Генетика отъ праисторията

[Hatshepsut]

Ново изследване разкрива сплотената семейна структура на неандерталска общност


Баща неандерталец и дъщеря му

Нашите най-близки еволюционни роднини, неандерталците (Homo neanderthalensis), някога са били разпространени в Европа и на изток – чак до Алтайските планини в Южен Сибир

Нов доклад, публикуван в The Conversation показва група неандерталци, живеещи в подножието на Алтай преди около 54 000 години, състояща се вероятно от 10 до 20 индивида. Много от тях са тясно свързани, включително баща и малката му дъщеря.

Най-източните неандерталци

Първите генетични улики за неандерталците са получени преди 25 години от фрагмент от митохондриална ДНК, който се намира в клетъчни структури, наречени митохондрии, а не в клетъчното ядро.

Последвалите изследвания на митохондриалната ДНК и данните от клетъчните ядра от 18 индивида за целия геном скицират широките щрихи на историята на неандерталците. Те разкриват съществуването на много генетично различни групи между 430 000 и 40 000 години назад във времето.

Това е първото изследване, което анализира древна ДНК от зъбите и костите на множество неандерталци, живели приблизително по едно и също време. Фосилите идват от археологическите разкопки на пещерата Окладников (Южен Сибир) в средата на 80-те години на миналия век и пещерата Чагърская (Южен Сибир) от 2007 г.

Тези пещери са били използвани от неандерталците като ловни лагери. Останки от животни като бизони и коне са изобилни, като са открити и повече от 80 неандерталски вкаменелости в пещерата Чагърская – една от най-големите подобни колекции в света.

И двата обекта съдържат също отличителни каменни инструменти, които имат поразителна прилика с артефакти, откривани в неандерталски обекти в Централна и Източна Европа.

Семейни връзки

За да нарисуват подробна картина на генетичния състав и родството на тези неандерталци, изледователите анализират митохондриална ДНК (която се предава по женска линия), Y-хромозоми (предавани от баща на син) и данни за целия геном (наследени от двамата родители) за 17 неандерталски вкаменелости (секвенирани при предишно изследване).

Зъбите и костите идват от 13 индивида: 11 от пещерата Чагърская и двама от пещерата Окладников. Седем от неандерталците са мъже, а шест са жени. Осем са възрастни и пет са деца или юноши.

Сред тях са останките на баща неандерталец и неговата дъщеря тийнейджърка, както и двойка роднини от втора степен – младо момче и възрастна жена, може би негова братовчедка, леля или баба.

Въпреки че близкото местоположение на Денисовата пещера, обитаванa от неандерталци още преди 200 000 години, неандерталците от Чагърская и Окладников са по-тясно свързани с европейските неандерталци, отколкото с по-ранните в Денисовата пещера.

Това откритие е в съответствие с предишно геномно изследване на неандерталец от Чагърская и наличието на отличителни каменни инструменти в пещерите Чагърская и Окладников, които много приличат на тези, открити в неандерталски обекти в Европа.

Също така, учените откриват, че неандерталците от Чагърская споделят няколко хетероплазмии – специален вид митохондриална ДНК, който обикновено продължава по-малко от три поколения.

Взети заедно с доказателствата за близките им семейни връзки, те показват, че неандерталците от Чагърская трябва да са живели, и умрели, приблизително по едно и също време.

На ръба на изчезването

Анализът разкрива още, че тази неандерталска общност има изключително ниско генетично разнообразие, което съответства на размера на групата - само от 10 до 20 души.

Това е много по-малко от генетичното разнообразие, регистрирано за която и да е древна или днешна човешка общност и е по-скоро като това, което се среща сред застрашени видове, изложени на риск от изчезване, като планинските горили.

Чагърските неандерталци обаче не са били общност от отшелници. Изследователите откриват, че тяхното митохондриално ДНК разнообразие е много по-голямо от тяхното Y-хромозомно разнообразие, което може да се обясни с преобладаващата женска (а не мъжка) миграция между неандерталските общности.

Дали тези миграции включват денисовци, които са обитавали Денисовата пещера многократно най-малко от 250 000 години до около 50 000 години назад във времето?

Денисовците са сестринска група на неандерталците и са се кръстосвали поне веднъж. Това се е случило преди около 100 000 години, произвеждайки дъщеря от неандерталска майка и денисовски баща.

И все пак, въпреки че денисовците са присъствали в Денисовата пещера приблизително по същото време като неандерталците, живеещи в пещерите Чагърская и Окладников, не са открити доказателства за потока на денисовски гени в тези неандерталци за 20 000 години, завършили с изчезването им.

Сродни души

През последните години множество доказателства показват, че неандерталците са притежавали технически умения, когнитивни способности и символично поведение, толкова впечатляващо, колкото тези на нашите древни предци Homo sapiens.

Резултатите от проучването добавят ново социално измерение към тази картина. Те предоставят рядък поглед върху сплотената семейна структура на неандерталска общност, близо до времето, когато техният вид в крайна сметка изчезва.

https://www.nationalgeographic.bg/a/novo-izsledvane-na-nandertalskite-geni-razkriva-blizki-rodovi-vrzki-v-splotena

[Hatshepsut]

ДНК на неандерталци, денисовци и австралийци е открита в древни южноамериканци


Археологическият обект Алкобаса, в който са открити скелетните останки на Brazil-12 (североизточна Бразилия)

Америка е последният континент, заселен от хората. Картографирани са миграционните модели на първите южноамерикански заселници

Най-ранните хора, заселили Южна Америка, са имали генетичен материал от няколко изчезнали евразийски древни вида хора, разкрива ново изследване. Освен ДНК на неандерталци и денисовци, тези древни мигранти са имали гени и от далечни страни като Австралия и Папуа Нова Гвинея, което повдига редица интригуващи въпроси за моделите на ранната човешка миграция.

"Между Австралазия* и Северна и Южна Америка има цял Тихи океан и все още не знаем как тези геномни сигнали на предците са се появили в Централна и Южна Америка, без да оставят следи в Северна Америка", коментира авторът на изследването Андре Луис Кампело душ Сантуш (Andre Luiz Campelo dos Santos).

*Австралазия е регион в Океания, който обхваща Австралия, Нова Зеландия, остров Нова Гвинея и съседните им острови в Тихия океан

Изследователите анализират геномите от останките на двама човека от Североизточна Бразилия, живели преди около 1000 години. Чрез съпоставянето им с други ранни геноми от Северна и Южна Америка и съвременни световни геномни данни авторите на изследването успяват да хвърлят светлина върху начина, по който хората за първи път са се разпространили в Южна Америка.

Използвайки ДНК от два древни човешки индивида, открити в два различни археологически обекта в Североизточна Бразилия - Педра ду Тубарао и Алкобаса - и мощни алгоритми и геномни анализи, изследователи от Флоридския атлантически университет в сътрудничество с Университета "Емори" разгадаха дълбоката демографска история на Южна Америка на регионално ниво с някои неочаквани и изненадващи резултати.

Така например резултатите показват ясна връзка между двата генома от североизточна Бразилия и индивид, живял в югоизточна Бразилия преди 9000 години. Тези древни заселници са били свързани и с други отдавна починали хора от далечни страни като Уругвай и Панама.

Въз основа на тези открития изследователите предполагат, че първите хора, пристигнали в Южна Америка, са мигрирали на юг покрай тихоокеанското крайбрежие. След като достигнали южната част на континента обаче, поне една група се отделила от основното население и се насочила на изток към място, наречено Лагоа Санта, на атлантическото крайбрежие на Бразилия.

Въз основа на възрастта на най-старите човешки останки в този регион авторите на изследването стигат до заключението, че "разделянето е станало преди най-малко 10 000 години". След като достигат Лагоа Санта, различните групи започват да се придвижват на север и на юг, като в крайна сметка създават атлантически миграционен маршрут, който преди около 1000 години свързва Панама и Уругвай.

Следователно тези открития за първи път потвърждават, че Южна Америка първоначално е била населена от вълна на юг покрай тихоокеанското крайбрежие, преди вторична вълна да се придвижи на север покрай атлантическото крайбрежие.

Карта, показваща ранните миграционни модели в Южна Америка, започващи с южна вълна по тихоокеанското крайбрежие, преди да се придвижи на изток към Бразилия и накрая на север и на юг към Панама и Уругвай

Удивително е, че изследователите откриват и денисовски и неандерталски предци сред древните жители на Панама и Уругвай. За тяхна изненада обаче те отбелязват по-голямо количество денисовска, отколкото неандерталска ДНК в тези геноми.

Денисовците са група изчезнали хора, идентифицирани за първи път по ДНК последователности от кост на пръст, открити около 2008 г.

"Феноменално е, че предците на денисовците са стигнали чак до Южна Америка", коментира авторът на изследването Джон Линдо (John Lindo). "Смесването трябва да е станало много преди това, може би преди 40 000 години. Фактът, че денисовската линия се е запазила и нейният генетичен сигнал е попаднал в древен индивид от Уругвай, който е само на 1500 години, предполага, че става въпрос за голямо смесване между популация от хора и денисовци."

