Генетическое исследование предполагает, что предки человечества практически вымерли

Ни одно место на планете не избежало влияния Homo sapiens: от тропических лесов, расчищенных под плантации, до глубоких океанов, полных микропластика, и изменяющих климат струйных течений. В ноябре прошлого года население мира достигло 8 миллиардов человек.

Но хотя люди сегодня повсюду, группа ученых утверждает, что наш вид был очень близок к тому, чтобы вообще не появиться.

Исследователи в Китае нашли доказательства того, что 930 000 лет назад предки современных людей пережили массовую демографическую катастрофу. В качестве причины они указывают на резкое изменение климата, произошедшее в то время.

Наши предки оставались в небольшом количестве — менее 1280 особей — в течение периода, известного как узкое место. Это продолжалось более 100 000 лет, прежде чем население восстановилось.

Ученые написали: «Около 98,7% предков человека погибли в начале узкого места, которое грозит нашим предкам вымиранием». они Стади Опубликовано в четверг в журнале Science.

Если исследование окажется успешным, оно будет иметь провокационные последствия. Это повышает вероятность того, что узкое место в климате помогло разделить ранних людей на две эволюционные линии — одну, которая в конечном итоге дала начало неандертальцам, а другую — современным людям.

Но сторонние эксперты заявили, что скептически относятся к новым статистическим методам, которые исследователи использовали в исследовании. «Это немного похоже на определение объема камня, упавшего в середину большого озера, только по ряби, которая достигает берега через несколько минут», — сказал Стефан Шеффельс, популяционный генетик из Института эволюционной антропологии Макса Планка. в 2015 году. Лейпциг – Германия.

На протяжении десятилетий ученые реконструировали историю нашего вида, анализируя гены ныне живущих людей. Все исследования опираются на одни и те же основные факты нашей биологии: каждый ребенок рождается с десятками новых генетических мутаций, и некоторые из этих мутаций могут передаваться по наследству в течение тысяч или даже миллионов лет.

Сравнивая генетические различия в ДНК, ученые могут проследить предков людей до древних популяций, которые жили в разных частях мира, перемещались и вступали в смешанные браки. Они могут даже сделать вывод о численности этого населения в разные периоды истории.

Эти исследования становятся все более сложными по мере того, как технология секвенирования ДНК становится все более мощной. Сегодня учёные могут сравнивать целые геномы людей из разных популяций.

Геном каждого человека содержит более 3 миллиардов генетических букв ДНК, каждая из которых передавалась на протяжении тысяч или миллионов лет, что составляет обширную запись нашей истории. Чтобы прочитать эту историю, исследователи теперь используют все более мощные компьютеры, которые могут выполнять огромное количество вычислений, необходимых для создания более реалистичных моделей эволюции человека.

Хайпин Ли, исследователь эволюционной геномики из Китайской академии наук в Шанхае, и его коллеги потратили более десяти лет на разработку собственного метода реконструкции эволюции.

Исследователи назвали метод FitCoal (сокращение от Fast Infinitesimal Time Coalescent). FitCoal позволяет ученым разрезать историю на точные временные интервалы, что позволяет им создать модель миллиона лет эволюции, разбитую на месячные периоды.

«Это инструмент, который мы создали, чтобы изучать историю различных групп организмов, от людей до растений», — сказал доктор Ли.

Сначала он и его коллеги сосредоточились на таких животных, как плодовые мухи. Но как только они секвенировали достаточно генетических данных нашего вида, они обратились к истории человечества, сравнив геномы 3154 человек из 50 популяций по всему миру.

Исследователи изучили различные модели, чтобы найти ту, которая лучше всего объясняет нынешнее генетическое разнообразие среди людей. И в итоге они пришли к сценарию, предполагающему вымирание наших предков 930 000 лет назад.

«Мы поняли, что открыли что-то важное в истории человечества», — сказал Ванцзи Ху, компьютерный биолог из Медицинской школы Икан на горе Синай в Нью-Йорке и автор исследования.

Ученые пришли к выводу, что до узкого места наши предки насчитывали около 98 000 размножающихся особей. Затем он уменьшился до уровня ниже 1280 и оставался на этом уровне 117 000 лет. Затем популяция восстановилась.

В своей статье доктор Ху и его коллеги утверждают, что это узкое место соответствует летописи окаменелостей наших предков.

Наша ветвь эволюционного древа отделилась от ветви других обезьян около семи миллионов лет назад в Африке. Наши высокие предки с большим мозгом появились в Африке около миллиона лет назад. После этого некоторые из этих ранних людей распространились по Европе и Азии, превратившись в неандертальцев и их родственников денисовцев.

Наша линия продолжала развиваться в современных людей в Африке.

После десятилетий охоты за ископаемыми сведения о древних родственниках человека в Африке между 950 000 и 650 000 лет назад все еще относительно скудны. Доктор Ху сказал, что новое исследование предлагает возможное объяснение: людей было недостаточно, чтобы оставить после себя столько останков.

Бренна Хенн, генетик из Калифорнийского университета в Дэвисе, не принимавшая участия в новом исследовании, сказала, что узкое место является «одним из правдоподобных объяснений». Она добавила, что генетическое разнообразие, существующее сегодня, возможно, является результатом другой эволюционной истории.

Например, люди могли разделиться на отдельные популяции, а затем снова собраться вместе. «Тестирование альтернативных моделей было бы более надежным», — сказал доктор Хенн.

Доктор Ху и его коллеги предполагают, что глобальный сдвиг климата привел к демографическому кризису 930 000 лет назад. Они указывают на геологические доказательства того, что планета стала прохладнее и суше примерно во время предполагаемого узкого места. Эти условия, возможно, затрудняли нашим предкам поиск пищи.

Но Ник Эштон, археолог Британского музея, отмечает, что ряд останков древних родственников человека, относящихся ко времени «Узкого места», были найдены за пределами Африки.

Он утверждал, что, если бы глобальная катастрофа привела к демографическому коллапсу в Африке, это должно было бы привести к тому, что родственников людей станет еще меньше в других частях мира.

«Количество мест в Африке и Евразии, относящихся к этому периоду, позволяет предположить, что они затронули лишь ограниченное число популяций, которые, возможно, были предками современных людей», — сказал он.

Доктор Ли и его коллеги также обратили внимание на тот факт, что современные люди, похоже, отделились от неандертальцев и денисовцев после предполагаемого демографического крушения. Они предполагают, что эти два события связаны.

Исследователи отметили, что большинство обезьян имеют 24 пары хромосом. У людей их всего 23, благодаря слиянию двух групп. После аварии ученые предполагают, что набор слившихся хромосом мог возникнуть и распространиться среди молодого населения.

«Все люди с 24 парами хромосом вымерли, а изолированная небольшая группа с 23 парами хромосом к счастью выжила и передавалась из поколения в поколение», — сказал Цзыцянь Хао, исследователь биоинформатики из Первого медицинского университета Шаньдуна и автор книги. Стади.

Но доктор Шивельс пока не поверил этой истории: «Результат действительно очень неожиданный, и я думаю, что чем удивительнее утверждение, тем лучше доказательства».