Группа людей в южной части Африки жила в частичной изоляции сотни тысяч лет. Это показано в новом исследовании, основанном на анализе геномов 28 человек, живших между 10 200 и 150 годами назад на юге Африки. Исследователи также обнаружили генетические адаптации, которые, вероятно, сформировали Homo sapiens как вид.
Исследование, крупнейшее на сегодняшний день по изучению африканской древней ДНК, опубликовано в журнале Nature.
Homo sapiens существует не менее 300 тысяч лет. Но точно, где на африканском континенте зародился наш вид, не было известно. Согласно некоторым теориям, Homo sapiens эволюционировал в Восточной Африке и только распространился на юг около 50 тысяч лет назад. Новое исследование, проведённое учёными из Уппсальского университета и Университета Йоханнесбурга, показывает, что это предположение неверно.
«Мы давно знали, что южная часть Африки была заселена, но ранее было неясно, были ли эти жители просто нашими предками или же они были Homo sapiens. Теперь мы можем показать, что Homo sapiens существовали и эволюционировали в южной части Африки в течение длительного времени. Этот регион сыграл важную роль в эволюции человека, возможно, самую важную из всех», — говорит Маттиас Якобссон, возглавлявший исследование и являющийся профессором генетики в Уппсальском университете.
Исследование основано на анализе геномов 28 человек, живших в южной части Африки между 10 200 и 150 годами назад. Когда исследователи сравнили геномы людей каменного века из южной части Африки с геномами современных и людей каменного века из всех других частей мира, они обнаружили, что люди каменного века из южной части Африки жили в изоляции в течение очень долгого времени.
«Эта группа, по-видимому, была генетически отдельной по крайней мере 200 тысяч лет. Только относительно поздно, около 1400 лет назад, мы видим явные следы притока генов в эту группу, когда ДНК от людей из Восточной Африки и Западной Африки начинает проявляться у людей в южной части Африки», — говорит Якобссон.
Хотя никаких новых групп не мигрировало в южную часть Африки ранее, чем около 1400 лет назад, генетические данные свидетельствуют о том, что представители южной популяции мигрировали на север в периоды благоприятного климата. Около 8 тысяч лет назад генетический материал южной популяции обнаружен у людей на территории современного Малави, и возможно, что такие экспансии с юга происходили и раньше.
Большая часть проанализированных человеческих останков была найдена в пещере Матьес-Ривер, защитном скальном образовании на южном побережье Южной Африки.
Место содержит пять чётко определённых археологических слоёв, представляющих разные культурно-исторические периоды примерно с 10 тысяч лет назад до примерно 1500 лет назад. Археологический анализ показывает, что инструменты меняются между слоями и что каждый период имеет свою технику изготовления инструментов.
«Несмотря на это, особи генетически практически идентичны за весь период времени. Нет никаких свидетельств иммиграции или обмена населением. Это отличается от картины в Европе, например, где культурные сдвиги часто совпадают с приходом новых людей», — говорит Якобссон.
В исследовании учёные выявили 79 вариантов ДНК, которые изменяют функцию генов и уникальны для Homo sapiens, то есть генетические варианты, отличные от тех, что обнаружены у неандертальцев и денисовцев, шимпанзе и горилл. Более того, все проанализированные живые и доисторические Homo sapiens несут один и тот же вариант.
«Геномы доисторических людей из южной части Африки бесценны в этом контексте, поскольку они несут большое количество генетических вариантов, которые были утрачены в других группах», — говорит Якобссон.
Среди них было семь генетических вариантов, связанных с функциями почек. На первый взгляд это удивило исследователей, поскольку они ожидали обнаружить в основном гены, связанные с иммунной системой и когнитивными функциями. Такие варианты также были найдены, но варианты генов, влияющие на функцию почек, явно были представлены в избытке.