Древен произход на Южна Америка и Панама. Радиусът на кръговата диаграма отразява дела на споделените архаични локуси в индивидите

Въпреки че Северна и Южна Америка е последният континент, заселен от хората, малко се знае за това как и кога са пристигнали първите хора. И докато резултатите от това проучване хвърлят нова светлина върху движението и произхода на тези ранни заселници, предоставените прозрения показват, че генетичната история на региона може да е по-сложна, отколкото някога сме си представяли.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/DNK-na-neandertaltci-denisovtci-i-avstralijtci-e-otkrita-v-drevni-iuz_191804.html

[Hatshepsut]

Колко различен би изглеждал светът, ако неандерталците бяха тук, а не ние

От гледна точка на еволюцията човешката популация скача за секунди. През 99% от последните милиони години от нашето съществуване, хората рядко са срещали други хора. В даден момент даже е имало едва около 10 000 неандерталци. Днес обаче в същото пространство, което преди е било заемано от един неандерталец, има около 800 000 хомо сапиенса. Нещо повече, тъй като хората живеят в социални групи, следващата най-близка неандерталска група вероятно е била на повече от 100 километра. Така да си намериш половинка извън собственото си семейство е било предизвикателство.
Неандерталците са били по-склонни да седят на семейни групи и са били по-предпазливи към нови хора. По тази причина, ако те бяха доминиращият вид, а не ние – Homo sapiens – гъстотата на населението вероятно щеше да е много по-ниска. Трудно е да си представим, че строят градове, например, като се има предвид, че са били генетично предразположени да бъдат по-малко приятелски настроени към хората извън близките им семейства.

Причините за драматичното нарастване на броя ни може да се крият в ранните дни на хомо сапиенс преди повече от 100 000 години. Генетичните и анатомични различия между нас и изчезнали видове като неандерталците ни правят по-сходни с опитомените животински видове. Големите стада крави, например, могат по-добре да понесат стреса от съвместния живот в малко пространство, отколкото техните диви предци, които са живели на малки групи, раздалечени една от друга. Тези генетични различия променят отношението ни към хората извън нашата група; благодарение на тях ставаме по-толерантни.

Тъй като човеците е по-вероятно да взаимодействат с групи извън семейството си, те създават по-разнообразен генетичен фонд, който намалява здравословните проблеми. Например, неандерталците, намерени в Ел Сидрон в Испания, показват 17 генетични деформации само при 13 души. Такива мутации на практика не съществуват в по-късните популации на нашия вид.

Но по-големите популации също увеличават разпространението на болести. Неандерталците обикновено са живели по-кратко от съвременните хора, но тяхната относителна изолация ги е предпазила от инфекциозните болести, които понякога унищожават цели населения хомо сапиенс.

Реконструкция на първият намерен Неандерталец от Херман Шаафхаузен, 1888 г.

Повече храна

Нашият вид също може да е имал 10%-20% по-бързи темпове на възпроизвеждане от по-ранните видове хора. Но раждането на повече бебета увеличава населението само ако има достатъчно храна за ядене.

Нашата генетична склонност към дружелюбие се е оформила преди около 200 000 години. От този момент нататък има археологически доказателства за това, че суровините за направата на инструменти се разпространяват по-широко.

Още преди 100 000 години сме създали мрежи, по които могат да се разпространяват нови видове ловни оръжия и бижута, като например мъниста от миди. Идеи също се споделят широко и има периодични струпвания на хомо сапиенс с цел ритуали и общуване. Хората имат приятели, на които да разчитат в различни групи, когато им липсва храна.

Може би сме имали нужда и от повече емоционален контакт и нови типове взаимоотношения извън нашите човешки социални сфери. В един алтернативен свят, където неандерталците процъфтяват, може да е по-малко вероятно хората да поддържат отношения с животните чрез опитомяване.

Драматични промени в средата

Нещата също можеха да са различни, ако околната среда не генерираше толкова много внезапни спадoве – например, на растенията и животните в много случаи. Ако не бяха тези случайни промени, неандерталците може би щяха да оцелеят.

Споделянето на ресурси и идеи между групи позволява на хората да живеят по-ефективно от земята, като разпространяват по-ефективни технологии и си дават храна взаимно по време на криза. Това вероятно беше една от основните причини, поради които нашият вид се развива толкова добре, когато климатът се промени, докато други измират. Хомо сапиенс е по-добре адаптиран към променливите метеорологични условия и като цяло посреща рисковете по-добре. Това е отчасти защото нашият вид може да зависи от социалните си контакти в трудни обстоятелства.

По време на разгара на последната ледникова епоха преди около 20 000 години температурите в цяла Европа са били с 8-10 ℃ градуса по-ниски от днешните, като тези в Германия са били като в сегашния северен Сибир. По-голямата част от Северна Европа беше покрита с лед от 6 до 9 месеца в годината.

Социалните връзки предоставят средствата, чрез които изобретенията можеха да се разпространяват между групите, за да ни помогнат да се адаптираме. Те включват начини за по-ефективно хвърляне на копие, което прави и лова по-ефективен, фини игли за изработване на облекло и поддържане на топлината на хората, съхранение на храна и лов с опитомени вълци. В резултат на това повече хора оцеляват от непредсказуемото колело на природата.

Хомо сапиенс като цяло внимава да не прекалява с потреблението на ресурси като дивеч или риби и вероятно е бил по-наясно с жизнените си цикли, отколкото много по-ранни човешки видове. Например хората в Британска Колумбия, Канада, са вземали само мъжките риби, когато са ловили сьомга.

В някои случаи обаче тези жизнени цикли бяха трудни за забелязване. По време на последната ледникова епоха животни като мамутите, които обикалят огромни територии, невидими за човешките групи, изчезват. Има повече от сто изображения на мамути в Руфиняк във Франция, които датират от времето на тяхното изчезване, което предполага, че хората са скърбяли за тази загуба. По-вероятно би било мамутите да оцелеят, ако не беше възходът на Хомо сапиенс, защото щеше да има по-малко неандерталци, които да ги ловуват.

Твърде умни...

Прекарването на много време в компанията на други хора и практикуването на различни занимания с тях насърчава креативността ни, което може да се каже, че създава нашия вид. Но акълът си има цена.

Колкото повече човечеството развива технологиите си, толкова повече използването им вреди на планетата. Интензивното земеделие изтощава почвите ни от хранителни вещества, прекомерният риболов разрушава моретата, а парниковите газове, които отделяме, когато произвеждаме продуктите, на които сега разчитаме ежедневно, водят до екстремни климатични промени. Свръхексплоатацията не е неизбежна, но нашият вид е първият, който я постига.

Можем да се надяваме, че визуалните доказателства за унищожението на нашия свят ще променят нагласите ни с времето. Променихме се бързо, когато се налагаше, през цялата ни история. В края на краищата няма втора планета. Но ако неандерталците бяха оцелели вместо нас, никога нямаше и да имаме нужда от такава.

https://chr.bg/istorii/priroda/kolko-razlichen-bi-izglezhdal-svetat-ako-neandertaltsite-byaha-tuk-a-ne-nie/

[Hatshepsut]

ДНК, която е била замразена в продължение на 2 милиона години, бе успешно секвенирана

След осемгодишни усилия за извличане на ДНК от замръзналата вътрешност на Гренландия изследователите твърдят, че са успели да секвенират генни фрагменти от древни риби, растения и дори мастодонт, живял преди 2 милиона години.

Това е най-старата ДНК, която е била възстановена някога.
Генетичен материал, оставен от десетки видове и отмит в седиментните слоеве преди много време, датира от когато Гренландия е била много по-топла от днес. Обрисува картина на епоха, когато Гренландия е била покрита с цъфтящи растения и памукови дървета.

Това може да бъде ключ към това как екосистемите са се адаптирали към по-топлия климат в миналото.
Може да покаже къде и как да редактираме гените на някой вид, за да го направим по-устойчив. Древната ДНК може да предостави ,,пътна карта", която да помогне на растителните видове да се адаптират към климата, който се затопля много бързо.

Разкритата горска екосистема включва цъфтящи растения и дървета. Видове, които понастоящем отсъстват от района, където не живее нищо особено, освен лишеи и някои мускусни волове.

Това е екосистема, която няма съвременен аналог. Тя е смесица между арктически видове и видове от умерения пояс. Това е климат, подобен на този, с който очакваме да се сблъскаме на Земята поради глобалното затопляне, и ни дава известна представа как природата може да реагира на повишаването на температурите.
Пише в проучването, публикувано в списание Nature.

Датският екип казва, че намерената от тях ДНК се е запазила благодарение на температурите на замръзване. Както и защото е била свързана с глина и кварц, което също забавя процеса на разграждане.

https://www.kaldata.com/

[Hatshepsut]

Денисовска ДНК е формирала имунната система на папуасите, показва ново проучване


Портрет на млада женска денисовка въз основа на скелетен профил, реконструиран по древни карти на метилиране на ДНК

Съвременните хора са се смесили с множество видове архаични хоминини. По-специално папуасите дължат до 5 % от генома си на денисовците - сродна група на неандерталците, чиито останки са идентифицирани само в Сибир и Тибет.

Според новото изследване при папуасите денисовската ДНК силно и последователно засяга имунните клетки и свързаните с имунната система процеси, което е от потенциално еволюционно значение.

