Генетический анализ переписал историю происхождения человека: предки были не одной популяцией, а сетью

Новое исследование предполагает, что люди произошли не от одной предковой группы в Африке, а от нескольких популяций, смешивавшихся на протяжении длительных периодов. Credit: AI/ScienceDaily.com

Масштабный генетический анализ бросает вызов одной из самых простых версий истории происхождения человека: идее о том, что все современные люди произошли от единой предковой популяции в Африке. Вместо этого исследование указывает на более сложное начало: ранние группы людей были рассеяны по всей Африке, смешиваясь в течение длительного времени, прежде чем некоторые из их различий стали заметны в ДНК современных людей.

Исследование, опубликованное в журнале Nature в 2023 году, сравнило генетический материал современных африканских популяций с ископаемыми свидетельствами ранних популяций Homo sapiens. Результатом стала модель эволюции человека, которая заменяет чистое генеалогическое древо на нечто вроде сети глубоко связанных ветвей.

Более сложное начало в Африке

Ученые в целом согласны с тем, что Homo sapiens возник в Африке. Более сложный вопрос заключается в том, как ранние группы людей разделялись, перемещались, воссоединялись и формировали друг друга на континенте.

Бренна Хенн, профессор антропологии и Центра генома Калифорнийского университета в Дэвисе и соавтор исследования, заявила, что неопределенность проистекает из пробелов как в ископаемых, так и в древней ДНК.

«Эта неопределенность связана с ограниченностью ископаемых и древних геномных данных, а также с тем фактом, что ископаемые свидетельства не всегда соответствуют ожиданиям моделей, построенных на основе современной ДНК. Это новое исследование меняет представление о происхождении видов», — сказала она.

Работу возглавили Хенн и Саймон Грейвел из Университета Макгилла. Их команда проверила несколько конкурирующих идей об эволюции и миграции человека в Африке, опираясь на модели, предложенные в палеоантропологии и генетике. Анализ включал данные генома из южной, восточной и западной Африки.

Геномы Нама добавили ключевую подсказку

Значительная часть исследования была основана на 44 недавно секвенированных геномах современных представителей народа Нама в южной Африке. Нама — коренное население, известное необычайно высоким уровнем генетического разнообразия по сравнению со многими другими живущими группами.

Исследователи собирали образцы слюны у людей в их деревнях в период с 2012 по 2015 год, пока участники занимались повседневными делами. Эти образцы помогли команде выяснить, соответствует ли происхождение человека модели единого источника или более широкой и взаимосвязанной структуре.

Наилучшая модель показала, что самое раннее разделение популяций среди ранних людей, которое все еще можно обнаружить у современных людей, произошло примерно 120–135 тысяч лет назад. До этого разделения две или более слабо дифференцированных популяции Homo обменивались генами в течение сотен тысяч лет.

Даже после разделения перемещение и скрещивание между этими ранними группами продолжались. Исследователи описывают это как «слабо структурированный ствол», означающий, что корни современных людей были не одной изолированной популяцией, а рыхлым набором связанных популяций с непрерывным потоком генов.

Не одна ветвь, а сеть

По мнению авторов, эта сетевая модель может лучше объяснить генетическое разнообразие человека, чем более старые модели. Вместо того чтобы предполагать значительный вклад неизвестной архаичной гомининной популяции в Африке, модель показывает, как закономерности в современной ДНК могли возникнуть из структуры внутри самих предковых человеческих популяций.

«Мы представляем то, что люди никогда раньше даже не проверяли, — сказала Хенн об исследовании. — Это значительно продвигает антропологическую науку вперед».

Соавтор Тим Уивер, профессор антропологии Калифорнийского университета в Дэвисе, изучающий окаменелости ранних людей, сказал, что результаты меняют то, как ученые должны думать о более старых объяснениях.

«Предыдущие, более сложные модели предполагали вклад архаичных гомининов, но эта модель указывает на обратное», — сказал он.

Уивер предоставил для исследования сравнительный экспертный анализ окаменелостей, помогая связать генетические модели с тем, как выглядели останки ранних людей.

Что это значит для древних окаменелостей

Модель также имеет последствия для того, как ученые интерпретируют ископаемые свидетельства. По словам авторов, только от 1 до 4% генетических различий среди современных человеческих популяций можно проследить до вариаций между этими предковыми стволовыми популяциями.

Поскольку ранние ветви продолжали смешиваться, они, вероятно, были схожи по внешнему виду. Это означает, что окаменелости с очень разными физическими чертами (например, Homo naledi) вряд ли представляют линии, которые напрямую способствовали эволюции Homo sapiens, утверждают авторы.

Другими словами, корни человечества могли быть географически и генетически широко распространены, но не обязательно разделены на резко различные человеческие формы. Более глубокая картина — это картина движения, контактов и многократного смешения по всей Африке.

Более поздние исследования добавляют глубины

Работы, опубликованные после исследования 2023 года, продолжают показывать, насколько важна африканская геномная изменчивость для понимания происхождения человека. Исследование Nature Ecology & Evolution за 2024 год сообщило о 9000 годах генетической преемственности на юге Африки, подчеркивая долгую и необычайно глубокую историю человеческой популяции в этом регионе.

Более позднее исследование Nature проанализировало геномы 28 древних южноафриканских людей, датируемых периодом от 10 200 до 150 лет назад. Эта работа показала, что древние южноафриканцы несли генетические вариации за пределами диапазона, наблюдаемого у современных людей, и выявила варианты, специфичные для Homo sapiens, которые могут пролить свет на адаптацию и эволюцию в Африке.

Вместе эти результаты укрепляют более масштабную идею: происхождение человека не было единой искрой в одном месте. Оно было сформировано множеством популяций, глубоким африканским разнообразием и длительными периодами связей по всему континенту.

Источники:

Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Дэвисе.