თანამედროვე ადამიანები, ნეანდერტალელებისა და დენისოველების გარდა, ორი იდუმალი, გადაშენებული შტოს დნმ-საც ატარებენ. მათი დაფარული გენეტიკური მემკვიდრეობა აჩვენებს, რომ ჩვენი ევოლუციური წარსული მრავალი სხვადასხვა ადამიანის ჯგუფის განმეორებითმა შერევამ ჩამოაყალიბა.

ორმა აქამდე უცნობმა ადამიანურმა ნათესავმა დღეს ცოცხალ ადამიანებში საკუთარი დნმ-ის კვალი დატოვა და ნეანდერტალელებისა და დენისოველებისგან უკვე მიღებულ გენეტიკურ მემკვიდრეობას კიდევ ერთი შრე დაამატა. აღმოჩენა კიდევ ერთხელ ადასტურებს მზარდ შეხედულებას, რომლის მიხედვითაც ადამიანის ევოლუცია ურთიერთდაკავშირებულ ჰომინინთა პოპულაციებს შორის შეხვედრებისა და შეჯვარების ხანგრძლივი ისტორიაა.

ადრე ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა ნიშნები, რომ ჰომო საპიენსი, ნეანდერტალელებისა და დენისოველების გარდა, არქაულ ადამიანებსაც შეერია. ახლა ბერკლის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა თანამედროვე ადამიანის გენომის კონკრეტული რეგიონები დაადგინეს, რომლებიც ამ უცნობი წინაპრებისგან მომდინარეობდა, და შეჯვარების თარიღი შეაფასეს.

გუნდმა ეს აღმოჩენა ახალი მეთოდის გამოყენებით, ასობით თანამედროვე ადამიანის გენომის გამოკვლევითა და მათ დნმ-მიმდევრობებს შორის უძველესი გენეალოგიური კავშირების აღდგენით შეძლო.

ყველა ადამიანისთვის საერთო "მოჩვენებითი" წინაპარი

ერთ-ერთი უცნობი ჯგუფი, რომელსაც მკვლევრები მოჩვენებით წინაპარს უწოდებენ, თანამედროვე ადამიანებს აფრიკაში 50 000 წელზე მეტი ხნის წინ შეერია. შეხვედრა აფრიკიდან ევროპასა და აზიაში ჰომო საპიენსის ბოლო მნიშვნელოვან გადაადგილებამდე მოხდა.

ამ შტოდან მემკვიდრეობით მიღებული დნმ თანამედროვე ადამიანის გენომის დაახლოებით 1%-ს შეადგენს, რაც ნეანდერტალელებისგან მემკვიდრეობით მიღებული წილის მსგავსია. მოჩვენებითი შტო თანამედროვე ადამიანების წინაპრებს დაახლოებით 800 000 წლის წინ გამოეყო, თითქმის იმ დროს, როცა ნეანდერტალელები და დენისოველებიც ერთმანეთს გამოეყვნენ. თუმცა, მოჩვენებითმა პოპულაციამ თანამედროვე ადამიანებთან გენები ნეანდერტალელებისა და დენისოველების აფრიკის გარეთ შეხვედრებზე უფრო ადრე გაცვალა.

"წინა პუბლიკაციები ვარაუდობდნენ, რომ შესაძლოა არსებობდეს მოჩვენებითი, თანამედროვე ადამიანებში უცნობი არქაული შტოებიდან მომდინარე წარმომავლობა, მაგრამ მათ ვერ დაასკვნეს, ეს უცნობი წარმომავლობა მხოლოდ აფრიკელებში გვხვდება თუ არა, და როდის მოხდა ეს ინტროგრესიის მოვლენა", — თქვა ბერკლის სადოქტორო სტუდენტმა იულინ ჟანგმა, კვლევის ორი ავტორიდან ერთ-ერთმა — "ჩვენ რეალურად შევძელით, თანამედროვე ადამიანებში გენომური ლოკაციები მოგვეძებნა, რომლებიც ამ მოჩვენებითი შტოდან მომდინარეობს, და გვეჩვენებინა, რომ ეს მოჩვენებითი წარმომავლობა ყველა თანამედროვე ადამიანშია, არა მხოლოდ აფრიკელებში".

მილიონწლიანი შტოს დნმ

მკვლევრებმა ასევე აღმოაჩინეს გენეტიკური მასალა კიდევ უფრო ძველი პოპულაციიდან, რომელსაც ისინი სუპერარქაულ წინაპარს უწოდებენ. ეს ჰომინინი დაახლოებით 1.8 მილიონი წლის წინანდელი შტოდან წარმოშობილა და, როგორც ჩანს, ევრაზიაში დენისოველებს სავარაუდოდ 200 000 წლის წინ შეერია.