Известно е, че съвременните хора са се кръстосвали с неандерталци, денисовци и вероятно с други архаични хоминини.

Смята се, че генетично сходни популации неандерталци са допринесли с около 2% за геномите на неафриканците, а интрогресията* на денисовците е по-променлива.

*Под интрогресия се разбира прехвърлянето на генетична информация от един вид на друг в резултат на хибридизация между тях и многократно обратно кръстосване.

В частност, денисовските предци представляват до 5% от геномите на коренните народи на островна Югоизточна Азия и Австралия.

Освен това тези компоненти показват дълбока дивергенция от референтния алтайски геном на денисовците, което предоставя убедителни доказателства за появата на множество денисовски интрогресии във времето и пространството.

За да разберат по-добре значението на този генетичен принос, изследователката от Университета в Мелбърн Ирене Галего Ромеро (Gallego Romero) и колегите ѝ претърсват геномите на 56 папуаси, за да установят дали носят ДНК последователности на денисовци или неандерталци, и след това прогнозират как тези последователности могат да повлияят на функционирането на различни видове клетки.

Въз основа на местоположението на нечовешките последователности авторите установяват, че при папуасите денисовската ДНК - но не и неандерталската ДНК - изглежда силно и последователно влияе върху имунните клетки и функции.

По-нататъшни тестове в клетъчни култури потвърждават, че последователностите на денисовската ДНК успешно регулират близките гени, като повишават или намаляват тяхната експресия по начин, който може да повлияе на начина, по който хората реагират на инфекции.

"Показваме, че не само неандерталската, но и денисовската ДНК е много вероятно да допринася за генната експресия в човешките популации", коментира д-р Давиде Веспасиани (Davide Vespasiani), също от Университета в Мелбърн.

"По-нататъшните потвърждения ще разкрият дали тези ефекти са предимно специфични за определен тип клетки или са последователни за всички клетки".

"Част от денисовската ДНК, която се е запазила в папуасите до днес, играе роля в регулирането на гени, участващи в имунната система", добавя д-р Галего Ромеро.

"Нашето изследване е първото, което хвърля цялостна светлина върху функционалното наследство на денисовската ДНК в геномите на съвременните хора."

Откритията предполагат, че денисовските ДНК последователности са променили имунния отговор при ранните съвременни хора, живеещи в Нова Гвинея и близките острови, като потенциално са им помогнали да се адаптират към местната среда.

"Нашите резултати предполагат, че денисовските алели, сегрегиращи в съвременните човешки популации, вероятно също така участват активно в процесите на генна регулация, особено в тези, които протичат в клетките, свързани с имунната система", посочват изследователите.

"Това съвпада с неотдавнашните резултати от проучване, в което е анализиран геномът на съвременните хора от Тайван, Филипините, Соломоновите острови и Вануату."

"Макар че е необходимо по-нататъшно експериментално потвърждаване на нашите наблюдения, за да се характеризира въздействието на архаичната интрогресия в целия геном, или резултатите говорят за потенциален принос на денисовски варианти към свързаните с имунната система фенотипове сред ранните съвременни хора в региона, което потенциално благоприятства адаптирането към местната среда."

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Denisovska-DNK-e-formirala-imunnata-sistema-na-papuasite-pokazva-novo_193424.html

[Hatshepsut]

Човешките и неандерталските мозъци са изненадващо ,,млади", открива ново изследване


Черепи на рàнен Homo от Грузия с маймуноподобен мозък (вляво) и от Индонезия с човекоподобен мозък (вдясно)

Съвременните хора имат млад мозък и този "синдром на Питър Пан" се наблюдава и при неандерталците.

Мнозина вярват, че особено големият ни мозък е това, което ни прави хора – но има ли и още нещо? Формата на мозъка, както и формите на неговите съставни части (лобове) също са важни.

Резултатите от проучване, публикувано наскоро в Nature Ecology & Evolution, показват, че начинът, по който различните части на човешкия мозък са еволюирали, ни разделя от нашите роднини примати. В известен смисъл нашите мозъци никога не порастват. Споделяме този ,,синдром на Питър Пан" само с още един примат – неандерталците.

Откритията ни дават представа за това какво ни прави хора, но също така допълнително ограничават разликата между нас и нашите изчезнали братовчеди.

Проследяване на еволюцията на мозъка

Мозъците на бозайниците имат четири отделни области или дялове, всеки със специфични функции. Фронталният лоб (frontal lobe) е свързан с разсъжденията и абстрактната мисъл, темпоралният лоб (temporal lobe) със запазването в паметта, тилният лоб (occipital lobe) със зрението, а теменният лоб (parietal lobe) помага за интегрирането на данните от сетивните органи.

Четирите основни части на мозъка образуват кората на главния мозък

Изследователите проуват дали дяловете на мозъка са еволюирали независимо един от друг или дали еволюционната промяна в който и да е дял изглежда непременно свързана с промени в други – тоест доказателство, че еволюцията на дяловете е ,,интегрирана".

По-специално, целта е била да се разбере по какво човешкият мозък може да се различава от този на други тепримати.

Един от начините да се отговори на този въпрос е да се разгледа как различните дялове са се променили с течение на времето сред различните видове, като се измери доколко промяната на формата във всеки дял корелира с промяната на формата при другите.

Като алтернатива може да се измери степента, до която лобовете на мозъка са интегрирани един с друг, докато животното расте през различни етапи от своя жизнен цикъл.

Дали промяната на формата в една част от растящия мозък корелира с промяната в други части? Това може да даде информация, тъй като еволюционните стъпки често могат да бъдат проследени по време на развитието на животното. Често срещан пример е кратката поява на хрилни процепи в ранните човешки ембриони, което отразява факта, че можем да проследим еволюцията си обратно до рибите.

В новото проучване са използвани и двата метода. Първият анализ включва 3D мозъчни модели на стотици живи и изкопаеми примати. Това позволява да бъде картографирана еволюцията на мозъка във времето.

Другият набор от дигитални мозъчни данни се състои от живи видове маймуни и хора на различни етапи на растеж, което позволява на изследователите да начертаят интеграцията на мозъчните части в различни видове, докато растат. Мозъчните модели се основават на компютърна томография на черепи. Чрез цифрово запълване на мозъчните кухини може да се получи добро приближение на формата на мозъка.

Изненадващ резултат

Резултатите от анализите изненадват изследователите. Проследявайки промените далеч назад във времето сред десетки видове примати, те откриват, че хората имат особено високи нива на мозъчна интеграция, особено между теменните и фронталните лобове.

Но също така откриват, че не сме уникални. Интеграцията между тези дялове е била също толкова висока при неандерталците.

Разглеждането на промените във формата по време на растежа разкрива, че при човекоподобните маймуни, като шимпанзето, интеграцията между дяловете на мозъка е сравнима с тази при хората, докато достигнат юношеска възраст.

В този момент интеграцията бързо отпада при маймуните, но продължава и в зряла възраст при хората.

Вляво: диаграма показва степента на интеграция между дяловете на мозъка, като по-студените цветове показват по-висока интеграция. Вдясно: полупрозрачни черепи на човек, неандерталец, шимпанзе и горила, показващи дигитално реконструираните мозъци вътре

Неандерталците са били сложни хора

И така, какво означава всичко това?

Резултатът предполага, че това, което ни отличава от другите примати, не е само това, че мозъците ни са по-големи. Еволюцията на различните части на нашия мозък е към по-дълбоко интегриране и, за разлика от всеки друг жив примат, ние запазваме този процес и в зряла възраст.

По-големият капацитет за обучение обикновено се свързва с младите етапи от живота. Авторите на новото проучване предполагат, че този синдром на Питър Пан е изиграл важна роля в еволюцията на човешкия интелект.

Има още един важен извод. Става все по-ясно, че неандерталците, някога характеризирани като глупави и груби наши роднини, са били адаптивни, способни и изтънчени хора.

Археологическите находки продължават да подкрепят идеята, че те са развили сложни технологии, от най-ранните известни доказателства за изработване на въже, до производството на катран. Неандерталското пещерно изкуство показва, че те са имали сложни символични представи.

Ние и те

Резултатите от новото проучване допълнително размиват всяка разделителна линия между нас и тях. Въпреки това, мнозина остават убедени, че някакво вродено превъзходащо ги интелектуално качество е дало на нас, хората, конкурентно предимство, което е довело до изчезването на нашите ,,по-низши" братовчеди.

Има много причини, поради които една група хора може да доминира или дори да елиминира друга.

Ние, хората, може да сме били опасно близо до изчезване заради изригването на индонезийския супервулкан Тоба преди 75 000 години: тогава се е получило генетично ,,тясно гърло на бутилка", през което са оцелели не повече от 3 000-10 000 души на планетата. Но едва след това анатомично съвременният Homo Sapiens започва да развива сложна култура, проявява признаци на абстрактна мисъл и се отдава на създаването на произведения на изкуството.

