Neandertalczycy i pierwsi ludzie mają wspólnego przodka, który pochodzi z Afryki, ale ewoluowali jako odrębne gatunki setki tysięcy lat temu. Zanim Homo sapiens pojawił się w Afryce około 300 000 lat temu, przodkowie neandertalczyków żyli już w Europie i Azji od około 100 000 lat.
Grupy Homo sapiens nie opuściły masowo kontynentu afrykańskiego aż do około 60 000 lat temu, choć mniejsze migracje do Eurazji miały miejsce dużo wcześniej. Naukowcy podejrzewają, że populacje Homo sapiens mogły podróżować tam i z powrotem na kontynent afrykański kilka razy, ale dowody takich powrotów są skąpe.
Tysiące fizycznych artefaktów i skamielin – od narzędzi po niemal kompletne szkielety – mówią nam, że wcześni ludzie w końcu żyli w pobliżu swoich neandertalskich kuzynów w Europie i Azji przez co najmniej kilka tysięcy lat. W ostatniej dekadzie coraz więcej dowodów genomicznych wskazuje, że gatunki te krzyżowały się ze sobą – nawet tak niedawno, jak 37 000 lat temu – zanim neandertalczycy wyginęli. Naukowcy wcześniej szacowali, że Neandertalczycy przyczyniły się wszędzie od jednego do czterech procent DNA w ludzi z europejskich lub azjatyckich rodowód.
Because Neandertalczycy ewoluowały poza Afryką, naukowcy zakładali, że ich DNA nie pojawi się w genomach współczesnych populacji afrykańskich. Poprzednie badania wykazały tylko około 0,02 procent neandertalskiego DNA we współczesnych genomach afrykańskich.
Jednakże nowe badania opublikowane w zeszłym tygodniu w czasopiśmie Cell odwracają to założenie na głowie dzięki nowemu, przełomowemu odkryciu: Ludzie z afrykańskim rodowodem faktycznie mają blisko 0,5 procent neandertalskiego DNA w ich genomie. Badanie wykazało również, że neandertalskie DNA stanowi około 1,7 i 1,8 procent genomu europejskiego i azjatyckiego, odpowiednio.
Ten zaskakujący odkrycie dziedzictwa, jednak nie pokazuje, że Neandertalczycy i starożytnych Afrykanów bezpośrednio interbred, raporty Maya Wei-Haas dla National Geographic. Raczej może dostarczyć dowodów, że populacje wczesnych ludzi udał się do Europy, kojarzony z neandertalczyków, a następnie wrócił do Afryki, kojarząc z afrykańskich populacji, które nigdy nie opuścił.
„Nasza praca podkreśla, jak ludzie i neandertalczycy współdziałali przez setki tysięcy lat, z populacji rozpraszających się z i z powrotem do Afryki”, autor badania Joshua Akey, genetyk na Uniwersytecie Princeton, mówi Bruce Bower w Science News.
Akey i jego koledzy nie byli pierwszymi, którzy zaproponowali pomysł dziedzictwa neandertalskiego w populacjach afrykańskich. Inne grupy wysunęły hipotezę, że wczesne migracje w Afryce i poza nią mogły wymieszać neandertalskie DNA z populacjami ludzkimi na kontynencie, wyjaśnia Svante Pääbo, genetyk z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka, który nie brał udziału w badaniu, w rozmowie z George’em Dvorsky’m z Gizmodo. Ale teorie te były trudne do utrzymania, gdy pierwszy neandertalski genom został opublikowany w 2010 roku i nie znaleziono takich sygnatur w nowoczesnych afrykańskich genomach, zgodnie z National Geographic.
Jednakże afrykańskie genomy od dawna były niedostatecznie zbadane. Przytłaczająca większość badań genetycznych nadal być prowadzone w ludzi pochodzenia europejskiego, stronniczość, która naukowo ignoruje ogromne połacie współczesnej populacji ludzkiej. Afrykańskie linie rodowe są tak słabo poznane, że genetycy mogli nieumyślnie skompromitować swoje wyniki, przyjmując błędne założenia, wyjaśnia Akey w mailowym wywiadzie dla Gizmodo. Poprzednie metody znalezienia neandertalskich sekwencji w DNA współczesnego człowieka, jak mówi, porównywały genomy z tymi z populacji afrykańskich, które uważano za mające niewielką lub żadną zawartość neandertalską, aby szukać rozbieżności. Ta metoda prawdopodobnie stronniczy ostateczne szacunki neandertalskiego DNA we współczesnych populacjach afrykańskich.
