Το «DNA φάντασμα» αλλάζει την ανθρώπινη ιστορία: Στο φως δύο χαμένοι πρόγονοι του ανθρώπου
Ερευνητές του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ εντόπισαν στο σύγχρονο ανθρώπινο γονιδίωμα γενετικά ίχνη από αρχαϊκούς πληθυσμούς που είχαν διασταυρωθεί με τον Homo sapiens.
Snapshot
- Επιστήμονες του Πανεπιστημίου Μπέρκλεϊ ανακάλυψαν γενετικά ίχνη δύο άγνωστων αρχαϊκών προγόνων στο DNA των σύγχρονων ανθρώπων.
- Ο ένας πρόγονος-«φάντασμα» διασταυρώθηκε με τον Homo sapiens στην Αφρική πριν από 50.000 χρόνια, με γενετικό αποτύπωμα περίπου 1% στο σύγχρονο DNA.
- Ένας υπερ-αρχαϊκός πρόγονος, που σχετίζεται με τον Homo erectus, άφησε γενετικό υλικό μέσω των Ντενίσοβαν, ιδιαίτερα σε πληθυσμούς της Ωκεανίας.
- Η μέθοδος TRACE επέτρεψε την ανίχνευση αρχαϊκού DNA χωρίς τη χρήση απολιθωμάτων, βασιζόμενη στην ανάλυση σύγχρονων γονιδιωμάτων.
- Τα αρχαϊκά γονίδια επηρέασαν τον ανοσοποιητικό σύστημα και τον μεταβολισμό, βοηθώντας τους ανθρώπους να προσαρμοστούν σε νέες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Γενετικά ίχνη δύο άγνωστων μέχρι σήμερα συγγενών του ανθρώπινου είδους εντόπισαν επιστήμονες μέσα στο DNA των σύγχρονων ανθρώπων, αποκαλύπτοντας ένα πολύ πιο περίπλοκο εξελικτικό παρελθόν. Η ανακάλυψη αυτή προσθέτει νέα δεδομένα στην ήδη γνωστή γενετική κληρονομιά από τους Νεάντερταλ και τους Ντενίσοβαν. Επιβεβαιώνει ότι η πορεία του ανθρώπου διαμορφώθηκε μέσα από συνεχείς επαφές και διασταυρώσεις μεταξύ διαφορετικών πληθυσμών.
Ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ κατάφερε να χαρτογραφήσει συγκεκριμένες περιοχές του σύγχρονου γονιδιώματος και να προσδιορίσει τις χρονικές περιόδους κατά τις οποίες συνέβησαν αυτές οι επιμειξίες. Τα σχετικά πορίσματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Science.
Ο κοινός πρόγονος-«φάντασμα» σε όλο τον πλανήτη
Ο πρώτος από τους άγνωστους πληθυσμούς, τον οποίο οι ερευνητές περιγράφουν ως πρόγονο-«φάντασμα», διασταυρώθηκε με τους σύγχρονους ανθρώπους στην Αφρική πριν από περισσότερα από 50.000 χρόνια. Η συνάντηση αυτή πραγματοποιήθηκε πριν από τη μεγάλη έξοδο του Homo sapiens προς την Ευρώπη και την Ασία.
Το DNA που κληρονομήθηκε από αυτή τη γενεαλογική γραμμή αποτελεί περίπου το 1% του σύγχρονου ανθρώπινου γονιδιώματος, ποσοστό αντίστοιχο με εκείνο των Νεάντερταλ. Ο συγκεκριμένος πληθυσμός είχε διαχωριστεί από τους προγόνους μας πριν από περίπου 800.000 χρόνια, εποχή που συμπίπτει με την παρουσία ομάδων του Μέσου Πλειστόκαινου στην Αφρική.
«Προηγούμενες μελέτες είχαν υποδείξει την πιθανότητα ύπαρξης άγνωστης αρχαϊκής καταγωγής, χωρίς όμως να καταλήγουν αν αυτή αφορούσε μόνο τους Αφρικανούς ή πότε ακριβώς συνέβη η γενετική ανάμειξη», ανέφερε ο Γιούλιν Ζανγκ, υποψήφιος διδάκτορας στο Μπέρκλεϊ και εκ των πρώτων συγγραφέων της μελέτης. Όπως εξήγησε, η νέα ανάλυση απέδειξε ότι αυτή η καταγωγή βρίσκεται στο DNA όλων των ανθρώπων σήμερα και κυμαίνεται ανά άτομο από 0,5% έως 1%.
