Молекулярная диагностика Тест-системы в клинике Наследственные заболевания Диагностика Секвенирование Бактериология Геномика Рынок и регулирование Новые препараты Российские компании Генная терапия Иммунная система Микрочипы и мультиплексный анализ Эпигенетика Финансирование исследований Вакцины Эпидемиология Вирусология Биомаркеры Репродуктивное здоровье Экспрессия генов Онкология Государственное регулирование Персонализированная медицина Гастроэнтерология Генетика Редактирование генома CRISPR Молбиология Новые концепции Методология эксперимента Сопроводительная диагностика Et сetera Новые инструменты и оборудование Неврология Масс-спектрометрия Рынок клинической диагностики Протеомика Терапия Организация науки Клеточная биология Метаболизм Иммунотерапия Фарма Биоинформатика Паразитология Сердечно-сосудистые заболевания Инвестиции Подготовка образцов Направления Иммунологические методы PCR Технологии Клинические исследования Микология COVID-19 ИФА Интервью Вопросы и ответы Обзоры периодики Бизнес-среда Рейтинги Образование Курсы Подготовка об Вебинары Государственное регулиров Все

Предки неандертальцев и денисовцев скрещивались с супердревней популяцией людей

Ученые обнаружили события скрещивания между популяциями людей, происходившие около 700 тысяч лет назад. Они считают, что это было скрещивание предков неандертальцев и денисовцев с «супердревней» популяцией, заселившей Евразию около 2 млн. лет назад.

Изображение:

Эволюционное дерево, включающее четыре предложенных эпизода потока генов. Ранее неизвестное событие 744 372 года назад предполагает, что между супердревними и предками неандертальцев и денисовцев в Евразии произошло скрещивание.

Credit: адаптация схемы Алана Роджерса для пресс-релиза (есть изменения по сравнению с оригинальной схемой в статье, возможно, подписи под ветвями неандертальцев и денисовцев перепутаны: оригинальную схему с подписями авторов см. в тексте новости).

Тот факт, что разные виды человека (рода Homo) обменивались между собой генами, подтвержден на примере взаимоотношений видов, соседствующих в Евразии в пределах 50 тысяч лет — неандертальцев, денисовцев и современных людей. Эти события оставили след в виде неандертальских последовательностей в геномах людей неафриканского происхождения (около 2%) и денисовских последовательностей в геномах жителей Юго-Восточной Азии и Океании (около 3–4%). Более того, недавние исследования показали, что и в геномах современных жителей Африки неандертальцы и денисовцы «наследили», виной тому, скорее всего, обратный поток генов из Европы в Африку.

Авторам работы, опубликованной в журнале Science Advances, удалось пойти дальше и молекулярно-генетическими методами найти следы событий межвидовых генетических смешений, которые происходили в гораздо более древние времена — порядка 700 тысяч лет назад.

Ученые анализировали геномы из современных популяций Европы и Африки по данным из базы Simons Genome Diversity Project (SGDP) и геномы древних видов, секвенированных с высоким покрытием (это два неандертальца — алтайский и хорватский из пещеры Виндия, и один денисовец). С помощью биоинформатических моделей проверяли сценарии, включающие разные генетические потоки. Схему взаимного расположения изучаемых популяций и генетические потоки, происходящие между ними, можно увидеть на рисунке, где супердревнюю популяцию потребовалось ввести для правдоподобия модели.

F1.large.jpg 

Оригинальная схема из статьи

Upper case letters (X, Y, N, D, and S) represent populations (Africa, Europe, Neanderthal, Denisovan, and superarchaic). Greek letters label episodes of admixture. d and xyn illustrate two nucleotide site patterns, in which 0 and 1 represent the ancestral and derived alleles. A mutation on the red branch would generate site pattern d. One on the blue branch would generate xyn. For simplicity, this figure refers to Neanderthals with a single letter. Elsewhere, we use two letters to distinguish between the Altai and Vindija Neanderthals.

