В геноме человека обнаружили следы неизвестных видов древних предков
Ученые разработали методику, которая только по современным образцам ДНК может определить, с кем скрещивались наши далекие предки. Уже выяснилось, что это были не только неандертальцы и денисовцы. Алгоритм анализа генетических данных TRACE (TRacking Archaic Contributions via ARG Estimation — отслеживание архаичных вкладов по оценке графов рекомбинации предков) описан на страницах Science.
Авторы исследования установили, что среди наших древнейших прародителей были еще как минимум две линии человека — некие «призрачные предки».
На их долю у любого современного человека приходится от 0,5 до 1% ДНК, уточняет вычислительный биолог Юлинь Чжан, ведущий автор работы.
Однако у разных людей сохранились разные фрагменты этой ДНК, и, что важнее, распределены они по геному довольно равномерно.
«Призрачная примесь присутствует почти во всех участках генома», — подтверждает эволюционный генетик Прия Мурджани, руководившая исследованием.
Это означает, что если бы удалось соединить все фрагменты, то теоретически можно было бы собрать почти полный геном этого призрачного предка, хотя авторы такой попытки пока не предпринимали.
Алгоритм проверили: работает
Это не первое исследование, обнаружившее генетические следы «призрачного предка», но новый подход гораздо эффективнее. Он основан на построении «генеалогического древа» для отдельных участков генома — задача, которая стала осуществима лишь недавно благодаря росту доступных вычислительных мощностей. Работоспособность метода показали, сумев выделить ДНК неандертальцев и денисовцев, опираясь исключительно на геномы современных людей.
Лишь небольшая часть неандертальского и денисовского геномов сохранилась в нас в совокупности. «Длинные участки генома либо полностью лишены неандертальской и денисовской примеси, либо содержат ее в крайне низких долях. И именно в этих регионах нам удалось обнаружить довольно высокие доли призрачной примеси», — объясняет популяционный генетик Арджун Бидданда из Университета Джонса Хопкинса, еще один ведущий автор.
По мнению исследователей, это связано с малочисленностью популяций неандертальцев и денисовцев — в небольших группах вредные мутации накапливаются чаще. «Скорее всего, именно против неандертальской и денисовской примеси в этих областях действовал естественный отбор», — полагает Мурджани.
А следы призрачных предков либо подвергались положительному отбору, либо были нейтральными с эволюционной точки зрения; скорее всего и популяция этих линий была более многочисленной.
Кто же они — наши призрачные предки?
Ученые считают, что призрачный предок отделился от основной линии, ведущей к современным людям, около 800 000 лет назад. А спустя некоторое время две линии вновь соединились и скрестились.
«Поскольку все современные люди несут следы призрачной примеси, вероятно всего, поток генов произошел в Африке и что эта популяция обитала именно там», — говорит Мурджани.
Возможным кандидатом на роль такого предка она называет Homo heidelbergensis.
Второй призрачный предок, выявленный с помощью новаторского анализа, гораздо древнее. Он отделился от основной линии, ведущей к современным людям, около 1,8 миллиона лет назад. Позднее денисовцы в Евразии скрестились с этим «суперархаичным» предком.
«Современные люди унаследовали эти суперархаичные сегменты через денисовский поток генов, и теперь мы можем выявлять участки такой суперархаичной примеси», — отмечает Мурджани.
Суперархаичным предком современных людей мог быть Homo erectus, добавила она.
