_ A deveni uman: un Perspectiva genomului antic

Scriind un comentariu în numărul a 50-a aniversare a revistei Cell, Fu Qiaomei și E. Andrew Bennett, ambii de la Institutul de Paleontologie și Paleoantropologie a Vertebratelor (IVPP) al Academiei Chineze de Științe, au explorat contribuția paleogenomicii la înțelegerea noastră a evoluției oamenilor moderni.

Având în vedere numeroasele sale contribuții în domeniul evoluției umane prin analiza atât a genomului uman arhaic, cât și a celui modern timpuriu, prof. Fu a fost invitată de revista Cell pentru a scrie un comentariu care trece în revistă ceea ce am învățat despre evoluția identității umane moderne din ADN-ul antic.

Articolul, „Ancient genomes and the evolutionary path of modern humans”, a fost publicat pe 29 februarie.

Rolul central al poveștilor despre originea umană în sistemele de credințe din întreaga lume atestă fascinația de durată a oamenilor față de începuturile noastre. Descoperirile arheologice și paleoantropologice au ajutat la descrierea celor mai timpurii apariții ale formei umane moderne și începutul unor comportamente care ne deosebesc de alte creaturi vii.

Secvențierea primului genom uman în urmă cu mai bine de 20 de ani a adus puterea genomicii comparative de a pune întrebări despre diferențele dintre oameni și marile maimuțe. Dar oamenii moderni și cimpanzeii, rudele noastre vii cele mai apropiate, sunt despărțiți de aproximativ șase milioane de ani de evoluție, ceea ce face ca astfel de abordări să fie inadecvate pentru studii mai apropiate în timp de apariția calităților umane moderne.

La fel, cei 1.000 de genomi. Proiectul ne-a permis să apreciem întinderea diversității genetice umane moderne, dar amestecul și o înțelegere incompletă a structurii genetice a populațiilor preistorice au limitat explorarea noastră a evenimentelor mai profunde folosind doar genomurile moderne. Disponibilitatea recentă a datelor genomice umane moderne timpurii, precum și a datelor genomice arhaice de la neanderthalieni și denisoveni ne-a oferit mijloacele de a urmări mai bine schimbările genetice care stau la baza originii oamenilor moderni.

În comentariul lor, autorii a recapitulat înțelegerea noastră actuală, bazată pe domeniile paleoantropologiei și arheologiei, a evoluției morfologiei și comportamentului uman modern. Ulterior, ei au rezumat contribuțiile la înțelegerea noastră despre „a fi uman” din domeniul paleogenomicii.

Fu și Bennett au decis să împartă aceste contribuții în două abordări distincte: o abordare directă care încearcă să identifice genetice moderne specifice omului. modificări bazate pe comparații directe ale secvențelor genomului uman modern și arhaic și o abordare mai indirectă prin care cercetătorii încearcă să reconstruiască istoria vieții populațiilor umane arhaice și moderne din ADN antic.

Articolul lor notează că ambele aceste metode de investigare au puterea de a explora diferite aspecte ale populațiilor umane moderne emergente; totuși, fiecare are propriul său set specific de complicații de depășit.

Abordarea bazată pe secvențe poate identifica teoretic modificări genetice comune tuturor oamenilor moderni care îi deosebesc de neanderthalieni și denisoveni, dar utilitatea acestei abordări este limitat în prezent de înțelegerea noastră incompletă a diversității genetice a populațiilor umane arhaice și moderne. De exemplu, secvențierea extinsă a genomilor moderni din diverse părți ale Africii a dezvăluit că unele alele găsite anterior doar în genomii arhaici sunt prezente și în populațiile moderne.

În contrast, abordarea indirectă încearcă să descifreze semnalele rămase în genoame antice care ne pot ajuta să înțelegem mai bine comportamentele din trecut și caracteristicile populației, cum ar fi dimensiunea populației, structura familiei și practicile de împerechere, precum și adaptarea la schimbările climatice, agenții patogeni locali și inovațiile în stilul de viață. Aceste detalii, inaccesibile folosind metodele anterioare, adaugă o nouă dimensiune înțelegerii noastre despre originile umane.

Autorii au revizuit mai multe studii și au concluzionat că, în ciuda deficitului de date disponibile în prezent, au apărut unele diferențe între oamenii moderni timpurii și populațiile arhaice.

Deși atât oamenii moderni timpurii, cât și cei de Neanderthal. populațiile par să fi practicat exogamia feminină, în care partenerele de sex feminin erau alese din afara unor grupuri strâns înrudite, oamenii moderni timpurii par să fi menținut o diversitate genetică mai mare decât omologii lor arhaici, strămoșii lor imediati fiind mai îndepărtați între ei.

Deși nu s-a găsit nicio cauză genetică unică care să explice de ce populațiile umane moderne s-au extins în timp ce populațiile arhaice s-au contractat și au dispărut, FU și Bennett au discutat despre cum pot apărea mai multe avantaje individuale de fitness din apartenența la o rețea de populație mai mare și mai bine conectată.

Luate împreună, aceste avantaje la nivel de populație, numite „efecte Allee” în biologia populației, pot duce la un succes îmbunătățit în activități precum exploatarea resurselor, apărarea și selecția partenerului și pot fi suficiente pentru a explica diferitele rezultate. a populațiilor umane timpurii moderne și arhaice.

Comentariul subliniază, de asemenea, că, în ciuda acestui succes, multă diversitate genomică s-a pierdut, de asemenea, pe parcurs, iar studiile ADN antice au identificat câteva populații umane moderne distincte în trecut. care nu au lăsat descendenți printre oamenii actuali.

Datele genetice antice au ajutat, de asemenea, la descrierea originii adaptării umane la mediile locale, cum ar fi varianta EDAR care a apărut în nordul Asiei de Est în timpul ultimei gheațe. Vârsta sau probabila introgresie a alelei EPAS1 de la denisoveni, care ajută la supraviețuirea la altitudini mari.

Au fost documentate adaptări similare la dietele locale și agenții patogeni, precum și adaptările la noi inovații, cum ar fi persistența lactază după domesticirea vitelor. Mobilitatea și adaptabilitatea crescute a populațiilor umane moderne de când au părăsit Africa a asigurat că multe date genomice antice rămân de descoperit și studiat.

Prin integrarea celor mai recente descoperiri din ADN-ul antic cu cele apărute din paleoantropologie și arheologie, Comentariul lui Fu și Bennett a extins și actualizat discuția despre originile umane.

(Fluierul)