Credit: Alan R. Rogers, Nathan S. Harris, Alan A. Achenbac. По Creative Commons Attribution NonCommercial License 4.0


Схема отображает отделение ветви современного человека от предков неандертальцев и денисовцев — для обозначения этих предков авторы статьи вводят термин «neandersovan», будем их называть «неандерсовцами». Впоследствии они разделяются на неандертальцев и денисовцев, а еще гораздо позднее ветвь современного человека делится на популяции Африки и Европы (авторы статьи рассматривают геномы только Европы, но не Азии). На этой схеме обозначены генетические потоки между популяциями. Не вызывает сомнения многократно доказанный генетический поток от неандертальцев к современному человеку (на адаптированной схеме не указан). Есть также исследования, в которых выявляется генетический поток от современного человека (до выхода из Африки) к предкам неандертальцев.

Источником следующих двух потоков генов служит та самая введенная в модель супердревняя популяция рода Homo, находящаяся в отдаленном родстве со всем человечеством. Ее потребовалось ввести, поскольку без нее модель не работала. На основании моделирования, авторы предполагают, что имел место поток генов от супердревних к неандерсовцам.

Генетики попытались вычислить время образования популяции супердревних и получили 1,9 млн. лет назад, если исходить из скорости мутаций 0,45 × 10−9 на нуклеотид в год. Эта цифра почти совпадает с датировкой самых древних костных останков в Дманиси (1,85 млн. лет назад). Ученые предполагают, что супердревние были частью популяции самых первых людей на территории Евразии. По их гипотезе, в районе 700 тысяч лет назад в Евразии появились неандерсовцы, которые метисировались с проживающими там супердревними. При оценке молекулярно-генетическим методами эффективного размера популяции супердревних была получена очень большая численность — от 20 до 50 тысяч человек. Авторы предполагают, что это была не единая, а подразделенная на две популяция, и что источником первого и второго потока генов могли быть разные ее части.

Таким образом, получены свидетельства самого древнего скрещивания разных популяций гоминин. Причем ученые обращают внимание на то, что популяции, которые вступили в генетический обмен — супердревние и неандерсовцы — находились далеко не в близком родстве между собой, их эволюционные пути разделяли 1,2 млн. лет. Для сравнения, неандертальцы и сапиенсы, которые много позже скрещивались между собой, были гораздо более эволюционно близки (их разделяло около 700 тыс. лет).

«Эти данные о времени, когда произошло скрещивание, показывают нам, как долго должна продолжаться репродуктивная изоляция для того, чтобы виды стали эволюционировать отдельно», — сказал Алан Роджерс из Университета Юты, первый автор работы.

Что касается динамики популяций, то, по оценкам авторов, неандерсовцы, осваивая Евразию, проходили через «бутылочное горлышко», и их численность была невелика (называют цифру около 500 человек). Вскоре после разделения неандертальцев и денисовцев популяция первых начала стремительно расти (до 16 тысяч человек), впоследствии же их численность упала почти до трех тысяч человек. Подобные данные по динамике численности неандертальцев Алан Роджерс из Университета Юты получил еще в 2017 году, но его результаты были подвергнуты критике других специалистов, указывающих на ненадежность метода. Теперь ученые использовали данные секвенирования с высоким покрытием, которые должны давать более надежные результаты. Роджерс считает, что в данной работе подтверждены сделанные им ранее выводы.

«Последние пару лет я работал над другим способом анализа генетических данных, который бы позволил более точно проследить историю, — говорит Роджерс. — Получаешь удовлетворение от того, что новый способ, который ты придумал, позволяет взглянуть на данные по-новому и обнаружить вещи, которые мы не могли увидеть другими методами».

Источник

Alan R. Rogers, Nathan S. Harris, Alan A. Achenbach. Neanderthal-Denisovan ancestors interbred with a distantly related hominin // Sci. Adv. 2020; 6: eaay5483; DOI: 10.1126/sciadv.aay5483

Цитаты по пресс-релизу

Добавить в избранное

Вам будет интересно