И това се е случило не защото не сме били умни. Ако бяхме изчезнали, може би потомците на неандерталците днес щяха да се чудят как техните ,,по-добри" мозъци са им дали предимство.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Choveshkite-i-neandertalskite-mozatci-sa-iznenadvashto-mladi-ot_194338.html

[Hatshepsut]

Непозната досега група хора в праисторически Сибир е открита чрез ДНК анализ


Череп на човек, който е живял в неолитния Алтай-Саянски регион, близо до мястото, където се събират Русия, Китай, Монголия и Казахстан

Генетичен анализ разкри непозната досега група хора, живели в Сибир по време на последния ледников период около границите на днешните Русия, Китай, Монголия и Казахстан. Оказва се, че тази загадъчна група хора е имала връзки и с многобройните вълни от хора, предприели дръзкото пътуване до Северна Америка.

По всичко изглежда, че някои хора всъщност са мигрирали обратно в от Северна Америка към Северна Азия през Берингово море. Това древно наследство от Америка все още е живо у някои хора, които понастоящем живеят в Североизточен Сибир.

Северна Азия, особено районът, простиращ се от Западен до Североизточен Сибир, е имал ключово значение за миграцията на човечеството по света.

Предишните проучвания показват, че първите хора, които са пристигнали в Северна и Южна Америка отпреди поне 13 000 години, вероятно са дошли или през, или покрай брега на сухоземния мост, който някога е свързвал Северна Азия със Северна Америка. Този коридор, известен като Берингия, сега е залят от Беринговия проток.

Въпреки това много неща остават неизвестни за генетичния състав на хората, които са живели в този ключов регион по онова време. Това е така, защото праисторическите човешки останки с достатъчно ДНК за изследване от този регион "са изключително редки и трудни за намиране", коментира пред Live Science Козимо Пост (Cosimo Posth), водещ автор на изследването, доцент по архео- и палеогенетика в Университета в Тюбинген, Германия.

За да стигнат до своите констатации, учените, ръководени от Института за еволюционна антропология "Макс Планк", анализират геномите на десет души, живели в района на Алтай в Южен Сибир преди около 7500 години. Заедно с това те са разгледали генетичния състав на евразийското и индианското население в наши дни.

Много от праисторическите индивиди, изследвани в проучването, са открити в района на Алтай в Сибир

Данните им разкриват, че алтайските ловци-събирачи са имали "уникален генофонд", който показва, че са потомци на две ключови групи, живели по това време в тази част на Евразия: палеосибиряците и древните северноевразийски народи.

"Описахме непозната досега популация от ловци-събирачи в Алтай на възраст 7500 години, която е смесица между две различни групи, живели в Сибир през последната ледникова епоха", заявява Козимо Пост.

"Алтайската група ловци-събирачи е допринесла за много от съвременните и последвалите популации в Северна Азия, което показва колко голяма е била мобилността на тези общности", допълва той.

Много от индивидите са открити в района на Алтай, кръстопът за миграции между Северен Сибир, Централна Азия и Източна Азия в продължение на хилядолетия, разположен близо до мястото, където се събират границите на съвременна Русия, Китай, Монголия и Казахстан. Предишни изследвания в Алтай разкриха първите доказателства за мистериозната и много по-стара човешка линия, известна като денисовците , които заедно с неандерталците са най-близките изчезнали роднини на съвременните хора.

Един от древните индивиди от Нижнетицкен в Алтай има предци и от Древна Североизточна Азия, което показва, че тази линия се е разпространила на около 1500 км по-на запад, отколкото се смяташе досега. Освен това те откриват връзки между неолитните хора в руския Далечен изток и ловците-събирачи Джомон, които са живели на японския архипелаг.

С други думи, генетичният анализ показва, че тази огромна част от Северна Азия, Южен Сибир и Северна Америка е била дом на силно свързани групи още преди 10 000 години.

Гроб с кости, които са анализирани

Анализът на ДНК от тези десет индивида предоставя няколко ключови разкрития за древните миграции.

Първо, мащабните миграции на древните хора и култури в Евразия се доказват от откриването на изцяло нова популация, която е живяла в планината Алтай в Сибир. Авторите показват, че потомците на тази култура са били част от линии, които по-късно са помогнали за заселването на Европа и Америка.

Второ, индивиди от японската култура Джомон, изолирани на архипелага в продължение на хиляди години, мигрират обратно към азиатския континент, откъдето са дошли техните предци. И накрая, коренните жители на Америка мигрират обратно в Азия няколко пъти в продължение на хиляди години.

Останките на някои от най-старите индивиди от изследването, датирани на около 7500 години преди новата ера, са част от неизвестно досега население от ловци-събирачи, живели в планината Алтай. В началото на холоцена, преди поне 10 000 години, населението на Алтай е живяло в регион, който бавно се е затоплял. Анализът на Пош показва, че тази група е генетична смес от две отделни групи, живели в различни части на Сибир през последния ледников период: палеосибиряни и древни северноевразийци.

Палеосибирското население е допринесло за първата вълна от хора, преминали в Америка, и много индианци днес могат да проследят части от предците си до тази група. Древната северноевразийска линия се появява за пръв път при индивид отпред 24 000 години от рода Мал'та от района на езерото Байкал и с течение на времето има значителен генетичен принос към почти всички европейски популации, както и към по-късните северноамерикански миграции.

Изглед към пещерата Нижнетицкен в Алтай, Русия

Сибирските планини Алтай са същият регион, в който през 2010 г. при откриването на фрагментирана кост от пръст след ДНК анализ се оказва, че е идентифициран изцяло нов вид близки родственици на човека - денисовците. Родът им, съществувал от преди около 400 000 до около 30 000 години, се оказва доста сложен. През 2018 г. учените научават, че 13-годишно момиче, намерено в планинска пещера, е родено от майка денисовка и баща неандерталец, което показва, че различните видове не само са пресичали пътищата си в региона, но и са се кръстосвали.

"Изглежда, че това е ключов регион и за нас, за хората", коментира Пост. "Възможно е това да е бил коридор и кръстопът за смесване на популациите."

Като цяло, ловците-събирачи от Алтай подсказват, че това специално кътче на Евразия е приютило силно свързани групи още преди 10 000 години, които са пътували на колосални разстояния, напред и назад, през континентите.

"Това подсказва, че човешките миграции и примеси са били норма, а не изключение и за древните общества на ловците-събирачи", допълва Пост.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Nepoznata-dosega-grupa-hora-v-praistoricheski-Sibir-e-otkrita-chrez-DN_194829.html

[Hatshepsut]

Поглед отвътре към света на неандерталците


Силиконова репродукция в реален размер на неандерталец, известен като ,,Човекът от Алтамура", е изложена в Археологическия музей в Алтамура, Италия. Създадена от палео-художниците Адри и Алфонс Кенис, репродукцията се основава на анализите на оригиналния скелет, открит в пещерата Ламалунга, който е един от най-старите известни неандерталски фосили

Останките от девет индивида, които изглежда са струпани в пещера от хиени, са само един пример от скорошни находки, разкриващи нови подробности от живота на неандерталците.

Допреди около 40 000 години Homo sapiens споделя планетата с най-близкия си известен роднина, неандерталецът. Тези хоминини, по-ниски и по-набити от съвременните хора, са обитавали области от Централна Азия до Западна Европа, а археологическите находки разкриват, че неандерталците са били забележително изобретателни. Те са изработвали каменни инструменти, ловували са големи животни, използвали са огън, носели са дрехи и, вероятно, дори са погребвали своите мъртви.

Въпреки тези умения, неандерталците бързо се стопяват след голяма миграция на Homo sapiens в Европа. Учените все още спорят дали конкуренцията с нашия вид или променящата се среда е основната причина за изчезването им, но улики от неандерталски обекти биха могли да помогнат да се отговори на този въпрос, както и на много други, свързани с нашите древни човешки роднини.

Антропологът Джорджио Манци изследва неандерталските черепи Saccopastore 1 и 2 в Музея по антропология "Джузепе Серджи" в Рим. Заедно с черепите, при разкопките са открити също каменни инструменти и кости на слон, хипопотам и носорог, които свидетелстват за древността на човешките вкаменелости, датиращи отпреди приблизително 130 000 години

В Италия, например, се откриват нови подробности за живота на неандерталците в пещерите, убежищата и временните лагери, използвани от тях. В пещерата Гуатари, близо до крайбрежния град Сан Феличе Чирчео, южно от Рим, наскоро са открити неандерталски останки, вероятно струпани от петнисти хиени (известно е, че хиените събират кости в бърлогите си). Тази древна група включва седем неандерталски мъже, една жена и младо момче, което кара изследователите да заключат, че някога в района може да е живяла цяла неандерталска общност.

Нос Монте Чирчео изобилства от крайбрежни пещери, като Фоселоне (входът се вижда на снимката), Бройл и Гуатари, където при разкопки са открити неандерталски находки. Между 100 000 и 50 000 години Чирчео е бил заобиколен от равнини и обитаван от някои от последните неандерталци

Това е планински и богат на варовикови пещери район в Италия, предлагащ много възможности за подслон на праисторическите ни предци. Пещерите може да са служили като убежища, които са посещавали отново и отново по време на техните номадски миграции в преследване на плячка според смяната на сезоните.

