В итоге они пришли к выводу, что люди могут быть так же уязвимы к изменениям окружающей среды, как и животные.
– Мы обнаружили следы более чем 50 «жестких зачисток», во время которых редкий генетический вариант быстро распространился по популяции – скорее всего, после изменения условий, в которых те, у кого не было подобного. – варианта, вымерли, – пояснила Ясин Суилми – Самая поразительная «зачистка» случилась с анатолийскими земледельцами. Речь об изменениях на генном уровне, связанных с их иммунной системой. Они получили название MHC-III.
Подобные «жесткие чистки» можно было наблюдать среди большинства видов животных, а вот среди людей подобных процессов специалисты не выявляли.
Дело в том, что все следы «зачисток» были скрыты частым смешением популяций за последние 8000 лет.
– Наши результаты показали, что знаменитой способности людей адаптировать свое поведение в зависимости от условий и разрабатывать новые инструменты и методы выживания невсегда было достаточно, чтобы уцелеть в трудные времена.
Ученые подчеркнули, что ранее было принято считать, что, хоть современные люди и живут в огромном разнообразии природных сред – от замерзшей Арктики до душных тропических лесов – всегда адаптируются к климату.
– В отличие от большинства животных, люди могут использовать культурные инновации, такие как огонь и одежда, – продолжает эксперт. – Нам легко преодолевать проблемы, связанные с окружающей средой. Но так как этих инноваций не всегда было достаточно для выживаемости человека, природа делала ход конем – в игру вступала генетическая изменчивость между индивидуумами.
Так, особи с генетическими вариациями, делающими их более приспособленными к новым условиям, оставляют больше потомства. В конечном итоге именно такие люди и начинают представлять будущие поколения.
– Этот процесс генетической адаптации и назвал когда-то Чарльз Дарвин «естественным отбором» еще 200 лет назад, – рассказала Ясин Суилми.
Теперь же, используя статистические инструменты, исследователи нашли много доказательств прошлых адаптивных изменений у большинства животных и растений. А вот в геномах человека – очень немного.
– Жесткие перемены в геноме у людей встречаются крайне редко, – заявила Суилми. – Может быть, все дело в том, что все наши культурные инновации – одежда и центральное отопление – сделали ее адаптацию просто не нужной.
Почти 40 лет ученые уже разрабатывали новые технологии для извлечения крошечных количеств ДНК из археологических останков. Это дало возможность изучить геномы древних популяций, поменяв взгляд на то, каким именно способом древние человеческие группы и цивилизации были связаны друг с другом.
Исследования показали, что за последние 10 000 лет в Евразии часто происходило смешивание генетически различных популяций.
– Мы думали, что эти события, возможно, стерли исторические сигналы развертки из современных человеческих геномов, но древние геномы, предшествовавшие этим событиям смешения, все еще могут сохранять следы сигналов, – уточнила Ясин Суилми.
Около 10 000 лет назад, после окончания последнего ледникового периода, охотники-собиратели, живущие в Европе, располагали гораздо большим генетическим разнообразием, чем люди, живущие там сегодня.
– Фактически, генетические различия между группами древних европейских охотников-собирателей были столь же велики, как и различия, наблюдаемые сейчас между современными популяциями в Западной Европе и Восточной Азии, – добавила эксперт.
Такая крайняя генетическая дифференциация разрушилась за последние 8000 лет из-за нескольких миграций и событий смешения, что и сделало современных европейцев гораздо более «генетически однородными».
В новом исследовании, опубликованном в Nature Ecology & Evolution, ученые вернулись к этому вопросу, просканировав более тысячи древних человеческих геномов, полученных со всей Евразии.
– Мы задавались вопросом: могли ли эти относительно недавние события смешивания замаскировать исторические выборочные зачистки, поэтому они были невидимы в современных человеческих геномах? – пояснила Ясин Суилми.
Чтобы проверить эту идею, генетики сначала провели несколько компьютерных симуляций, основанных на оценках генетического смешения, полученных в результате изучения древних евразийских геномов. Результаты моделирования показали, что древние сигналы отбора действительно могут быть сильно разбавлены в современных геномах.
Потом они проанализировали генетическую информацию из более чем 1000 древних человеческих останков, самому старому образцу из которых было около 45 000 лет.
– Мы сравнили сигналы отбора в древних геномах с сигналами отбора в современных, – рассказала Суилми. – Древние данные содержали гораздо больше жестких сигналов развертки, чем современные образцы. Более поздние «зачистки» были особенно подвержены стиранию из-за того, что они были редкими или отсутствовали по крайней мере в одной из смешанных популяций.
Ученые пришли к выводу, что такие «жесткие зачистки» на самом деле были частью «репертуара» генетической адаптации человека.
– Это свидетельствует о том, что мы, может быть, не так уж и сильно отличаемся от других видов животных, в конце концов, – заключила Суилми. – Жесткие зачистки также могли быть более распространенными, чем мы думаем в настоящее время. В целом, у нас может быть предвзятое представление о том, как виды генетически адаптировались к давлению окружающей среды.
Чтобы более полно понять, как работает адаптация на генетическом уровне, нам нужно будет разработать новые статистические методы для разделения сигналов жестких зачисток и других событий отбора.
