Новые открытия раскрывают древние связи между неандертальцами и неандертальцами

Международная группа под руководством Джоша Аки из Принстонского университета и Лиминга Ли из Юго-Восточного университета сообщает, что современные люди скрещиваются с неандертальцами уже более 200 000 лет. Аке и Ли определили первую волну контакта примерно 200-250 тысяч лет назад, еще одну волну — 100-120 тысяч лет назад, а самую большую волну — примерно 50-60 тысяч лет назад. Они использовали генетический инструмент под названием IBDmix, который использует искусственный интеллект, а не референтную группу живых людей, для анализа 2000 живых людей, трех неандертальцев и одного денисовца. Авторские права: Матильда Локк, Принстонский университет

Генетик Джошуа Аки говорит, что современные люди и неандертальцы взаимодействовали на протяжении 200 000 лет.

Новое генетическое исследование выявило широко распространенное скрещивание и долгосрочное взаимодействие между неандертальцами, денисовцами и современными людьми, предполагая более интегрированную историю, чем предполагалось ранее, и поддерживая теории ассимиляции неандертальцев в современные человеческие популяции.

С момента открытия первых костей неандертальцев в 1856 году интерес к этим древним людям возрос. Чем они отличаются от нас? Насколько они похожи на нас? Уживались ли с ними наши предки? Или они с ними боролись? Или они их любили? Недавнее открытие группы под названием Денисова, группы неандертальцев, населявшей Азию и Южную Азию, добавило еще один ряд вопросов.

Теперь международная команда генетиков и экспертов по искусственному интеллекту добавляет совершенно новые главы в нашу общую человеческую историю. Под руководством Джошуа Аки, профессора Института интегративной геномики Льюиса Зиглера при Принстонском университете, исследователи обнаружили историю смешения и генетического обмена, которая предполагает более тесную связь между этими ранними человеческими группами, чем считалось ранее.

«Это первый случай, когда генетики отождествили несколько волн современных людей с неандертальцами», — сказал Лимин Ли, профессор кафедры медицинской генетики и биологии развития Юго-Восточного университета в Нанкине, Китай, который проводил эту работу в качестве научного сотрудника. в лаборатории Аки».

«Теперь мы знаем, что на протяжении большей части человеческой истории у нас была история контактов между современными людьми и неандертальцами», — сказал Аке. Человекообразные, которые являются нашими прямыми предками, отделились от генеалогического древа неандертальцев около 600 000 лет назад, а затем около 250 000 лет назад развили наши современные физические характеристики.

Постоянное взаимодействие на протяжении тысячелетий

«С тех пор и до исчезновения неандертальцев — около 200 000 лет назад — современные люди взаимодействовали с группами неандертальцев», — сказал он.

Результаты их работы опубликованы в текущем номере журнала. Науки.

Неандертальцев, когда-то считавшихся медлительными и глупыми, теперь считают опытными охотниками и изготовителями инструментов, которые лечили травмы других людей с помощью сложных методов и были хорошо адаптированы к холодной европейской погоде.

(Примечание: все эти группы гомининов являются людьми, но чтобы не говорить «неандертальцы», «денисовцы» и «более ранние версии нашего вида», большинство археологов и антропологов используют сокращения «неандертальцы», «гоминиды Денисова» и современные люди).

Используя геномы 2000 живых людей, а также трех неандертальцев и одного денисовца, Аки и его команда нанесли на карту поток генов между группами гомининов за последнюю четверть миллиона лет. Исследователи использовали разработанный ими генетический инструмент Несколько лет Существовала программа под названием IBDmix, которая использовала методы машинного обучения для декодирования генома. Предыдущие исследователи полагались на сравнение геномов человека с «референтной группой» современных людей, у которых, как полагают, мало или совсем нет генов неандертальцев или денисовцев. ДНК.