В миналото изследователите са разчитали на кости на неандерталци и части от инструменти или оръжия, за да изучават тези древни човешки роднини. Днес обаче експертите разполагат със сложни инструменти за търсене на изобилие от информация за живота на неандерталците в жилищата на неандерталците, дори когато липсват вкаменелости на обитателите.

Черепът и фосилните кости на "Човека от Алтамура" все още се намират там, където са открити преди почти 30 години, затворени в скала и слой калцит в пещерата Ламалунга, близо до град Алтамура в Южна Италия. Датиращи отпреди 130 000 години или повече, останките са покрити с калцитни отлагания, образували възли. Тези пещерни образувания са известни като пещерни пуканки.

С напредването на технологиите изучаването на пещерите, обитавани от неандерталците, се превръща в нещо като влизане в изоставена къща, пълна със следи от миналото. Някои от най-забележителните открития през последните години идват от пренебрегвани в миналото подробности за следи от неандерталци. Пепелта от огнище например разкрива използването на огън, изхвърлените животински кости пазят следи от техники за умъртвяване, а формите на каменни "обелки" намекват за изтънчеността на неандерталското производство на сечива. Химически датирани пигменти дори предполагат, че неандерталците са правили пещерни рисунки.

Остават много мистерии около неандерталците, като например колко често са участвали в символично поведение, като погребение, и какво точно е довело до гибелта им. Но с новите научни открития, разкриващи изключителни подробности от живота на неандерталците, ние научаваме повече от всякога за тези близки роднини на човека.

https://www.nationalgeographic.bg/a/pogled-otvtre-km-sveta-na-neandertalcite

[Hatshepsut]

Защо Homo sapiens е единственият оцелял член на човешкото семейство?


Панорама на човешката еволюция - Science City - Калкута

До неотдавна доминиращият модел за произхода на човека гласеше, че Homo sapiens е възникнал в един регион на Африка и е изместил архаичните човешки видове в целия Стар свят, без да се кръстосва с тях.

Нови открития в областта на археологията, палеонтологията и генетиката пренаписват тази история. Най-новите изследвания показват, че H. sapiens се е появил в групи, разположени в цяла Африка, и че кръстосването с други човешки видове е допринесло за нашия успех.

В зората на Homo sapiens нашите предци са се родили в един свят, който бихме решили, че е напълно нереален. Не става въпрос толкова за това, че климатът и морското равнище или растенията и животните са били различни, макар че, разбира се, е било така - а за това, че по същото време са живели и други видове хора.

Всъщност през по-голямата част от съществуването на H. sapiens по земята са се разхождали множество човешки видове. В Африка, откъдето е тръгнал нашият вид, са бродили и Homo heidelbergensis, който е имал голям мозък, и Homo naledi, които пък е бил с малък мозък. В Азия е имало Homo erectus, загадъчна група, наречена денисовци, а по-късно и Homo floresiensis - същество, подобно на хобит, дребно, но с големи крака. От своя страна, набитите и нискочели неандерталци владеели Европа и Западна Азия. Вероятно сме имали още братовчеди, които все още не са открити.

Реконструкция на главата на възрастен мъжки Homo heidelbergensis. Той е изложен в Залата на човешкия произход в Музея по естествена история Смитсониън във Вашингтон, окръг Колумбия

Преди около 40 000 години, според сегашните данни, H. sapiens се е оказал съвсем сам, единственият останал член на някогашното невероятно разнообразно семейство двукраки примати, известни като хоминини. (термините "човек" и "хоминин" се отнасят както за H. sapiens, така и за неговите изчезнали роднини).

Как нашият вид се е превърнал в последния жив човек?

Допреди няколко години учените предпочитаха едно просто обяснение: Sapiens се е появил сравнително скоро, в приблизително сегашния си вид, в един регион на Африка и се е разпространил оттам в останалата част на Стария свят, измествайки неандерталците и други архаични човешки видове, които е срещнал по пътя си. Не е имало забележимо междувидово общуване, а само масова подмяна на старите човеци от умния новодошъл, чийто възход е изглеждал неизбежен.

Въпреки това все повече доказателства от фосилни и археологически открития, както и ДНК анализи, карат експертите да преосмислят този сценарий. Сега изглежда, че H. sapiens е възникнал много по-рано, отколкото се смяташе досега, вероятно на различни места в Африка, а не в един регион, и че някои от отличителните му черти - включително някои аспекти на мозъка - са се развили на етапи. Освен това стана напълно ясно, че H. sapiens наистина се е смесвал с другите човешки видове, които е срещал, и че кръстосването с тях може да е било решаващ фактор за нашия успех. Заедно тези открития очертават много по-сложна картина на нашия произход, отколкото много изследователи са предполагали - картина, която дава предимство на ролята на късмета за успеха на нашия вид.

Възрастна женска Homo erectus - модел на главата -  Музей по естествена история Смитсониън

Сблъсък на две теории

Дебатът за произхода на нашия вид традиционно се фокусира върху два конкуриращи се модела. От едната страна е хипотезата за неотдавнашен африкански произход, защитавана от палеоантрополога Кристофър Стрингър (Christopher Stringer) и други автори, според която H. sapiens е възникнал в Източна или Южна Африка през последните 200 000 години и поради присъщото си превъзходство впоследствие е изместил архаичните видове хоминини по целия свят, без да се кръстосва с тях в значителна степен. От другата страна е моделът на мултирегионалната еволюция, формулиран от палеоантрополозите Милфорд Уолпоф (Milford Wolpoff), Синджъ У (Xinzhi Wu) и Алън Торн (Alan Thorne), според който съвременният H. sapiens е еволюирал от неандерталци и други архаични човешки популации в Стария свят, които са били свързани чрез миграция и чифтосване. Според тази гледна точка H. sapiens има много по-дълбоки корени, които достигат близо два милиона години назад.

До началото на 2000 г. моделът за неотдавнашен африкански произход разполага с множество доказателства в своя подкрепа. Анализите на ДНК на живи хора показват, че нашият вид е възникнал преди не повече от 200 000 години. Най-ранните известни вкаменелости, приписвани на нашия вид, произхождат от два обекта в Етиопия - Омо и Херто, датирани съответно преди около 195 000 и 160 000 години. А последователностите на митохондриалната ДНК (малък фрагмент от генетичен материал, намиращ се в клетъчните електроцентрали, който се различава от ДНК, съдържаща се в ядрото на клетката), възстановени от фосили на неандерталци, се различават от митохондриалната ДНК на днешните хора - точно както бихме очаквали, ако H. sapiens е заменил архаичните човешки видове, без да се чифтосва с тях.

Не всички доказателства обаче се вписват в тази подредена история. Много археолози смятат, че началото на културен етап, известен като среднокаменна епоха или мезолит, е възвестило появата на хора, които са започнали да мислят като нас. Преди тази технологична промяна архаичните човешки видове в целия Стар свят са изработвали почти едни и същи видове каменни инструменти, оформени в т.нар. ахулеански стил. Технологията на ахеулеанците се е фокусирала върху производството на здрави ръчни брадви, които са се изработвали, като се взема парче камък и се отчупва, докато придобие желаната форма.

Homo erectus. Парк за културно наследство Бретан

С настъпването на мезолита нашите предци възприемат нов подход към изработването на инструменти, като обръщат процеса на изсичане и се съсредоточават върху малките, остри люспи, които отделят от сърцевината - по-ефективно използване на суровината, което изисква сложно планиране. Те започнали да прикрепват тези остри люспи към дръжки, за да създават копия и други метателни оръжия. Освен това някои хора, които са изработвали инструменти от мезолита, са изработвали и предмети, свързани със символично поведение, включително мъниста от черупки за бижута и пигмент за рисуване. Смята се, че разчитането на символично поведение, включително на езика, е една от отличителните черти на съвременния ум.

Проблемът е, че най-ранните дати на мезолита са отпреди повече от 250 000 години - много по-стари от тези за най-ранните вкаменелости на H. sapiens отпреди по-малко от 200 000 години. Дали друг човешки вид е изобретил среднокаменната епоха или H. sapiens всъщност е еволюирал много по-рано, отколкото изглеждаше, че показват фосилите?

През 2010 г. се появява още едно предизвикателство. Генетици обявяват, че са възстановили ядрена ДНК от вкаменелости на неандерталци и са я секвенирали. Ядрената ДНК съставлява основната част от нашия генетичен материал. Сравнението на ядрената ДНК на неандерталците с тази на живи хора показа, че днешните неафрикански хора носят ДНК на неандерталците, което показва, че H. sapiens и неандерталците все пак са се кръстосвали, макар и само понякога.

Географски ареал на неандерталците (илюстрация)

Последвалите изследвания на древния геном потвърждават, че неандерталците са допринесли за генофонда на съвременния човек, както и други архаични хора. Освен това, противно на схващането, че H. sapiens е възникнал през последните 200 000 години, древната ДНК показва, че неандерталците и H. sapiens са се разделили с общия си прародител значително по-рано, може би преди повече от половин милион години. Ако това е така, H. sapiens може да е възникнал преди повече от два пъти повече време, отколкото показва фосилната история.