დენისოველები მოგვიანებით ჰომო საპიენსთან შეერივნენ, რამაც ამ სუპერარქაული დნმ-ის მცირე ნაწილს თანამედროვე ადამიანის გენომებში შეღწევის საშუალება მისცა.

"სუპერარქაული აღმოჩენა განსაკუთრებით საინტერესოა, რადგან ის ავლენს გენეტიკურ წვლილს იმ ადამიანური შტოსგან, რომელიც მილიონზე მეტი წლის წინ ცხოვრობდა, მიუხედავად იმისა, რომ ამ პოპულაციის დნმ-ის მიმდევრობა დღემდე დადგენილი არ არის", — თქვა არჯუნ ბიდანდამ, ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის პოსტდოქტორანტმა და კვლევის თანაავტორმა.

ერთად აღებული, ეს შედეგები იმაზე მიუთითებს, რომ ადრეული ჰომო საპიენსი ბოლო მილიონი წლის განმავლობაში აფრიკასა და ევრაზიაში მრავალ ნათესავ ადამიანურ ჯგუფთან ერთად ცხოვრობდა. ეს პოპულაციები გენეტიკურად საკმარისად მსგავსი იყო იმისთვის, რომ ერთმანეთთან შვილები ჰყოლოდათ, რამაც ხანგრძლივი ბიოლოგიური კვალი დატოვა.

"ნეანდერტალელებისა და დენისოველების უძველესი დნმ-ისა და ამ ახალი გენეალოგიური მეთოდების წყალობით ვიგებთ, რომ ადამიანურ პოპულაციებს შორის შერევა დროთა განმავლობაში ძალიან ფართოდ იყო გავრცელებული და, სავარაუდოდ, ეს ასევე მართებულია უძველეს დროით მასშტაბებშიც", — თქვა პრია მურჯანმა, ბერკლის უნივერსიტეტის მოლეკულური და უჯრედული ბიოლოგიის ასოცირებულმა პროფესორმა — "ჩვენ ხშირად ადამიანის ევოლუციას განშტოებულ ხედ წარმოვიდგენთ, თუმცა ახალი გენომური მონაცემები და ანალიტიკური მეთოდები გაცილებით უფრო ურთიერთდაკავშირებულ ისტორიას ავლენს. ეს უფრო პოპულაციების რთულ ქსელს ჰგავს, რომელიც მიგრაციისა და შერევის განმეორებითი ეპიზოდებით არის დაკავშირებული".

მკვლევრებმა მოჩვენებითი და სუპერარქაული პოპულაციების ვინაობა ჯერ კიდევ არ იციან. თუმცა, სავარაუდო თარიღები, როდესაც ისინი სხვა ადამიანური შტოებისგან გამოეყვნენ, აფრიკაში დაახლოებით 800 000 წლის წინ მცხოვრებ შუა პლეისტოცენის ჰომოს ჯგუფებსა და ევრაზიაში დაახლოებით 1.8 მილიონი წლის წინ მცხოვრებ ჰომო ერექტუსის პოპულაციებს ემთხვევა.

• ტესტი: რამდენად კარგად იცნობ ადამიანთა სახეობებს?

არქაული დნმ-ის კვალის დადგენა ნამარხების გარეშე

თანამედროვე ადამიანები, რომლებმაც აფრიკა დაახლოებით 50 000 წლის წინ დატოვეს, ევრაზიაში ნეანდერტალელებსა და დენისოველებს შეხვდნენ და ორივე ჯგუფს შეერივნენ. მართალია, ნეანდერტალელები და დენისოველები მოგვიანებით გადაშენდნენ, მათი გენომების ნაწილი მათსავე თანამედროვე ადამიანურ შთამომავლებში შემორჩა.

მკვლევრებმა ეს მემკვიდრეობითობა ნეანდერტალელებისა და დენისოველების ნამარხებში დაცული დნმ-ის გამოყოფითა და მისი მიმდევრობის დადგენით გამოავლინეს. თუმცა, ცოცხალი ადამიანების გენომებში გაცილებით უფრო ძველი შეჯვარების ეპიზოდების ნიშნებიც აღმოჩნდა. ამ სიგნალების შესწავლა რთული იყო, რადგან მკვლევრებმა სხვა გადაშენებული ჰომინინების უმეტესობის დნმ-ის მიმდევრობა ვერ დაადგინეს.

ამ შეზღუდვის დასაძლევად მურჯანის გუნდმა შექმნა მეთოდი სახელწოდებით TRACE (TRacking Archaic Contributions via ARG Estimation). უძველეს ნაშთებზე დაყრდნობის ნაცვლად, TRACE დღევანდელი ადამიანების სრული გენომების გამოყენებით არქაულ გენეტიკურ რეგიონებს ეძებს.

