"Загадочная популяция" предков человека передала нам 20% наших генов и, возможно, улучшила функции мозга

Новая генетическая модель предполагает, что предки современных людей произошли от двух различных популяций, которые разделились и снова соединились в ходе нашей эволюционной истории.

Согласно новой генетической модели, предки всех современных людей отделились от загадочной популяции 1,5 миллиона лет назад, а затем снова смешались с ней 300 000 лет назад. Эта неизвестная популяция внесла 20% нашей ДНК и, возможно, способствовала улучшению функций мозга человека.

"Тот факт, что мы можем воссоздать события, произошедшие сотни тысяч или миллионы лет назад, просто анализируя ДНК сегодня, поразителен. Это говорит о том, что наша история гораздо богаче и сложнее, чем мы предполагали", — заявил соавтор исследования Айлуин Сколли, генетик из Кембриджского университета.

В исследовании, опубликованном 18 марта в журнале Nature Genetics, ученые представили новый метод моделирования геномных данных под названием "cobraa", который позволил им проследить эволюцию современных людей (Homo sapiens).

Применив этот метод к данным ДНК современных людей, опубликованным в проектах "1000 Genomes" и "Human Genome Diversity Project", исследователи обнаружили, что существовали две основные группы предков, разделившиеся около 1,5 миллиона лет назад, которые они назвали Популяция А и Популяция В.

Сразу после этого разделения Популяция А пережила "бутылочное горлышко", когда её численность резко сократилась, и, вероятно, была потеряна значительная часть генетического разнообразия. Однако со временем Популяция А увеличилась, и от неё отделились неандертальцы и денисовцы.

Затем, около 300 000 лет назад, Популяция А смешалась с Популяцией В, как выяснили исследователи. Их генетический анализ показывает, что 80% генома всех современных людей происходит от Популяции А, а 20% — от Популяции В.

Некоторые гены от Популяции В, "особенно те, что связаны с функциями мозга и нейронной обработкой, могли сыграть ключевую роль в эволюции человека", — сказал соавтор исследования Тревор Казинс, аспирант по генетике в Кембриджском университете. В целом генетический материал от Популяции В снижал способность людей иметь детей, отметил Казинс в интервью Live Science, но "геном — это сложная структура, и области за пределами генов также могут выполнять важные функции".

Новая модель предполагает, что около 300 000 лет назад Популяция А, которая в конечном итоге дала начало людям, имела "глубокую структуру", то есть состояла из "двух или более генетически различных популяций, которые смешивались друг с другом".

Однако кто именно были эти популяции, остается неясным. В исследовании ученые отметили, что "различные популяции Homo erectus и Homo heidelbergensis, которые являются потенциальными кандидатами на линии А и В, существовали как в Африке, так и в других регионах в соответствующий период".

Но "генетическая модель не может указать, какие именно окаменелости следует отнести к Популяции А или В", — сказал Казинс. "Мы можем только предполагать".

Некоторые эксперты используют термин "призрачные популяции" для описания групп, которые отделились, а затем снова соединились через скрещивание, что привело к генетическому обмену, отметил Джон Хоукс, биологический антрополог из Университета Висконсин-Мэдисон, не участвовавший в исследовании.

"Что интересно в этой работе, так это то, что модель показывает глубокую африканскую структуру, которая присутствует у всех современных людей", — сказал Хоукс. "Это не 'призрачные популяции', которые внесли вклад в одну конкретную группу, а один большой 'призрак', который смешался с африканской исходной популяцией всех современных людей".

Однако, по словам Хоукса, одним из недостатков новой модели является то, что она основана на данных проекта "1000 Genomes", где слабо представлены африканские популяции. "Поэтому я рассматриваю это скорее как доказательство принципа, чем как реальное руководство к тому, что делали древние люди", — сказал он.

Происхождение современных людей — давний вопрос в палеоантропологии, и улучшения в анализе ДНК и геномов за последние два десятилетия предоставили новые insights и подняли новые вопросы.

"Становится ясно, что идея о том, что виды эволюционируют в четких, отдельных линиях, слишком упрощена", — сказал Казинс. "Скрещивание и генетический обмен, вероятно, сыграли важную роль в появлении новых видов по всему животному миру".