Древни корени

Неотдавнашните открития на обект, наречен Джебел Ирхуд в Мароко, спомагат за по-доброто съгласуване на фосилните, културните и генетичните доказателства и затвърждават една нова представа за нашия произход. Когато през 1961 г. миньори на барит за първи път откриват вкаменелости на това място, антрополозите смятат, че костите са на около 40 000 години и принадлежат на неандерталци. Но през годините продължителните разкопки и анализи карат изследователите да преразгледат тази оценка.

През юни 2017 г. палеоантропологът Жан-Жак Юбле (Jean-Jacques Hublin) от Института за еволюционна антропология "Макс Планк" в Лайпциг, Германия, и колегите му обявяват, че са извлекли допълнителни фосили от обекта, заедно с инструменти на мезолита. Използвайки две техники за датиране, те определят възрастта на останките на около 315 000 години. Изследователите са открили най-старите досега следи от H. sapiens, както и най-старите следи от културата на среднокаменната епоха - това връща фосилните доказателства за нашия вид с повече от 100 000 години назад и ги свързва с най-ранната известна поява на мезолита.

Долна челюст от Homo sapiens открит в Джебел Ирхуд

Не всички са единодушни, че вкаменелостите от Джебел Ирхуд принадлежат на H. sapiens. Някои експерти смятат, че вместо това те могат да произхождат от близък роднина. Но ако Юбле и неговите сътрудници са прави относно идентичността на костите, то множеството черти на черепа, които отличават H. sapiens от другите човешки видове, не са се появили в началото на нашия вид, както предполагаха поддръжниците на теорията за скорошен африкански произход. Вкаменелостите приличат на съвременните хора например по това, че имат малко лице. Но мозъчната обвивка е по-скоро издължена като тази на архаичните човешки видове, отколкото закръглена като нашия собствен купол. Тази разлика във формата отразява разликите в организацията на мозъка: в сравнение с напълно съвременните хора индивидите от Джебел Ирхуд са имали по-малки теменни дялове, които обработват сетивните данни, и по-малък малък мозък, който участва в езика и социалното познание, наред с други функции.

Археологическите останки в Джебел Ирхуд също не показват пълния набор от характеристики на мезолита. Хората там са изработвали каменни инструменти от типа среднокаменна епоха за лов и транжиране на газели, които са бродили по пасищата, покривали някога този сега пустинен пейзаж. Те са палили огньове, вероятно за да приготвят храната си и да се топлят срещу нощния студ. Но не са оставили след себе си следи от символно изразяване.

Всъщност като цяло те не са особено по-напреднали от неандерталците или H. heidelbergensis. Ако можеше да се върнем назад във времето до появата на нашия вид, нямаше непременно да го изберем за победител в еволюционната надпревара. Въпреки че ранните H. sapiens са имали някои нововъведения, "преди 300 000 години не е имало големи промени, които да показват, че те са били предопределени да бъдат успешни", отбелязва археологът Михаел Петраглиа (Michael Petraglia) от Института "Макс Планк" за наука за човешката история в Йена, Германия.

"В началото при сапиенсите", заявява Петраглиа, "изглежда, че всеки може да спечели."

Инструменти, открити в Джебел Ирхуд

Райските градини

Много изследователи са единодушни, че цялостният вид на H. sapiens се е формирал едва преди 100 000-40 000 години. И така, какво се е случило през тези 200 000 години или повече, за да се превърне нашият вид от обикновен хоминин в световна природна сила?

Учените все повече се замислят как размерът и структурата на ранната популация на H. sapiens може да са повлияли на метаморфозата.

В статия, публикувана онлайн през 2018 г. в Trends in Ecology & Evolution, археологът Елинор Скери (Eleanor Scerri) от Оксфордския университет и голяма интердисциплинарна група от съавтори, сред които и Стрингър, излагат аргументи в полза на така наречения от тях модел на африканския мултирегионализъм в еволюцията на H. sapiens. Учените отбелязват, че най-ранните предполагаеми представители на нашия вид - а именно вкаменелостите от Джебел Ирхуд в Мароко, вкаменелостите от Херто и Омо Кибиш в Етиопия и частичен череп от Флорисбад, Южна Африка - всички те изглеждат много по-различно един от друг, отколкото хората днес. Толкова много, че някои изследователи твърдят, че те принадлежат към различни видове или подвидове.

"Но може би ранният H. sapiens е бил просто невероятно разнообразен", предполага Скери. И може би търсенето на една-единствена точка на произход на нашия вид, както правят много изследователи, е "преследване на нещо непостижимо", заявява Скери.

Когато Скери и колегите ѝ проучват най-новите данни от фосилите, ДНК и археологията, появата на H. sapiens започва да прилича не толкова на история за един-единствен произход, колкото на панафрикански феномен. Вместо да еволюира като малка популация в конкретен регион на Африка, те предполагат, че нашият вид се е появил от голяма популация, която се е разделила на по-малки групи, разпределени из огромния африкански континент, които често са били полуизолирани за хиляди години едновременно от разстоянието и от екологични бариери като пустините. Тези периоди на изолация са позволили на всяка група да развие свои собствени биологични и технологични адаптации към собствената си ниша, независимо дали става дума за суха гора или савана, тропическа дъждовна гора или морско крайбрежие. От време на време обаче групите влизали в контакт една с друга, което позволявало генетичен и културен обмен, подхранващ еволюцията на нашия род.

Промените в климата вероятно са подхранвали разпадането и повторното обединяване на субпопулациите. Например палеоекологичните данни показват, че на всеки около 100 000 години Африка навлиза във влажна фаза, която превръща пустинята Сахара в буйна растителност и езера. Тези зелени епизоди на Сахара, както са известни, биха позволили на популациите, които преди това са били изолирани от суровата пустиня, да се свържат. Когато Сахара отново изсъхва, популациите се изолират отново и могат да се подложат на собствени еволюционни експерименти за още един период от време до следващото раззеленяване.

Популация, разделена на групи, всяка от които се е адаптирала към собствената си екологична ниша, дори и случайната миграция между групите да ги е свързвала, би обяснила не само мозаечната еволюция на характерната анатомия на H. sapiens, но и мозаечния модел на мезолита, твърдят Скери и нейните съавтори. За разлика от инструментите от Ахеулеан, които изглеждат по един и същи начин навсякъде, където се появят в Стария свят, инструментите от среднокаменната епоха показват значителни регионални различия. Например в Северна Африка, в обекти, обхващащи времето между 130 000 и 60 000 години, се срещат типове инструменти, които не се срещат в обекти в Южна Африка от същия период, включително каменни инструменти с характерни форми, които може да са служили за закрепване на дръжки. По същия начин южноафриканските обекти съдържат тънки, листовидни инструменти, изработени от камък, който е бил нагряван, за да се подобри механиката му на счупване - такива инструменти не се срещат в северноафриканските находки. Сложната технология и символика стават все по-разпространени с течение на времето в целия континент, но всяка група действа по свой собствен начин, приспособявайки културата си към специфичната си ниша и обичаи.

H. sapiens обаче не е единственият хоминин, който развива по-големи мозъци и сложно поведение. Юбле отбелязва, че човешките фосили от Китай, датирани отпреди 300 000 до 50 000 години, за които той подозира, че принадлежат на денисовци, показват увеличен размер на мозъка. Неандерталците пък изобретяват сложни инструменти, както и собствени форми на символично изразяване и социална свързаност по време на дългото си господство. Но изглежда, че тези форми на поведение не са станали толкова силно развити или толкова неразделна част от техния начин на живот, както в крайна сметка са станали в нашия, отбелязва археологът Джон Шей (John Shea) от университета "Стоуни Брук", който смята, че напредналите езикови умения са позволили на H. sapiens да надделее.

"Всички тези групи се развиват в една и съща посока", обяснява Юбле. "Но нашият вид преминава прага преди останалите по отношение на когнитивните способности, социалната сложност и репродуктивния успех." И когато това се случва - преди около 50 000 години, по оценка на Юбле - "врящото мляко излиза от тенджерата".

Изкован и усъвършенстван в Африка, H. sapiens вече може да навлезе в почти всяка среда на земята и да процъфтява. И е бил неудържим.

Карта на света с деформирана площ, за да представи съвременното човешко генетично разнообразие. Цветът представя неандерталски и денисовски произход. Както се вижда, приносът на други популации към генофонда на Homo sapiens е малък и неравномерно разпределен. Африка е непропорционално голяма, защото тук се среща голямото генетично разнообразие на човека - и следователно корените на човечеството

Близки срещи

Стотици хиляди години на разделяне и събиране с представители на собствения ни вид може да са дали на H. sapiens предимство пред останалите членове на човешкото семейство. Но това не е бил единственият фактор за възхода ни към световно господство. Всъщност може би дължим на изчезналите си роднини значителна благодарност за приноса им към нашия успех. Архаичните човешки видове, с които H. sapiens се е срещал по време на миграцията си в Африка и отвъд нейните граници, не са били просто конкуренти - те са били и партньори. Доказателството се крие в ДНК на днешните хора: ДНК на неандерталците съставлява около 2 % от генома на евразийците, ДНК на денисовците съставлява до 5 % от ДНК на меланезийците. Неотдавнашно проучване на Арун Дурвасула (Arun Durvasula) и Шрирам Санкарараман (Sriram Sankararaman), и двамата от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, установи, че близо 8 процента от генетичните предци на западноафриканското население йоруба водят началото си от неизвестен архаичен вид. Други генетични данни от съвременни популации сочат, че H. sapiens се е кръстосвал и с неизвестни изчезнали хоминини в Южна и Източна Азия.

