Спорное Новое Исследование Указывает На То, Где Возникли Все Современные Люди

Это исследование вновь разжигает давние споры о том, как и где появился наш вид.

Порошкообразный белый слой покрывает иссушенный ландшафт ботсванских сковородок Макгадикгади, одной из крупнейших в мире соляных равнин. Но около 200 000 лет назад этот чистый холст был бы окрашен в голубые и зеленые тона цветущих водно-болотных угодий. Расположенный посреди суровой пустыни на юге Африки, пышный ландшафт был бы привлекательным местом для ранних людей, которые могли бы назвать его домом.

Теперь новое спорное исследование в Nature утверждает, что этот оазис, известный как водно–болотные угодья Макгадикгади-Окаванго, был не просто домом, а «родиной» предков для всех современных людей сегодня. Исследователи изучили митохондриальную ДНК — генетический материал, хранящийся в источнике энергии наших клеток, который передается от матери к ребенку — нынешних жителей южной Африки. Затем они объединили генетические данные с анализом прошлого климата и современной лингвистики, а также культурного и географического распределения местного населения.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что изменения климата позволили ветвям древнего населения распространиться из водно-болотных угодий в новообразованные зеленые зоны. Тысячи лет спустя небольшая популяция сородичей этих странников в конце концов покинула Африку и в конечном счете заселила все уголки мира.

«Мы все приехали с одной и той же родины в Южной Африке», — говорит Ванесса Хейс из Института медицинских исследований Гарвана в Австралии, которая руководила новым исследованием.

Исследование возрождает давние споры о том, где именно в Африке появились современные люди, и оно вызвало резкую критику со стороны нескольких ученых. Они отмечают, что, хотя все люди, живущие сегодня, имеют митохондриальную ДНК, переданную от общего предка — так называемой митохондриальной Евы, — это всего лишь крошечная часть нашего общего генетического материала. Таким образом, даже если предполагаемая популяция основателей, описанная в новом исследовании, является источником нашей митохондриальной ДНК, многие другие, вероятно, внесли свой вклад в сегодняшний генетический пул.

«Выводы из данных мтДНК в корне неверны», — говорит Марк Томас, эволюционный генетик из Университетского колледжа Лондона, по электронной почте, добавив, что, по его мнению, исследование сводилось к «рассказыванию историй».

Тем не менее Ребекка Канн, генетик из Гавайского университета в Маноа, которая была рецензентом исследования и провела новаторскую работу по митохондриальной ДНК, утверждает, что новое исследование является инновационным, пересекающим несколько дисциплин в поисках ответов.

«Это положит начало множеству разговоров и будет стимулировать множество новых исследований», — говорит она. Хотя исследование не идеально, она добавляет: «Это поможет нам продвинуться дальше по пути».

Генетическая головоломка

Генеалогическое древо гомининов имеет глубокие корни в Африке. Самая ранняя окаменелость нашего рода, Homo, до сих пор найденная, — это фрагмент челюсти возрастом 2,8 миллиона лет, обнаруженный в Восточной Африке. Наш вид, Homo sapiens, появился довольно далеко вверх по дереву, разветвившись по меньшей мере 260 000 лет назад. Однако, где именно в Африке это произошло, остается предметом дискуссий.

Окаменелости, несущие различное сочетание черт как современных людей, так и более древних гомининов, по-видимому, разбросаны по всей Африке, от 260 000-летних останков Флорисбада в Южной Африке и 195 000-летних останков Омо в Эфиопии до 315 000-летних останков Джебеля Ирхуда в Марокко. Но после обжига в африканской жаре ДНК этих древних окаменелостей, похоже, в значительной степени деградировала.

В то время как охота за древней ДНК продолжается, многие исследователи вместо этого обратились к изучению разнообразной генетики популяций в Африке. Одна из наиболее глубоко укоренившихся линий митохондриальной ДНК обычно встречается у людей, живущих по всей южной Африке, и не в большей степени, чем у коэсов — собирателей, скотоводов и охотников, которые говорят на языках, включающих щелкающий звук для согласных. Многие прошлые исследования, в том числе некоторые из собственных работ Хейса, исследуют их происхождение в поисках ключей к прошлому нашего вида.

Но для этого нового исследования Хейс и ее коллеги хотели точно определить, где возникла эта глубоко укоренившаяся генетическая линия. Чтобы заполнить некоторые пробелы в генетической записи, исследователи секвенировали митохондриальную ДНК 198 человек из Намибии и Южной Африки, некоторые из которых идентифицируют себя как Хосан, а другие — нет, и объединили их с ранее собранными данными в общей сложности 1217 человек. Затем они сгруппировали население Южной Африки по этнической принадлежности и лингвистике, чтобы составить географию людей, несущих эти глубоко укоренившиеся линии митохондриальной ДНК сегодня. И они создали дерево, прослеживающее их митохондриальные генетические связи примерно за 200 000 лет до первых дней нашего вида.

Анализ показал, что в течение примерно 70 000 лет ранние человеческие популяции оставались стабильными. Анализ климата показал, что обширные водно-болотные угодья, раскинувшиеся по всей Ботсване, могли бы стать стабильным домом для ранних людей. Но затем, примерно 130 000-110 000 лет назад, что-то изменилось: «Они сходят с ума», — говорит Хейс. «Все эти новые человеческие линии только начинают появляться».

Исследование предполагает, что зеленые коридоры, вероятно, открылись в этот период, сначала на северо-востоке, а затем на юго-западе, что, возможно, побудило группы распространиться туда, где некоторые все еще живут сегодня. Хейс, который долгое время работал с людьми по всей южной Африке, обсудил результаты с участниками исследования вскоре после анализа.