Aby odkryć ślady neandertalskiego DNA w nowoczesnych genomach w bardziej kompleksowy sposób, Akey i jego koledzy opracowali nową metodę identyfikacji przeszłych przypadków krzyżowania, częściowo przez bezpośrednie porównanie nowoczesnych sekwencji genetycznych z tymi z neandertalskich szczątków. Następnie zastosowali swoją technikę do genomów 2 504 osób z całego świata, w tym ludzi pochodzących z Azji Wschodniej, Europy, Azji Południowej, Ameryki i Afryki.
Metoda zidentyfikowała 17 milionów par baz w genomach afrykańskich jako neandertalskie, podczas gdy genomy europejskie zawierają 51 milionów par baz neandertalskiego DNA, a populacje azjatyckie 55 milionów. (Ludzki genom składa się z 3 miliardów par zasad.) A kiedy zespół porównał trzy szerokie grupy, okazało się, że neandertalskie sygnatury w afrykańskich genomach bardziej przypominały te z Europejczyków niż wschodnich Azjatów.
Ostateczny obraz, który wyłania się jest jeden z wielu migracji między Afryką i Eurazją, z wczesnych ludzi podejmowania międzykontynentalnych hop prawdopodobnie kilka razy. Jak University of Buffalo genetyk Omer Gokcumen, który nie był zaangażowany w badania, mówi Carl Zimmer z New York Times, że wyniki zmieniają nasz obecny postrzeganie historii ludzkości.
” prawie jak pajęczyna interakcji, a nie drzewo z wyraźnymi gałęziami” Gokcumen mówi.
David Reich, genetyk w Harvard Medical School, który nie był zaangażowany w badania, nie jest całkiem sprzedany na teorii sieci tylko jeszcze, zauważając, że przepływ genów z powrotem do Afryki wygląda jak „naprawdę słaby sygnał”, mówi New York Times.
Kiedy migracja z Afryki uderzył swój szczyt między 10.000 i 60.000 lat temu, podzbiory tej grupy następnie podstępnie wrócił do Afryki w ciągu ostatnich 20.000 lat, mieszając dziedzictwo neandertalczyków do kontynentu genomów ludzkich, sugeruje Akey.
Ale jest to również możliwe, Akey proponuje, że jeszcze wcześniejsza grupa współczesnych ludzi opuścił Afrykę 200.000 lat temu i połączył się z neandertalczyków, kiedy dotarł do Europy, donosi New York Times. Dlatego też, gdy współcześni ludzie opuścili Afrykę podczas szczytu migracji, neandertalczycy mieli już w swoim genomie trochę DNA Homo sapiens. (Ta hipoteza jest być może wspierana przez kontrowersyjne badanie opublikowane w 2019 r. dotyczące czaszki, która umieściłaby współczesnych ludzi w Grecji około 210 000 lat temu, zauważa National Geographic.)
Jednakże nowe badanie sprawia, że Reich myśli, że wcześniejsze wyjście z Afryki było możliwe, mówi New York Timesowi. „I was on the fence about that, but this paper makes me think it’s right,” he says.
Could we find out later that modern humans have even more Neanderthal ancestry than we think? John Hawks z University of Wisconsin-Madison, paleoantropolog, który nie brał udziału w badaniach, mówi National Geographic, że z pewnością tak uważa. Wyjaśnia on, że genom neandertalski użyty w tej analizie pochodził z okazu znalezionego na Syberii, który prawdopodobnie nie był częścią populacji bezpośrednio mieszającej się z ludźmi współczesnymi opuszczającymi Afrykę lub do niej powracającymi.
Dodatkowo zespół pobrał próbki tylko z ograniczonej liczby współczesnych populacji afrykańskich i nie może jednoznacznie stwierdzić, czy ich wyniki odnoszą się do wszystkich ludzi o afrykańskim rodowodzie. Jako takie, nowe ustalenia wzywają do dalszych badań w tych populacjach, które pozostają zaniedbane przez większość badań genetycznych, mówi Sarah Tishkoff, genetyk na Uniwersytecie w Pensylwanii, który nie był zaangażowany w badania, w wywiadzie dla Science News.
Więcej badań nieuchronnie dodać jeszcze więcej złożoności. Ale jak mówi Akey do National Geographic, wyniki takie jak te – choć nie zawsze proste – wciąż wskazują na wspólną historię ludzkości. To przesłanie, przynajmniej, jest łatwe do zrozumienia.