Следи от двама неизвестни човешки предци са открити в съвременната ДНК

Следи, запазени в човешката ДНК, могат да помогнат за разрешаването на една от големите загадки на еволюцията – кои са древните ни родственици, които не присъстват във фосилния летопис, но чието генетично наследство продължава да съществува у хората днес.

Още преди години учените установяват, че Homo sapiens се е кръстосвал с вече изчезнали човешки групи, сред които неандерталците и денисовците. Някои древни линии обаче остават почти невидими. За разлика от тези два вида, чиято ДНК е извлечена от праисторически останки, за други няма генетичен материал от фосили, който да бъде сравнен със следите в съвременните човешки геноми. Затова изследователите ги наричат генетични „призраци“.

Предишни проучвания вече откриват остатъци от подобни неизвестни популации, но не успяват да установят кога е настъпило смесването с тях и колко отдавна са се отделили от предците на съвременния човек.

Сега изследователи разработват нов метод за анализ на съвременни човешки геноми и намират доказателства за две неизвестни досега древни линии. Вместо да започнат от праисторически останки, те тръгват назад от ДНК на живи хора, за да възстановят липсващи части от родословното дърво на човечеството.

Необичайна находка хвърля нова светлина върху загадъчен човешки родственик

Едната група вероятно се е кръстосала пряко с Homo sapiens в Африка преди повече от 50 000 години. Другата е значително по-древна и част от нейното генетично наследство достига до съвременния човек косвено – чрез денисовците. Резултатите са публикувани в края на юни в списание Science.

Новият подход възстановява генеалогии – своеобразни карти, които показват откъде произхождат различните участъци от ДНК и как са се предавали през поколенията. По този начин учените могат да проследят разклонения от еволюционното ни минало, за които досега почти не е имало информация.

„Най-фундаменталният въпрос за повечето от нас е: „Защо сме тук? Откъде идваме?“. Тези генеалогии наистина ни позволяват да погледнем към миналото по начин, който досега не беше възможен“, коментира пред CNN Прия Мурджани, съавтор на изследването и доцент в катедрата по молекулярна и клетъчна биология на Калифорнийския университет в Бъркли.

Според нея резултатите дават възможност да се проучи и защо някои групи хоминини са оцелели, докато други са изчезнали. Генетичният принос на различните ни предци може да хвърли светлина и върху адаптацията на хората към различна среда, както и върху причините някои заболявания да ни засягат днес.

В търсене на генетичните „призраци“

Съвременните хора започват голямата си миграция извън Африка преди около 50 000 години. Именно последвалото разселване на Homo sapiens в Евразия води до смесването с неандерталци и денисовци. Новооткритите древни линии обаче добавят още пластове към тази история.

Единият неизвестен предшественик вероятно се е кръстосал с хора в Африка още преди голямата миграция. Според изчисленията между 0,5% и 1% от геномите на хората днес произхождат от тази линия – дял, сходен с количеството неандерталска ДНК при много съвременни популации.

Втората линия е много по-стара. Учените я наричат „суперархаичен“ предшественик, тъй като произхожда от клон на човешкото родословно дърво, отделил се преди около 1,8 млн. години.

Тази група хоминини изглежда се е смесила с денисовците в Евразия преди повече от 200 000 години. Част от нейната ДНК впоследствие достига до Homo sapiens чрез кръстосването на съвременните хора с денисовци.

500-годишни мумии доказват европейския произход на едрата шарка

За да открият тези невидими предци, изследователите създават компютърен метод, наречен TRACE. Той търси в геномите на съвременните хора генетични следи, оставени от отдавна изчезнали популации.

„Нашите геноми представляват мозайка от малки части ДНК, наследени от всички наши предци, затова в различните участъци от генома имаме различно родословно дърво“, обяснява Мурджани.

Някои от клоновете са сравнително скорошни, докато други се простират много по-назад във времето. ДНК, наследена от древни родственици като неандерталците, например се намира именно в тези по-дълбоки разклонения. TRACE претърсва целия геном за подобни древни линии, които биха могли да свидетелстват за произход от неизвестни досега популации.

Методът е приложен върху повече от 500 генома на съвременни хора от Африка, Европа и Азия. Следи от по-младия „призрачен“ предшественик се появяват във всички изследвани популации. Това подсказва, че той е предал своя ДНК на предците на съвременния човек още преди голямото разселване извън Африка.

„Ако погледнем отвъд хората, обменът на гени и смесването между различни групи са широко разпространени сред популациите, затова не е особено изненадващо, че носим ДНК от различни хоминини“, казва Мурджани. По думите ѝ едва през последните години става технически възможно подобно генетично наследство да бъде извличано и разпознавано.

Кои са неизвестните ни предци?

Засега учените не могат да установят със сигурност към кои популации хоминини принадлежат двете линии. Те обаче стесняват кръга от възможности според момента, в който отделните клонове са се разделили в човешкото родословно дърво.

Времето на отделяне на по-младата линия съответства на популации на рода Homo, живели в Африка през средния плейстоцен. Това допуска възможността тя да е свързана с Homo heidelbergensis.

Този древен човек обитава Африка и Европа приблизително между 700 000 и 200 000 години назад. Значително по-старата линия пък може да има връзка с евразийски представители на Homo erectus. До момента учените не са успели да извлекат ДНК от останки на нито една от тези две групи.

Нови ДНК данни променят представите за живота на неандерталците

„Откритието за суперархаичната линия е особено вълнуващо, защото разкрива генетичен принос от човешка линия, живяла преди повече от милион години, въпреки че не разполагаме с нито една секвенирана ДНК проба от тази популация“, посочва Арджун Биданда, изследовател в университета „Джонс Хопкинс“ и един от водещите автори на проучването.

Геномите на съвременните хора до голяма степен си приличат, но малка част от различията между отделните индивиди произтичат именно от тези далечни предци. Те са оставили редки, но забележими генетични вариации, пояснява палеоантропологът и професор в Университета на Уисконсин–Мадисън Джон Хоукс, който не участва в изследването.

„Днес сме склонни да се съсредоточаваме върху различия между хората, които изглеждат големи, но всъщност са повърхностни – например цвета на кожата или чертите на лицето“, допълва Хоукс. Според него тези особености са минимални в сравнение с различията между древните ни предци, които въпреки това са намирали начини да взаимодействат и да оцеляват заедно.

По думите му откриването на по-младата неизвестна линия показва, че смесването с нея е станало много преди контактите с неандерталците и е оставило следи във всички съвременни човешки популации.

Учените се надяват TRACE да разкрие и други скрити линии както в историята на човешкия вид, така и при други животни. Най-сигурните доказателства обаче биха дошли от ДНК, извлечена директно от древни останки.

Докато подобен генетичен материал не бъде намерен, следите в геномите на живите хора остават най-близката възможност да достигнем до тези отдавна изчезнали предци.

„Двама случайно избрани души от различни части на света могат да са наследили един и същ участък от ДНК от предшественик, за когото досега дори не сме знаели“, уточнява Юлин Джан, докторант по изчислителна биология в Калифорнийския университет в Бъркли и един от водещите автори на изследването. „Този загадъчен предшественик ни показва още един начин, по който сме свързани.“