«Они были первыми, кто услышал об этом, задолго до вас, ребята», — говорит она. «И они любят эти истории, они действительно любят. Это их история».

Происхождение человека 101

Митохондриальная Ева и компания

Новое исследование, что важно, сосредоточено на анализе современных африканских популяций, что является зияющим упущением во многих прошлых генетических исследованиях. «Все признают, что мы слишком долго изучали европейцев», — говорит Джошуа Эйки, генетик из Принстонского университета. «По мере проведения исследований и увеличения разнообразия генома человека мы в конечном итоге получим более глубокое и четкое понимание человеческой истории».

В общих чертах результаты нового исследования рисуют картину, аналогичную некоторым прошлым работам: сегодняшние южноафриканские популяции имеют глубокую митохондриальную генетическую линию. Но детали того, что показал последний анализ, остаются неясными, говорит Джон Хоукс, палеоантрополог из Университета Висконсин-Мэдисон.

Трудно сказать, является ли население, живущее в этих регионах сегодня, таким же, как и сотни тысяч лет назад, говорит он. В результате вполне возможно, что исследователи отслеживают массовые миграции по южной Африке. Но также возможно, что вместо этого в митохондриальной генетике было что-то полезное, дающее ей избирательное преимущество, которое позволяло ДНК распространяться без массовых изменений численности населения.

«Это дает вам одну часть всей истории эволюции в очень высоком разрешении, и это довольно круто», — говорит Хоукс. «Но ты вроде как хочешь услышать остальную часть истории».

Митохондриальная ДНК составляет ничтожную долю наших геномов: хотя она содержит около 16 500 пар оснований, ядерная ДНК насчитывает более трех миллиардов, объясняет Карина Шлебуш, эволюционный генетик из Университета Уппсалы в Швеции. Распутывание информации в наших полных геномах обещает более сложную историю. Исследователи создали аналогичные деревья для ДНК Y-хромосомы, которая является генетическим материалом, присутствующим у мужчин. Хотя детали остаются туманными, это намекает на очень раннюю ветвящуюся генетическую линию у некоторых современных людей, живущих в Камеруне Западной Африки.

«На других наших хромосомах, — добавляет она, — у нас есть миллионы таких отдельных локусов, которые разделяются на популяции, у которых, вероятно, также были свои собственные предки где-то в прошлом».

Отслеживание этих других предков — еще одна проблема. Сигнал ядерной ДНК чрезвычайно сложен. Что мы знаем из полных геномов африканцев, так это то, что результаты этого исследования не полностью расходятся с прошлой работой, которая указывает на происхождение человека в Южной Африке, говорит Бренна Хенн, генетик популяции из Калифорнийского университета в Дэвисе, который тщательно изучал историю африканского населения.

Тем не менее ученые все еще открывают новые способы изучения ядерной ДНК. Они не могут просто заглянуть в его генетический код, чтобы прочитать его, как книгу. Для понимания того, что все это значит, требуется интенсивная обработка и моделирование, и допущения, сделанные в ходе анализа, могут повлиять на результат.

Есть также некоторые намеки на то, что еще многое предстоит узнать. Несколько исследований указывают на наличие еще более ранних ветвящихся «призрачных» популяций, которые смешивались с нашим видом, оставляя небольшие следы своей ДНК в некоторых африканских группах.

«Мы не знаем, где они вписываются, мы не знаем, кем они были, но мы знаем, что некоторые из них околачивались здесь до недавнего времени», — говорит Хоукс.

Вырубка дерева

Сложность нашей эволюционной картины привела многих исследователей к тому, что в последнее время они отошли от идеи о том, что мы произошли из одного региона, который разветвлялся в глобальное генеалогическое древо. Вместо этого они предполагают, что наш вид эволюционировал из многих точек Африки, подобно сети или сплетенному потоку со множеством входов, расхождений и некоторых соединяющихся ручейков, что приводит к мощной смеси, текущей по нашим венам.

«На самом деле я не вижу никаких причин для того, чтобы быть женатым на каком-то конкретном месте», — говорит Томас, соавтор недавней статьи, в которой оспаривается единое происхождение нашего вида.

Авторы нового исследования признают, что наш вид мог возникнуть из нескольких источников. Но пока недостаточно данных, чтобы окончательно показать, что это так, говорит соавтор исследования Ева Чан, статистический генетик из Института медицинских исследований Гарвана. И последняя работа была междисциплинарной попыткой заполнить некоторые пробелы в картине нашей эволюционной истории.

«Это не значит, что у нас есть фотография прямо сейчас», — говорит она. «С большим количеством данных картина будет продолжать меняться».

Вся эта работа также обходит все более запутанное определение вида. В то время как люди любят складывать все в коробки, природа не вписывается в четкие категории, говорит Шлебуш. Нет четких границ между одним видом и другим; все работает в оттенках серого.

Споры о нашем происхождении, несомненно, будут продолжаться. В отличие от многих областей исследований, эволюция человека — это не то, что вы можете разрабатывать эксперименты для проверки, добавляет Эйки. Но опять же, возможно, ученым необходимо полностью переосмыслить дискуссию.

«Возможно, вопрос, который мы задаем, неправильный», — добавляет он. «Может быть, нам нужен более тонкий вопрос».

https://www.nationalgeographic.com/science/article/controversial-study-pinpoints-birthplace-modern-humans

Ссылка на основную публикацию