900 000 лет назад Homo sapiens пережил генетический кризис: как это изменило нашу эволюцию

Исследования, проведённые на факультете биологии Падуанского университета, пролили свет на ключевые этапы эволюции Homo sapiens, включая важные хромосомные изменения и генетические вариации, сыгравшие роль в формировании современных человеческих черт.

Фото: flickr.com by Paul Keller, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

Эволюция человека

Полученные данные оспаривают существующие теории, утверждающие, что определённые генетические инновации принадлежат исключительно современному человеку.

Напротив, сходства, обнаруженные как в геномах современных, так и архаичных людей, свидетельствуют о том, что многие особенности генетического кода Homo sapiens существовали ещё до разделения эволюционных линий.

Homo sapiens эволюционировал благодаря целому ряду значительных генетических событий. Примерно 900 000 лет назад предки человека пережили демографический кризис, который совпал с хромосомными перестройками, такими как слияние 2-й хромосомы и транслокация псевдоаутосомной области 2 (PAR2).

Примерно 650 000 лет назад произошёл раздел между современными людьми, неандертальцами и денисовцами, а спустя ещё 350 000 лет произошло несколько случаев межвидового скрещивания, результатом которых стали общие генетические черты.

В исследовании, ученые проанализировали геномы современных людей, неандертальцев и денисовцев, чтобы изучить различия в генетических последовательностях и выделить уникальные для Homo sapiens участки генома.

Используя анализ коалесценции, методы оценки скорости мутаций и изучение следов древнего смешения, учёные разделили геном человека на части, отслеживая появление ключевых генетических вариаций.

Также был применён метод молекулярных часов для определения возраста транслокации PAR2, а филогенетические данные помогли проследить время появления этих изменений в разных популяциях.

Исследователи выделили три важнейших события:

1. Демографический кризис и генетические изменения 900 000 лет назад. 
2. Разделение Homo sapiens от неандертальцев и денисовцев 650 000 лет назад.
3. Скрещивание Homo sapiens с неандертальцами 350 000 лет назад; 

• Событие 1, которое ознаменовало резкое сокращение популяций предков человека, привело к хромосомным перестройкам, включая слияние 2-й хромосомы и перенос области PAR2 с Х-хромосомы на Y-хромосому.

Исследования геномов неандертальцев и денисовцев показали, что PAR2 присутствует как в Х-, так и в Y-хромосоме, что предполагает наличие этих изменений ещё до разделения линий архаичных и современных людей.

Анализ мутаций на Y-хромосоме показал, что отделение предка всех последовательностей Y-PAR2 от X-PAR2 произошло около 518 000 лет назад, что подтверждает идею о сложных генетических процессах, происходивших до разделения эволюционных линий.

• Для события 2, когда произошло расхождение современных людей и неандертальцев с денисовцами, учёные проанализировали генетические изменения в «регионе Human650» и выявили 56 новых генетических вариаций у современных людей, 24 из которых связаны с функциями мозга и черепной морфологией.

Эти изменения могли сыграть важную роль в развитии уникальных аспектов человеческой биологии

• Для события 3, когда Homo sapiens скрещивались с неандертальцами, было установлено, что многие генетические варианты, ранее утраченные у неандертальцев, были восстановлены в процессе межвидового скрещивания, что привело к увеличению генетического разнообразия.

Этот анализ дает новое представление о сложной истории генома, соединяя древние и современные линии человеческой эволюции, а также объясняя роль скрещивания и генетических изменений в формировании Homo sapiens.

Уточнения

Челове́к разу́мный (лат. Homo sapiens), также нередко просто челове́к — самый многочисленный и широко распространённый вид приматов. Принадлежит роду люди (Homo) семейства гоминид (надсемейство — человекообразные), и выделяется прямохождением, использованием речи для коммуникации с другими представителями вида, использованием орудий труда, а также исключительно развитыми когнитивными способностями, которыми он обязан большому размеру и особенностям строения своего головного мозга.