DARVINOVA NIT

SAMO DELIĆ DNK LJUDSKI

Neandretalac

123rf

Prema naučnomm članku objavljenom u časopisu Science Advances između 1,7% i 7% ljudskog genoma sadrži gene koji se ne mogu pronaći kod ljudskih predaka i srodnika, kao što su neandertalci i denisovci. Od 7% gena koji se ne mogu naći kod drugih loza, oko 1,5% dele svi ljudi.

Ti karakteristično ljudski delovi DNK, razasuti po genomu, uglavnom sadrže gene povezane s razvojem i funkcioniranjem mozga, što ukazuje na činjenicu da je evolucija mozga važan činilac koji je ljude učinio ljudima. No, naučnici ističu da još ne mogu tačno reći šta ti geni rade, ni kako su ekskluzivno ljudski delovi DNK u njihovoj blizini mogli uticati na evoluciju mozga. Naučnici već dugo znaju da savremeni ljudi dele deo DNK s neandertalcima, međutim kod različitih ljudi mogu se naći različiti udeli i različiti delovi zajedničkog genoma. Zato je važno da se identifikuju i da bi se moglo razlučiti koje smo gene nasledili od zajedničkih predaka, u našem genomu prisutnih zbog ukrštanja ljudi sa neandertalcima, a koji su isključivo ljudski – ne mogu naći ni kod zajedničkih predaka, ni kod neandertalaca.

Autori u uvodu pišu da većina današnjih genskih varijacija kod ljudi potiče iz vremena uoči razdvajanja populacija koje će kasnije postati moderni ljudi i neandertalci, pre 520.000 do 630.000 godina. To je za očekivati jer čak i s miševima delimo oko 85% istovetnih gena. Zajedničke genske varijacije, prisutne u populaciji zajedničkih predaka, bile su uveliko među ljudima i među neandertalcima sve do izumiranja neandertalaca. Ovaj fenomen, poznat kao nepotpuno sortiranje loza (ILS), znači da će svaki pojedinačni čovek imati mnoge alele koje će deliti s neandertalcima, a da ih neće nužno deliti s drugim ljudima”, pišu autori.

Zajednički predak

Damjan Franjević s Biološkog odseka PMF-a u Zagrebu objasnio je za Indeks da je ILS pojam koji opisuje fenomen u populacionoj genetici kada se kopije gena predaka ne mogu spojiti u zajedničku kopiju gena pretka, gledajući unatrag u vremenu, nego se spajaju tek u trenucima ranijih razilaženja vrsta.Primerice, modeli sugerišu da je prosečno vreme razilaženja gena u genomu čoveka i šimpanzi starije od razdvajanja ljudi i gorila. To znači da je zajednički predak ljudi i šimpanzi ostavio tragove genetičkog materijala koji je postojao u zajedničkom pretku ljudi, šimpanzi i gorila”, tumači Franjević.

Autori nove studije navode da ljudi često dele genske varijacije s neandertalcima zahvaljujući zajedničkom nasleđivanju od populacije predaka obeju vrsta, a ne zbog polnog ukrštanja s njima.Zbog toga svaki pokušaj da se u ljudskim genomima mapira poreklo iz arhaičnih hominina mora odvojiti primese koje potiču iz ILS-a. Nadalje, tehnika koja može identifikovati i ukrštanje i ILS mogla bi omogućiti stvaranje kataloga jedinstvenih ljudskih genomskih oblasti koje bi bile oslobođene i jednoga i drugoga, čime bismo rasvetlili evolucione procese koji su bili važni u našem poreklu kao jedinstvene vrste”, navode autori.