Част от ДНК, която H. sapiens е взел от архаични хоминини, може да е помогнала на нашия вид да се адаптира към новите местообитания, в които е навлязъл по време на своя поход по света. Когато генетикът Джошуа Ейки (Joshua Akey) от Принстънския университет и колегите му изследват неандерталските секвенции в съвременните човешки популации, те откриват 15, които се срещат с висока честота - знак, че те са имали благоприятни последици. Тези високочестотни последователности се групират в две групи. Около половината от тях оказват влияние върху имунитета.

"Когато съвременните хора са се разпръснали в нови среди, те са били изложени на нови патогени и вируси", посочва Ейки. Посредством кръстосване "те биха могли да усвоят адаптации от неандерталците, които са били в състояние да се борят по-добре с тези нови патогени", обяснява той.

Другата половина от неандерталските последователности, които екипът на Аки открива с висока честота в съвременните човешки популации, са свързани с кожата, включително гени, които влияят на нивата на пигментация. Преди това изследователите са изказвали теорията, че индивидите H. sapiens от Африка, които вероятно са имали по-тъмна кожа, за да се предпазят от вредната ултравиолетова радиация от слънцето, е трябвало да развият по-светла кожа, когато са навлезли в северните ширини, за да си набавят достатъчно витамин D, който организмът придобива главно чрез излагане на слънце. Гените на кожата от неандерталците може да са помогнали на нашите предшественици да направят точно това.

Неандерталците не са единствените архаични хора, които са ни дали полезни гени. Например съвременните тибетци трябва да благодарят на денисовците за генетичния вариант, който им помага да се справят с нискокислородната среда на високопланинското Тибетско плато. А съвременните африкански популации са наследили от неизвестен архаичен предшественик вариант на ген, който може да помогне за отблъскване на вредните бактерии в устата.

Човешкото родословно дърво

Кръстосването с архаични хора, които са имали на разположение хилядолетия, за да развият адаптации към местните условия, може да е позволило на нахлуващите H. sapiens да се приспособят към новата среда по-бързо, отколкото ако е трябвало да чакат благоприятните мутации да се появят в собствения им генофонд. Но това не е само положителна страна. Някои от гените, които получихме от неандерталците, са свързани с депресия и други заболявания. Може би тези гени са били изгодни в миналото и са започнали да създават проблеми едва в контекста на съвременния начин на живот. Или може би, предполага Аки, рискът от развитие на тези болести е бил поносима цена за ползите, които тези гени са давали.

Архаичните хора може да са допринесли за нашия вид не само с ДНК. Изследователите твърдят, че контактът между различни човешки групи вероятно е довел до културен обмен и може би дори е дал тласък на иновациите. Например пристигането на H. sapiens в Западна Европа, където дълго време са живели неандерталците, съвпада с необичаен за двете групи изблик на технологично и художествено творчество. Преди това някои експерти предполагаха, че неандерталците просто са подражавали на изобретателните пришълци. Но може би именно взаимодействието между двете групи е разпалило културния взрив и от двете страни.

В известен смисъл фактът, че H. sapiens се е смесил с други човешки линии, не би трябвало да е изненада.

"От много животни знаем, че хибридизацията е изиграла важна роля в еволюцията - отбелязва биологичният антрополог Ребека Роджърс Акерман (Rebecca Rogers Ackermann) от Университета в Кейптаун, Южна Африка.

"В някои случаи тя може да доведе до създаването на популации и дори на нови видове, които са по-добре приспособени към нова или променяща се среда, отколкото са били техните родители, поради нови признаци или нови комбинации от признаци."

Предците на човека показват подобен модел: комбинацията от различни линии е довела до адаптивния, променлив вид, който сме днес.

"Homo sapiens е продукт на сложно взаимодействие на линиите", твърди Акерман, и е процъфтявал именно благодарение на вариациите, възникнали в резултат на това взаимодействие. "Без него", казва тя, "ние просто нямаше да сме толкова успешни."

Колко често се е случвало такова смесване и до каква степен то е спомогнало за еволюцията на H. sapiens и другите хоминини, предстои да се установи. Възможно е обаче специфичните екологични и демографски условия, в които се е намирал нашият вид в Африка и извън нея, да са довели до повече възможности за генетичен и културен обмен с други групи, отколкото са имали нашите събратя хоминини. Имаме късмет - и сме не по-малко удивителни заради това.

https://nauka.offnews.bg/news/Razni_17/Zashto-Homo-sapiens-e-edinstveniiat-otcelial-chlen-na-choveshkoto-seme_66145.html

[Hatshepsut]

Генът за формата на носа ни е наследство от неандерталците


Съвременен човешки и архаичен неандерталски черепи един до друг, показващи разликата във височината на носа

Хората са наследили генетичен материал от неандерталците, който влияе върху формата на носа ни, установи ново проучване

Ново проучване установява, че определен ген, наследен от неандерталците, който води до по-висок нос, е бил продукт на естествен подбор, тъй като древните хора са се адаптирали към по-студения климат, след като са напуснали Африка.

,,През последните 15 години, откакто геномът на неандерталеца беше секвениран, успяхме да научим, че нашите собствени предци очевидно са се кръстосвали с неандерталци, оставяйки ни малки частици от тяхната ДНК", разказва съавторът д-р Каустуб Адхикари (Kaustubh Adhikari) от Университетския колеж в Лондон (UCL).

,,Тук откриваме, че част от ДНК, наследена от неандерталците, влияе върху формата на лицата ни. Това може да е било полезно за нашите предци, тъй като се е предавало от хиляди поколения."

Проучването използва данни от повече от 6000 доброволци в Латинска Америка, със смесено европейско, индианско и африканско потекло, които са част от ръководеното от UCL проучване CANDELA върху хора от Бразилия, Колумбия, Чили, Мексико и Перу. Изследователите сравняват генетичната информация от участниците със снимки на лицата им - по-специално разглеждайки разстоянията между специфични точки на лицата им, като върха на носа или ръба на устните - за да видят как различните черти на лицето са свързани с наличието на различни генетични маркери.

Изследователите наскоро са идентифицирали 33 области на генома, свързани с формата на лицето, 26 от които са успели да възпроизведат в сравнение с данни от други етноси, използвайки участници в Източна Азия, Европа или Африка.

По-специално в един регион на генома, наречен ATF3, изследователите откриват, че много хора в тяхното изследване с индиански произход (както и други с източноазиатски произход от друга кохорта) имат генетичен материал в този ген, който е наследен от неандерталците, допринасяйки до увеличаване на височината на носа. Те също така установяват, че този генен участък има признаци на естествен подбор, което предполага, че дава предимство на тези, които носят генетичния материал.

,,Отдавна се предполага, че формата на носовете ни се определя от естествения подбор, тъй като нашите носове могат да ни помогнат да регулираме температурата и влажността на въздуха, който вдишваме, различни оформените носове може да са по-подходящи за различни климати, в които са живели нашите предци. Генът, който сме идентифицирали тук, може да е наследен от неандерталците, за да помогне на хората да се адаптират към по-студения климат, когато нашите предци са се преместили от Африка", обяснява първият автор д-р Цин Ли (Qing Li) от Университета Фудан.

,,Повечето генетични изследвания на човешкото разнообразие са изследвали гените на европейците. Разнообразната извадка на нашето изследване от латиноамерикански участници разширява обхвата на резултатите от генетичните изследвания, като ни помага да разберем по-добре генетиката на всички хора", добавя професор Андрес Руиз-Линарес (Andres Ruiz-Linares) от Университета Фудан, Университетския колеж в Лондон и Университета в Екс-Марсилия.

Находката е второто откритие на ДНК от архаични хора, различни от Хомо сапиенс, засягаща формата на лицето ни. Същият екип открива в доклад от 2021 г., че ген, влияещ върху формата на устните, е наследен от древните денисовци.

Проучването включва изследователи от Обединеното кралство, Китай, Франция, Аржентина, Чили, Перу, Колумбия, Мексико, Германия и Бразилия.

https://nauka.offnews.bg/chovekat/genat-za-formata-na-nosa-ni-e-nasledstvo-ot-neandertaltcite-199073.html

[Hatshepsut]

Човешкото родословие се е формирало чрез смесване и съчетаване на алели

Историята на човечеството е белязана от сложни модели на миграция, изолация и генетично смесване между индивиди от различни популации. Последното води до смесване на генетични линии, което довежда до увеличено генетично разнообразие в популациите. Освен смесването сред съвременните човешки популации, древните хора се кръстосват с други групи хоминини, като неандерталци и денисовци.

Spoiler

Алeл, фенотип, интрогресия...

Алeл е всяка една от формите на различните състояния на един ген, определящи различни фенотипни белези. Алелите се наричат също алтернативни функционални състояния на гените.

Фенотип е термин, означаващ съвкупността от всички забележими белези на даден организъм, проявени в резултат на точно определен генотип (генетична програма) и влиянието на факторите на средата.

