Вчені розробили методику, яка лише за сучасними зразками ДНК може визначити, з ким хрестилися наші далекі предки. Вже з’ясувалося, що це були не лише неандертальці та денісівці. Алгоритм аналізу генетичних даних TRACE (TRacking Archaic Contributions via ARG Estimation — відстеження архаїчних внесків через оцінку графів рекомбінації предків) описано на сторінках Science.
Автори дослідження встановили, що серед наших найдавніших пращурів були ще принаймні дві лінії людей — «примарні предки».
За словами обчислювального біолога Юлінь Чжан, головного автора роботи, на їхню долю у будь-якої сучасної людини припадає від 0,5 до 1% ДНК.
Однак у різних людей збереглися різні фрагменти цієї ДНК, і, що важливіше, розподілені вони по геному досить рівномірно.
«Примарна домішка присутня майже в усіх ділянках геному», — підтверджує еволюційний генетик Прія Мурджані, яка керувала дослідженням.
Це означає, що якби вдалося об’єднати всі фрагменти, то теоретично можна було б зібрати майже повний геном цього примарного предка, хоча автори поки не робили таких спроб.
Алгоритм перевірили: він працює
Це не перше дослідження, яке виявило генетичні сліди «примарного предка», але новий підхід набагато ефективніший. Він ґрунтується на побудові «генеалогічного дерева» для окремих ділянок геному — завдання, яке стало можливим лише нещодавно завдяки зростанню доступних обчислювальних потужностей.
Працездатність методу довели, зумівши виділити ДНК неандертальців і денісівців, спираючись виключно на геноми сучасних людей.
Чому «примарна» ДНК збереглася краще?
Лише невелика частина геномів неандертальців і денісівців збереглася в нас у сукупності. «Довгі ділянки геному або повністю позбавлені неандертальської та денісівської домішки, або містять її у надзвичайно низьких долях. І саме в цих регіонах нам вдалося виявити досить високі долі примарної домішки», — пояснює популяційний генетик Арджун Бідданда з Університету Джонса Хопкінса, ще один головний автор дослідження.
На думку дослідників, це пов’язано з малочисельністю популяцій неандертальців і денісівців — у невеликих групах шкідливі мутації накопичувалися частіше. «Швидше за все, саме проти неандертальської та денісівської домішки в цих області діяв природний відбір», — припускає Мурджані.
Сліди примарних предків або піддавалися позитивному відбору, або були нейтральними з еволюційної точки зору; ймовірно, популяція цих ліній була більш чисельною.
Хто ж вони — наші примарні предки?
Вчені вважають, що перший примарний предок відокремився від основної лінії, яка веде до сучасних людей, близько 800 000 років тому. А через деякий час дві лінії знову з’єдналися і схрестилися.
«Оскільки всі сучасні люди несуть сліди примарної домішки, найімовірніше, потік генів відбувся в Африці, і ця популяція мешкала саме там», — каже Мурджані.
Можливим кандидатом на роль такого предка вона називає Homo heidelbergensis.
Другий примарний предок, виявлений за допомогою новаторського аналізу, набагато давніший. Він відокремився від основної лінії, яка веде до сучасних людей, близько 1,8 мільйона років тому. Пізніше денісівці в Євразії схрестилися з цим «суперархаїчним» предком.
«Сучасні люди успадкували ці суперархаїчні сегменти через денісівський потік генів, і тепер ми можемо виявляти ділянки такої суперархаїчної домішки», — зазначає Мурджані.
Вона додала, що суперархаїчним предком сучасних людей міг бути Homo erectus.