მკვლევრებმა მთელი მსოფლიოს მასშტაბით ინდივიდების გენომები შეისწავლეს და მრავალი თაობის განმავლობაში დნმ-სეგმენტებს შორის კავშირები აღადგინეს. ეს რეკონსტრუქცია, რომელსაც წინაპართა რეკომბინაციის გრაფი (ARG) ეწოდება, დეტალურ სურათს იძლევა იმისა, თუ როგორ არის გენომის სხვადასხვა ნაწილი საერთო წარმომავლობით ერთმანეთთან დაკავშირებული.

"გენეალოგიები ჩვენი ევოლუციური წარსულის ჩანაწერს ინახავს", — თქვა მურჯანმა — "TRACE ამ ისტორიებს მთელი გენომის მასშტაბით აღადგენს. იმ რეგიონების იდენტიფიცირებით, რომელთა წარმომავლობაც უჩვეულოდ შორეულ წარსულში მიდის, ჩვენ შეგვიძლია გადაშენებული ადამიანური პოპულაციებისგან გენეტიკური წვლილი გამოვავლინოთ, თუნდაც უძველესი დნმ-ის არარსებობის პირობებში".

თანამედროვე გენომებში დაფარული უძველესი სიგნალები

TRACE-ის მიერ იდენტიფიცირებული ზოგიერთი უძველესი გენეტიკური რეგიონი ნეანდერტალელის იმ გენომის დნმ-ს დაემთხვა, რომლის მიმდევრობაც დადგენილია. ნეანდერტალური წარმომავლობა ადამიანის გენომის დაახლოებით 1%-ს შეადგენს.

ეს მეთოდი ასევე წარმატებით ავლენდა ცნობილ დენისოვურ დნმ-საც, როცა გუნდმა აზიისა და ოკეანეთის გენომებზე გაამახვილა ყურადღება, სადაც ზოგიერთ პოპულაციას მნიშვნელოვანი დენისოვური წარმომავლობა გააჩნია. თუმცა, ბევრი სხვა უძველესი რეგიონი არც ნეანდერტალელებს და არც დენისოველებს ემთხვეოდა. მკვლევრებმა დაასკვნეს, რომ ეს სეგმენტები ორი ცალკეული არქაული შტოდან მომდინარეობდა, რომლებიც სხვადასხვა დროს სხვა ჯგუფებთან შეირივნენ.

მოჩვენებითი წარმომავლობა როგორც აფრიკულ, ისე არააფრიკულ პოპულაციებში გამოვლინდა. ეს ფართო გავრცელება მიუთითებს, რომ შეჯვარება მოხდა მანამ, სანამ ჰომო საპიენსი აფრიკიდან ბოლო დიდ მიგრაციას დაიწყებდა და მთელ პლანეტაზე გავრცელდებოდა.

"ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ თანამედროვე ადამიანის გენომის დაახლოებით 2% არქაული ჰომინინებისგან მომდინარეობს", — თქვა ჟანგმა — "მოჩვენებითი შტოს შემთხვევაში, დღევანდელმა აფრიკელებმაც და არააფრიკელმა პოპულაციებმაც მოჩვენებითი წარმომავლობის მსგავსი წილი მემკვიდრეობით მიიღეს. თითოეულ ინდივიდს გენომის დაახლოებით 0.5-დან 1%-მდე ამ მოჩვენებითი შტოსგან აქვს მემკვიდრეობით მიღებული".

• როგორ გამოიყურებოდნენ პირველი ევროპელები — მეცნიერებმა ახალი მოდელი შექმნეს

სუპერარქაული დნმ დენისოველების გავლით გავრცელდა

მეორე უცნობი შტო მაშინ გამოჩნდა, როცა მკვლევრებმა ოკეანეთის პოპულაციების გენომები შეისწავლეს, მათ შორის წყნარი ოკეანის კუნძულოვან სახელმწიფოებში მცხოვრები ადამიანების გენომებიც. ამ პოპულაციებს დენისოვური წარმომავლობა შეიძლება 4%-მდე ჰქონდეთ.

სუპერარქაული გენეტიკური სიგნალი დენისოვური დნმ-ის სეგმენტებში გამოვლინდა. ეს ნიმუში იმაზე მიუთითებს, რომ უძველესმა შტომ თავდაპირველად დენისოველებს გადასცა თავისი დნმ, რომლებმაც მოგვიანებით მისი ნაწილი თანამედროვე ადამიანებს გადასცეს.