Команда Аки показала, что даже эти группы, живущие в тысячах миль к югу от неандертальских пещер, содержат следовые количества неандертальской ДНК, которую путешественники (или их потомки), возможно, принесли на юг. Используя IBDmix, команда Акей определила первую волну контакта около 200-250 тысяч лет назад, еще одну волну 100-120 тысяч лет назад и самую крупную волну около 50-60 тысяч лет назад.

Обзор моделей миграции населения

Это резко контрастирует с предыдущими генетическими данными. «На данный момент большинство генетических данных показывают, что современные люди развились в Африке 250 000 лет назад, оставались там еще 200 000 лет, а затем переехали в Африку в 1950 году. затем «Древние люди решили покинуть Африку 50 000 лет назад и распространиться по всему остальному миру», — сказал Аке.

«Наши модели показали, что длительного периода застоя не было, но вскоре после появления современных людей мы начали мигрировать из Африки и обратно в Африку», — сказал он. «Для меня эта история о расселении, когда современные люди перемещались и встречали гораздо больше неандертальцев и денисовцев, чем мы предполагали ранее».

Такое видение мобильного человечества согласуется с древними археологическими и антропологическими исследованиями, указывающими на культурный обмен и обмен инструментами между группами гомининов.

Основная идея Ли и Эйки заключалась в том, чтобы искать ДНК современного человека в геномах неандертальцев, а не наоборот. «Подавляющее большинство генетических работ за последнее десятилетие было сосредоточено на том, как спаривание с неандертальцами повлияло на фенотип современного человека и нашу эволюционную историю, но эти вопросы актуальны и интересны и в обратном направлении», — говорит Аки.

Они поняли, что потомки первых волн скрещивания неандертальцев и современных людей, должно быть, остались с неандертальцами и, таким образом, не оставили никаких следов среди ныне живущих людей. «Поскольку теперь мы можем включить неандертальский компонент в наши генетические исследования, мы наблюдаем эти ранние расселения так, как не могли видеть раньше», — говорит Аки. Последней частью головоломки стало открытие того, что популяция неандертальцев была меньше, чем считалось ранее.

Генетическое моделирование традиционно использовало дисперсию как меру размера популяции. Чем разнообразнее гены, тем больше популяция. Но с помощью IBDmix команда Аки показала, что большая часть этого фенотипического разнообразия возникла из последовательностей ДНК, взятых у современных людей, популяция которых была намного больше.

В результате фактическая популяция неандертальцев сократилась примерно с 3400 особей, способных к размножению, до примерно 2400 особей.

В целом, новые находки рисуют картину того, как неандертальцы исчезли из истории около 30 000 лет назад.

«Мне не нравится говорить «вымирание», потому что я думаю, что неандертальцы в значительной степени вымерли», — говорит Аки. Его идея состоит в том, что численность неандертальцев медленно уменьшалась, пока последние выжившие не интегрировались в современное человеческое общество.

Фред Смит, профессор антропологии в Университете штата Иллинойс, был первым, кто сформулировал эту «модель ассимиляции» в 1989 году. «Наши результаты предоставляют убедительные генетические данные, которые согласуются с гипотезой Фреда, и я думаю, что это действительно интересно», — говорит Эйки.

«Неандертальцы находились на грани исчезновения, и, вероятно, в течение очень долгого времени. Если мы сократим их численность на 10 или 20 процентов, каковы наши оценки, это будет означать значительное сокращение и без того уязвимой популяции», — сказал он. .

«Современные люди по сути были подобны волнам, разбивающимся о пляж, медленно, но верно разрушающим пляж. В конце концов, мы обогнали неандертальцев демографически и интегрировали их в современную человеческую популяцию».

Ссылка: «Повторяющийся поток генов между неандертальцами и современными людьми за последние 200 000 лет», Лиминг Ли, Трой Дж. Коми, Роберт Ф. Берман и Джошуа М. Эйки, 12 июля 2024 г., Науки.
DOI: 10.1126/science.adi1768.

Ранее это исследование было поддержано Национальные институты здоровья (Грант R01GM110068 JMA).