Novo istraživanje sprovedeno je na temelju uzoraka DNK iz fosila izumrlih neandertalaca i denisovaca, starih oko 40.000 ili 50.000 godina, i na temelju uzoraka 279 savremenih ljudi iz celog svijeta. Određivanje postotka isključivo ljudskih gena predstavljalo je vrlo zahtevan statistički izazov za koji su istraživači morali osmisliti poseban alat uzimajući u obzir nedostajuće podatke u drevnim genomima. DNK pronađena u drevnim uzorcima većim se delom razgradila, tako da su preostali samo sitni fragmenti. Naučnici su na temelju njih sastavili tek delove genoma izumrlih hominida. Rascepkani genomi otežavaju utvrđivanje mesta na kojima su izgubljeni ili stečeni veliki delovi DNK. Zato su naučnici proučavali samo male promene DNK koje uključuju male fragmente DNK.

Geni povezani s mozgom

„Možemo reći da su te oblasti genoma jako bogate genima koji imaju veze s neuronskim razvojem i funkcijom mozga”, rekao je koautor naučnog članka Ričard Grin, računarski biolog sa Univerziteta Kalifornija u Santa Kruzu, koji je 2010. učestvovao u izradi prvog nacrta sekvence neandertalskog genoma.

Dajman Franjević kaže da se geni svojstveni isključivo ljudima poslednjih nekoliko decenija sve više istražuju i povezuju s različitim svojstvima i funkcijama koje su karakteristične za ljude.Ljudska ubrzana područja (HARs) prvi put su opisana 2006. godine. HARs je skup od 49 segmenata ljudskog genoma koji su očuvani tokom evolucije kičmenjaka, ali se izrazito razlikuju kod ljudi. Imenovani su prema stepenu razlike između ljudi i šimpanzi. Na primer, HAR1 prikazuje najveći stepen razlike između čoveka i šimpanzi. Neka od tih visokomutiranih područja mogu pridoneti osobinama specifičnim za ljude. Druga mogu predstavljati gubitak funkcionalnih mutacija, verovatno zbog preobraćanja gena, a ne zbog adaptivne evolucije”, kaže pomenuti molekularni biolog.

„Ljudska ubrzana područja su sekvence DNK koje su se u toku evolucije sisara vrlo malo promenile, ali su doživele nalet promena kod ljudi od trenutka razilaženja sa šimpanzama. Ovaj neočekivani evolucijski potpis ukazuje na duboko očuvanu funkciju koja je izgubljena ili promenjena u ljudskoj lozi. Istraživanja su otkrila da su mnogi HAR-ovi razvojni elementi gena, od kojih je većina evoluirala svoje jedinstvene ljudske mutacije još pre razilaženja arhaičnih hominina. Primerice, 29% HAR-ova deluje kao pojačivači tokom razvoja mozga, srca i udova. Nekoliko HAR-ova obuhvata gene za koje je poznato da proizvode proteine važne u neurološkom razvoju ljudskog mozga. Sekvenca HAR1 nalazi se i u kokoški i šimpanzi, no nije prisutna u ribama ili žabama. Postoji 18 mutacija u HAR1 koje se razlikuju kod ljudi i šimpanzi, što je daleko više nego što se očekivalo s obzirom na vreme razdvajanja ljudi i šimpanzi. Nadalje, HAR2 uključuje pojačivač gena koji je možda pridoneo evoluciji jedinstvene ljudske opozicije palca u odnosu na druge prste ruke, a možda i izmenama u gležnju ili stopalu koje omogućuju ljudima hodanje na dve noge”, objašnjava Franjević.

Ljudski udeo od 1,5 do 7%

Koristeći nov računarski metod, naučnici sa Univerziteta Kalifornija istražili su svako mesto u genomima 279 ljudi. Kodove tih pojedinačnih genoma sastavili su u kolektivnu sliku ljudskog genoma. Za svako mesto utvrđeno je da li je DNK došla od zajedničkog pretka. Pošto su isključili drevnu DNK, nasleđenu od zajedničkog pretka, potražili su područja u kojima svi ljudi imaju specifične delove DNK a koje druge srodne vrste, neandertalci i denisovci, nemaju. Time je isključen i deo nastao ukrštanjem, a udeo jedinstvene ljudske DNK sveden je na 1,5% do 7% genoma.