დენისოვურ გენომებში, სავარაუდოდ, 3-დან 5%-მდე სუპერარქაული წარმომავლობაა. მურჯანის თქმით, რადგან თანამედროვე ადამიანურ პოპულაციებში დენისოვური დნმ-ის მხოლოდ ნაწილი შევიდა, დღეს მცხოვრებმა ადამიანებმა ამ გაცილებით უფრო ძველი გენეტიკური მასალის მხოლოდ მცირე წილი მიიღეს მემკვიდრეობით.

"TRACE-მა საშუალება მოგვცა, კონტექსტში მოგვექცია, თუ როგორ არის განაწილებული ადამიანის გენომში ამ აქამდე შეუსწავლელი ჰომინინებისგან მომდინარე წარმომავლობის სეგმენტები", — თქვა ბიდანდამ — "ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ეს წვლილი გენომში ფართოდ არის გავრცელებული და მოჩვენებითი წარმომავლობა თვით იმ რეგიონებშიც გამოვლინდა, რომლებიც აქამდე ნეანდერტალურ და დენისოვურ წარმომავლობის მიმართ შეუწყნარებლად ითვლებოდა".

უძველესი შეჯვარება, შესაძლოა, ადამიანებს ადაპტაციაში დაეხმარა

მურჯანის თქმით, არქაული დნმ-ის სეგმენტების დიდი ნაწილი გენომის იმ რეგიონებში იყო თავმოყრილი, რომლებიც იმუნურ დაცვასა და მეტაბოლიზმთანაა დაკავშირებული.

"ეს ნიმუში სავსებით მოულოდნელი არ არის", — თქვა მან — "ახალ პათოგენებთან და საკვების წყაროებთან ადაპტაცია ადამიანის ევოლუციაში ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი სელექციური ზეწოლა იყო. სხვა ადამიანურ ჯგუფებთან შეჯვარებამ ახალი გენეტიკური ვარიაცია შემოიტანა და ბუნებრივი გადარჩევისთვის დამატებითი ნედლეული უზრუნველყო. სასარგებლო ვარიანტების შენარჩუნება და მრავალი თაობის განმავლობაში გავრცელება ამის შემდეგ გახდა შესაძლებელი".

როცა მიგრირებული ადამიანური პოპულაციები უცხო გარემოში ხვდებოდნენ, სხვა ჰომინინებისგან მემკვიდრეობით მიღებული გენები, შესაძლოა, მათ ახალ დაავადებებზე, კლიმატსა თუ საკვებზე რეაგირებაში ეხმარებოდა. შემდეგ კი სასარგებლო ვარიანტები, ერთი თაობიდან მეორეზე გადაცემისას, სულ უფრო ვრცელდებოდა.

შესაძლოა, დაკარგული ადამიანური შტოები კიდევ არსებობდეს

მურჯანს იმედი აქვს, რომ TRACE საბოლოოდ დამატებითი უცნობი პოპულაციების სუსტ სიგნალებსაც გამოავლენს. ეს შესაძლებლობა გაუმჯობესდება, რადგან გლობალური გენომის მონაცემთა ბაზები ადამიანის პოპულაციების უფრო ფართო და წარმომადგენლობით სპექტრს მოიცავს. დამატებითი დენისოვური გენომებიც მკვლევრებს შედარებისთვის მეტ მასალას მისცემდა. აქამდე მხოლოდ ერთია გამოქვეყნებული.

ჰომო ერექტუსის ნამარხებიდან ახლახან აღდგენილი ცილების მიმდევრობებიდან მკვლევრებს დამატებითი კვალის აღმოჩენაც შეუძლიათ. ეს ცილები, შესაძლოა, სუპერარქაული პოპულაციის ვინაობის გამოვლენაში დაეხმაროს.

"ვფიქრობ, ეს ახალი გამომთვლელი მეთოდები, რომლებიც გენეალოგიური კავშირების აღდგენის საშუალებას გვაძლევს, ამ სფეროში მართლაც შემდეგი საზღვარია, რადგან ისინი საშუალებას გვაძლევს, ჩვენი წარსულის დაფარული ეპიზოდები უძველესი დნმ-ის გარეშეც გამოვავლინოთ", — დაამატა მან.

მურჯანმა აღნიშნა, რომ TRACE სხვა სახეობებთანაც უნდა მუშაობდეს, რაც, მისივე თქმით, "სიცოცხლის ხის გასწვრივ სულ სხვა კანონზომიერებების გამოვლენის საშუალებასაც მოგვცემს".

• რატომ გადაშენდნენ ნეანდერტალელები — მეცნიერებმა ნაკლებად ცნობილი ფაქტორი დაასახელეს
• როგორი იყო დედობა ჰომო ერექტუსებისთვის

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, გამოიწერე ჩვენი YouTube არხი და უყურე თემატურ ვიდეოებს.