никотину.
И даже усиление иммунитета от неандертальцев может иметь обратную сторону. В 2016 году ученые обнаруженный что неандертальские гены, которые заставляют иммунную систему бороться с патогенами, также могут предрасполагают людей к аллергическим заболеваниям. Кроме того, гены неандертальцев связаны с более высоким риском развития аутоиммунных заболеваний, таких как Болезнь Грейвса, вызванная гиперактивностью щитовидной железы; и ревматоидный артритот которого воспаляются суставы и даже»болезнь викингов», при котором один или несколько пальцев сгибаются или замерзают.
Один вариант гена неандертальца, возможно, увеличил вероятность тяжелого случая COVID-19. Этот вариант, обнаруженный на хромосоме 3, является встречается у половины жителей Южной Азии и одна шестая часть европейцев. Но даже там картина сложна, поскольку другие гены неандертальцев, носители которых есть до половины людей в Евразии и Америке, связаны с снижение риска тяжелого течения COVID-19.
«К сожалению, не существует никаких болезней, которые мы могли бы точно сказать, или даже черт в целом, мы могли бы сказать: «О, вы можете винить в этом свою неандертальскую ДНК», — сказал Капра.
Это особенно верно в отношении некоторых серьезных заболеваний, таких как сердечное заболевание и ракгде десятки или сотни генов, а также множество факторов окружающей среды влияют на риск заболевания.
Что впереди
Так как долго следы этих давно потерянных людей будут сохраняться в наших геномах? В течение сотен тысяч лет некоторые из этих неандертальских фрагментов будут постепенно исключены из наших геномов. Другие прочно укоренятся, сказал Экей.
Между тем, нам еще многое предстоит узнать о том, как неандертальцы оставили на нас свой след.
«Возможность использовать новые геномные технологии, такие как КРИСПР и редактирование генов сыграет важную роль в понимании фактической биологии, лежащей в основе того, как последовательности неандертальцев способствуют человеческим чертам и болезням», — сказал Эйки.
По его словам, расшифровка того, что на самом деле делают эти гены, может помочь в разработке методов лечения определенных заболеваний.
И поток генов не был односторонним; ученые также пытаются определить, как ДНК современного человека возможно, повлиял на неандертальцев и применяют методы искусственного интеллекта (ИИ) к древним геномам для создания более детальное изображение о том, какими были наши давно потерянные кузены.
Выяснение роли ДНК неандертальцев в наших геномах не просто помогает нам понять наше здоровье. «Эти кусочки ДНК могут дать подсказку о том, что делает нас уникальными», — сказал Шанкарараман.
«ДНК неандертальцев вошла в наши геномы в важный момент нашей истории», — сказал Шанкарараман, когда наши предки переселялись в новую среду обитания.
«Глядя на судьбу этих фрагментов ДНК, — сказал он, — мы можем надеяться понять, какими были функционально важные регионы в нашем геноме за этот период времени».
Примечание редактора: эта история была первоначально опубликована в марте 2024 года.