Γενετικό υλικό από πληθυσμό 1,8 εκατομμυρίων ετών
Την ίδια ώρα, οι ερευνητές εντόπισαν υλικό από μια ακόμη αρχαιότερη ομάδα, την οποία χαρακτηρίζουν ως υπερ-αρχαϊκό πρόγονο. Η γραμμή αυτή χρονολογείται περίπου 1,8 εκατομμύρια χρόνια πίσω και φαίνεται πως συνδέεται με πληθυσμούς του Homo erectus στην Ευρασία.
Σύμφωνα με τα ευρήματα, ο υπερ-αρχαϊκός πληθυσμός διασταυρώθηκε με τους Ντενίσοβαν πριν από τουλάχιστον 200.000 χρόνια. Αργότερα, οι Ντενίσοβαν διασταυρώθηκαν με τον Homo sapiens, μεταφέροντας έτσι ένα μικρό τμήμα αυτού του αρχέγονου γενετικού υλικού στους σύγχρονους ανθρώπους. Το αποτύπωμα αυτό είναι σήμερα εμφανές κυρίως σε πληθυσμούς της Ωκεανίας, οι οποίοι φέρουν ποσοστό DNA Ντενίσοβαν που φτάνει έως και το 4%.
«Το εύρημα της υπερ-αρχαϊκής γραμμής αποκαλύπτει γενετική συνεισφορά από μια ανθρώπινη ομάδα που έζησε πάνω από ένα εκατομμύριο χρόνια πριν, παρόλο που δεν έχουμε στα χέρια μας αλληλουχημένο DNA από απολιθώματά της», τόνισε ο Αρτζούν Μπιντάντα, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς.
Ανίχνευση αρχαϊκού DNA χωρίς οστά
Για να ξεπεράσουν την έλλειψη διατηρημένων αρχαίων απολιθωμάτων, οι ερευνητές δημιούργησαν τη μέθοδο TRACE (TRacking Archaic Contributions via ARG Estimation). Αντί να βασίζονται σε αρχαία οστά, ανέλυσαν πλήρη γονιδιώματα σύγχρονων ανθρώπων από ολόκληρο τον κόσμο και ανακατασκεύασαν τις σχέσεις των τμημάτων του DNA μέσα από γενεαλογικά γραφήματα ανασυνδυασμού.
«Συνηθίζουμε να φανταζόμαστε την ανθρώπινη εξέλιξη σαν ένα δέντρο με κλαδιά. Κι όμως, τα νέα γονιδιωματικά δεδομένα δείχνουν μια πολύ πιο διασυνδεδεμένη ιστορία, σαν έναν πυκνό ιστό πληθυσμών που ενώνονταν μέσα από διαδοχικές μεταναστεύσεις και επιμειξίες», υπογράμμισε η Πρίγια Μουρτζάνι, αναπληρώτρια καθηγήτρια μοριακής και κυτταρικής βιολογίας στο Μπέρκλεϊ.
Πλεονέκτημα για το ανοσοποιητικό και τον μεταβολισμό
Πολλά από αυτά τα αρχαϊκά γενετικά τμήματα εντοπίζονται σε περιοχές του γονιδιώματος που σχετίζονται με την άμυνα του ανοσοποιητικού συστήματος και τον μεταβολισμό. Όταν οι πρώτοι ανθρώπινοι πληθυσμοί μετακινούνταν σε άγνωστες περιοχές, τα γονίδια που πήραν από άλλους συγγενικούς πληθυσμούς τούς βοήθησαν να αντέξουν σε νέες ασθένειες, διαφορετικά κλίματα και νέες πηγές διατροφής.
Στη μελέτη συμμετείχαν επίσης η Σάρα Τζόνσον από το Μπέρκλεϊ και ο Κολμ Ο’Ντάσλεϊν από την εταιρεία 54Gene, με υποστήριξη από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι με τον εμπλουτισμό των παγκόσμιων βάσεων δεδομένων, οι υπολογιστικές μέθοδοι όπως το TRACE θα μπορέσουν να εντοπίσουν ακόμη πιο αμυδρά ίχνη και από άλλους άγνωστους κλάδους του εξελικτικού μας παρελθόντος.