Алелите биват доминантни и рецесивни. В зависимост от съчетанието им, в генотипа се получава различен фенотип от фенотипа на всеки алел поотделно.

Под интрогресия се разбира кръстосването на индивиди от две или повече популации, които са били изолирани за дълго еволюционно време, но все още не са изолирани репродуктивно.

Генетичен поток е движението на индивиди и техния генетичен материал от една популация към друга популация.

Хаплотип е набор от свързани генетични варианти, които се наследяват съвместно.

Популационно гърло на бутилка — Събитие, което драстично намалява ефективния размер на населението, което води до увеличен генетичен дрейф.

Генетична линия е постепенна промяна на честотите на алелите в определена географска област.

Генетичното родословие включва генеалогичните пътища, по които индивидът наследява ДНК от конкретни предци в референтна популация. Индивидите със споделено генетично потекло обикновено са по-генетично сходни.

[затвори]

В резултат на това фрагменти от ДНК от тези древни линии се предават на съвременните хора в процес, известен като интрогресия. Две скорошни проучвания, публикувани в Genome Biology and Evolution, разглеждат моделите на смесване в два различни региона на света - Африка и Северна и Южна Америка - разкривайки как този процес е оформил геномите на съвременните хора.

Африка е родното място на човечеството, където нашият вид е възникнал и е диверсифициран. Поради тази причина Африка съдържа най-високите нива на генетично разнообразие и структура на популациите сред хората, като неафриканските популации до голяма степен представляват подгрупа от генетичната вариация, присъстваща на африканския континент. Геномите на африканците съдържат смесици от многобройни предци, всеки от които е преживял различна еволюционна история.

В статията "Еволюционна генетика и примеси в африканските популации" (Evolutionary Genetics and Admixture in African Populations) изследователи от два института - Технологичния институт в Джорджия и Mediclinic Precise Southern Africa - разглеждат как множество демографски събития са оформили африканските геноми с течение на времето.

Според Джоузеф Лашанс (Joseph Lachance), един от авторите на обзора, "това, което се откроява, е огромната сложност на човешката демографска история, особено в Африка. Съществуват много примери за дивергенция на населението, последвана от вторичен контакт, чието наследство е записано в нашите геноми."

Пространствена визуализация на смесванията и миграцията в Африка. (A) Картографиране на пропорциите на евразийско, западноафриканско, кое-сан (южна Африка) и източноафриканско потекло върху географска карта. (B) Ефективни миграционни площи. Кафявото засенчване показва по-ниски ефективни нива на миграция, а синьото засенчване показва по-високи ефективни нива на миграция. Както се очакваше, Сахара, Червено море, тропическите гори в Централна Африка и пустинята Калахари действат като екологични бариери

Например древна интрогресия от архаични "призрачни" популации на хоминини, които вече не съществуват, е допринесла за около 4-6 % от родословието на днешните популации на кхое-сан, мбути и западноафриканските народи. По-скорошни демографски събития, настъпили през последните 10 000 години, също са довели до примеси сред съвременните хора, включително генетичният поток между различни говорещи с кликане популации кхое-сан, разпространението на скотовъдството от Източна към Южна Африка и миграцията на говорещите на банту из целия континент.

Важно е да се отбележи, че биомедицинските изследвания често не успяват да отчетат това разнообразие, което води до последици за здравето и болестите на хората с африкански произход. По-доброто разбиране на генетичната архитектура може да помогне за прогнозиране на риска от заболяване в дадена популация или дори да информира за вземането на клинични решения за отделни пациенти.

"Критичен момент сега е относителната липса на африкански генетични данни", отбелязва Лашанс. "Повечето геномни изследвания са фокусирани върху евразийски популации и това ограничение може да задълбочи съществуващите неравенства в здравеопазването."

Един от пътищата за по-добро разбиране на генетичната архитектура на африканските геноми е изследването на древна ДНК:

"Занапред се очаква анализът на древна ДНК да стане много по-разпространен. Бъдещите проучвания вероятно ще се съсредоточат и върху фината структура на населението в Африка. Въпреки това продължават да съществуват логистични и финансови пречки. Съществува ясна необходимост от механизми за финансиране, които да изграждат изследователски капацитет в Африка."

Визуално обобщение на ключовите смесвания в Африка. (A) Постепенното разпространение на устойчивостта на лактозата от Североизточна Африка в Източна Африка и впоследствие в Южна Африка. (B) Миграция на юг на хора, говорещи банту, през тропическите гори до съвременна Ангола (ANG) и Замбия (ZMB), преди да се разделят на eBSP и seBSP, в съответствие с хипотезата за късното разделяне. (C) Голямо смесване между сахелските популации с европейските групи на запад и близкоизточните групи на изток, но само ограничен генен поток сред сахелските популации. (D) Повтарящ се генен поток от Близкия изток/Европа и Африка на юг от Сахара към популациите на Северна Африка

Втората статия, публикувана наскоро в Genome Biology and Evolution, озаглавена "Влиянието на съвременните примеси върху архаичното човешко наследство в човешките популации" (The impact of modern admixture on archaic human ancestry in human populations), е посветена на примесите в Северна и Южна Америка, които са били колонизирани от съвременни хора сравнително скоро. Първите хора, които са навлезли на континента, са коренните американци, мигрирали от Сибир. Последвалата миграция на европейци и африканци вследствие на европейската колонизация и трансатлантическата търговия с роби е довела до смесени популации, които съчетават предци от различни континенти.

В проучването изследователи от Университета Браун, Националния автономен университет на Мексико и Калифорнийския университет в Мърсед анализират как възникналият генен поток между съвременните хора преразпределя архаичното родословие в смесените геноми. Те използваха данни от проекта "1000 генома", които са получени от няколко смесени популации, включително колумбийци от Меделин, лица с мексикански произход от Лос Анджелис, перуанци от Лима и пуерториканци от Пуерто Рико. Тези геноми са сравнени с геномите с голямо покритие на неандерталци и денисовци - древни хоминини, които са се разграничили от съвременните хора преди около 500 000 години и са се чифтосвали с хора в Евразия, преди да изчезнат преди около 40 000 години.

Според един от авторите на изследването, Келси Вит (Kelsey Witt) от Университета Браун, тези смесени популации са сравнително слабо проучени в сравнение с по-хомогенните популации.

"Обикновено в подобни проучвания смесените популации се изключват, тъй като множеството източници на произход могат да направят отговорите на тези въпроси по-трудни. За тази работа искахме да се съсредоточим върху смесените популации, за да определим какво можем да научим от тях и дали смесените популации могат да предоставят информация за всички източници на произход, които са допринесли за тях."

Проучването установява, че количеството на интрогресията от неандерталци и денисовци е пропорционално на количеството на коренното американско или европейско родословие във всяка популация. Въпреки че европейските и коренните американски следи в тези смесени геноми имат приблизително еднакъв дял неандерталски варианти, денисовските варианти се срещат предимно в коренните американски следи. Това отразява споделеното родословие между коренното американско население и азиатските популации, които също имат по-високи нива на денисовска интрогресия.

Освен това, като търсят архаични алели, присъстващи с висока честота в смесените американски популации, но с ниска честота в източноазиатските популации, авторите на изследването идентифицират няколко гена като кандидати за адаптивна интрогресия. Тези гени са свързани с множество белези, включително имунитет, метаболизъм и развитие на мозъка. Тези констатации имат потенциални последици за здравето на хората от тези смесени популации.

"В литературата сме виждали много примери за генетично смесване", коментира Вит, "при което някои варианти са били адаптивни в някакъв момент в миналото, но в настоящата среда оказват негативно влияние върху здравето. Освен това в смесените популации генетичните варианти, които са уникални за отделните популации, сега могат да си взаимодействат по неочакван (понякога отрицателен) начин, когато присъстват в един и същи индивид. Нашата работа предполага, че някои архаични варианти са специфични за едни източници на произход, а за други - не."

Подобно на Лашанс, Вит разбира, че са необходими допълнителни изследвания, за да продължи разплитането на ефектите от смесването върху съвременните хора. "В много отношения смесените популации в Северна и Южна Америка са лесни за изучаване, защото имаме добра представа за времето и броя на събитията, свързани с генния поток", отбелязва Вит.

"Бих искала да приложа тази работа към други смесени популации, при които може да не знаем кога е настъпило смесването или кои популации са допринесли за него, или в случаите, когато допринасящите популации са по-тясно свързани. Мисля, че отговорите в тези случаи може да не са толкова ясни, но могат да допринесат за по-доброто разбиране на тези скорошни събития на смесване."

Тези изследвания показват, че смесването е изиграло значителна роля за формирането на човешката еволюция както в Африка, така и в Америка. Смесването не само пренарежда генетичните вариации в рамките на популациите и между тях, но и въвежда нови източници на вариации, които могат да имат адаптивен потенциал. Като сравняват геномите на смесените популации с тези на техните предци и с тези на архаичните хора, тези проучвания разкриват как смесването и съчетаването на алели е оформило еволюцията на нашия вид.

https://nauka.offnews.bg/chovekat/choveshkoto-rodoslovie-se-e-formiralo-chrez-smesvane-i-sachetavane-na-199126.html