Važno je isti da rezultati ne znače da su ljudi uglavnom neandertalci ili denisovci ili neka druga mešavina drevnih hominida nastala ukrštanjem. U proseku su ljudi u podsaharskoj Africi nasledili 0,096% do 0,46% DNK kroz mešanje ljudskih predaka s neandertalcima. Neafrikanci su od neandertalaca nasledili više DNK, oko 0,73% do 1,3 posto, dok su neki ljudi, osobito u Aziji, delić svoje DNK (do 5 posto) nasledili i od denisovaca, hominida sličnih neandertalcima čiji su ostaci pronađeni u pećini Denisova u Rusiji. Najviše DNK denisovaca imaju filipinski domoroci Negritosi, čak 46% više nego Papuanci ili australski Aboridžini.

Nalazi među ostalim pokazuju koliko je ukrštanje s drugim vrstama hominida uticalo na ljudski genom. Naučnici su potvrdili prethodne nalaze drugih studija prema kojima su se ljudi ukrštali s neandertalcima i denisovcima, ali i s drugim izumrlim, nepoznatim hominidima. Nije poznato uključuju li ti tajanstveni preci grupe kao što je čovjek zmaj” ili Nesher Ramla Homo, koje su ljudima možda bliži rođaci od neandertalaca.

Hrvatska najneadertalskija

Franjević podseća da su brojna genetska istraživanja neandertalaca sprovedena na temelju fosilnih uzoraka pronađenih u hrvatskoj špilji Vindija jer su oni relativno mladi i dobro očuvani.U jednom od najvažnijih radova iz područja proučavanja fosilne hominidne DNK, koji je 2017. objavljen u časopisu Science, korišćeni su uzorci iz Vindije. Naučni rad je predvodio direktor Instituta za evolucionu antropologiju Svante Pabo, a na njemu su među ostalima radili mladi hrvatski istraživači Mateja Hajdinjak, Petra Korlević i Tomislav Maričić, svi troje moji bivši studenti”, ističe ponosno Franjević.

„Najvažniji zaključak tog rada bio je da su se neandertalci ukrštali s precima modernih neafričkih ljudi. U njemu je predstavljena sekvenca genoma starog od 50.000 do 65.000 godina iz uzoraka neandertalkinje nađene u pećini Vindiji u Hrvatskoj. Ta sekvenca je upoređena sa sekvencama gena dobijenim od altajskih neandertalaca, denisovaca i arhaičnih i modernih ljudi. Neandertalci su verovatno živeli u malim grupama i imali su nižu genetičku raznolikost od modernih ljudi. Bitni rezultati upućuju na to da se s vremenom povećao broj neandertalskih varijanti identifikovanih unutar populacija modernog čoveka, što podrazumeva da je među njima bilo ukrštanja. Osim toga oni ukazuju na veći broj varijanti neandertalskog porekla povezanih s bolestima, koje su zaostale u savremenom evroazijskom genskom fondu”, zaključuje Franjević.

Zbog vrlo bogatih i kvalitetnih nalaza DNK neandertalaca u hrvatskim pećinama u Vindiji i Krapini, a i zarad jedinstvenog interaktivnog krapinskog muzeja i brojnih dobrih stručnjaka u tom području istraživanja, Svante Pabo je u više navrata u šali Hrvatsku nazvao najneandertalskijom zemljom na svetu.

Nova studija utvrdila je da se mešanje i ukrštanje različitih grupa ljudi i hominida verovatno događalo više puta. Delovi koji su prepoznatljivo ljudski nastali su u nekoliko evolucionih talasa, verovatno pre šestotinak hiljada godina i ponovo pre dvestotinak hiljada. Ljudi i neandertalci formirali su vlastite grane porodičnog stabla hominida pre šestotinak hiljada godina. Najnoviji nalazi, takođe, potvrđuju da su ljudi zapravo vrlo mlada vrsta i da su relativno nedavno delili planetu s drugim hominidnim vrstama. I da nisu toliko različiti od neandertalaca koliko se to donedavno mislilo.

(Izvor Indeks)

O autoru

Stanko

Ostavite komentar