«Одна из гипотез состоит в том, что эти варианты генов связаны с уникальной человеческой способностью охлаждать тело потоотделением, что требует хорошей способности контролировать водный баланс в организме. Возможно, именно эти изменения в генах, влияющих на морфологию и функцию почек, дали нашим предкам уникальные свойства для регуляции водного баланса, тем самым увеличивая их способность к охлаждению и выносливости — свойства, которых не было у неандертальцев и денисовцев», — говорит Якобссон.
Кроме того, исследователи обнаружили изменения в генах, участвующих как в иммунной системе, так и в росте нейронов, которые могут влиять на рост мозга и сложные когнитивные функции. Более 40% этих вариантов связаны с нейронами и ростом мозга, что предполагает их роль в когнитивной эволюции.
«Одним из наиболее значимых результатов исследования является то, что оно предполагает, что сложное поведение и мышление, наблюдаемое в археологических записях южной Африки примерно 100 тысяч лет назад, возникло на месте и впоследствии распространилось на север вместе с генами и технологиями местных охотников-собирателей», — говорит Марлиз Ломбард, археолог, специализирующийся на среднем каменном веке и когнитивной археологии в Университете Йоханнесбурга, которая является одним из авторов исследования.
Около 80% генетического материала всё ещё присутствует в современных популяциях сан, таких как народность джу/’хоанси в Намибии и Ботсване и народность карретджие в Южной Африке.
Таким образом, в отличие от предыдущих теорий, которые предполагали, что современные народы кой-сан произошли от широко распространённой популяции, существовавшей на большей части территории Африки, результаты показывают, что доисторические охотники-собиратели в южной части Африки были изолированы на юге, но, тем не менее, составляли большую и стабильную популяцию.
«Что радует меня больше всего, так это то, что эти геномы дают очень чёткую картину ранней истории населения южной Африки. По мере того как мы получаем всё больше и больше высококачественных древних геномов, мы начинаем впервые получать представление о ситуации на подлинном популяционном уровне. Это даёт нам гораздо более чёткую основу для понимания того, как эволюционировал современный человек на африканском континенте», — говорит Карина Шлебуш, профессор эволюции человека и генетики в Уппсальском университете и один из авторов исследования.
Другие новости по теме
- Буйный рост устриц в Ферт-оф-Форт
- Исследование показывает, что человеческие чувства влияют на представления об эмоциях и благополучии кошек
- Защита ламантинов может ослабнуть из-за предлагаемых изменений в Закон об исчезающих видах при администрации Трампа
- Влияние «Челюстей» ослабевает: восприятие акул смягчается
- Биоразнообразие на суше увеличивается с увеличением лесного покрова в сельскохозяйственных ландшафтах
- Королевская комиссия 1939 года установила, что выжигание лесов приводит к увеличению количества лесных пожаров. Но цикл разрушения можно остановить.
- ДНК из почвы может вскоре рассказать нам, кто жил в пещерах ледникового периода.
- Нейросеть помогает обнаруживать выстрелы при незаконном браконьерстве в тропических лесах
- Новая роль Zer1 может помочь клеткам в борьбе с нейродегенерацией и окислительным стрессом
- Учёные призывают к срочным мерам по защите подводных лесов в новом глобальном «манифесте о морских лесных угодьях животных»
Другие новости на сайте
- Обезьяна-резус по имени Форрест обрела новый дом в приюте для животных Popcorn Park в Форкед-Ривер, штат Нью-Джерси.
- Давно нерешённая загадка рассеяния электронов становится ещё глубже благодаря новым измерениям
- Прививочных скептиков старины пугали превращением детей в коров-демонов
- Межзвёздный объект, покрытый «ледяными вулканами», может переписать наше понимание формирования комет
- Буйный рост устриц в Ферт-оф-Форт
- Успехи в измерении нанокапель воды: изображения в реальном времени могут ускорить исследования в области водорода и аккумуляторов
- Устойчивость к воде и возможность вторичной переработки редокс-активных MOF для стабильного хранения энергии в кислых растворах
- Что происходит в вашем теле во время панической атаки?
- Исследование показывает, что человеческие чувства влияют на представления об эмоциях и благополучии кошек
- Как формулы Рамануджана для числа пи связаны с современной физикой высоких энергий