Генетический остров: как 100 000 лет изоляции создали уникальных людей на юге Африки

Новое генетическое исследование показывает, что люди были изолированы в южной части Африки на протяжении примерно 100 000 лет, что привело к формированию у них генетических особенностей, которые «выходят за пределы диапазона изменчивости», наблюдаемого у современных людей.

Это открытие подтверждает идею о том, что «современный» Homo sapiens может обладать множеством различных комбинаций генетических признаков, в том числе и тех, что выходят за рамки нынешней нормы.

В исследовании, опубликованном в среду (3 декабря) в журнале Nature, учёные секвенировали геномы 28 древних индивидов, чьи останки возрастом от 225 до 10 275 лет были обнаружены в южной Африке, к югу от реки Лимпопо, берущей начало в ЮАР и текущей дугой на восток через Мозамбик к океану.

Затем команда сравнила геномы этих скелетов с опубликованными данными по древним и современным жителям Африки, Европы, Азии, Америки и Океании.

Исследователи обнаружили, что у всех людей, живших в южной Африке более 1400 лет назад, генетический состав радикально отличался от генома современных людей, что указывает на относительную изоляцию южной части континента вплоть до относительно недавнего времени.

Учёные до сих пор не уверены, почему именно люди оставались изолированными в этом регионе так долго.

«Можно предположить, что огромное географическое расстояние сыграло свою роль в изоляции, но это не очень удовлетворительная гипотеза, поскольку люди преодолевали и часто преодолевают большие географические области», — сообщил в электронном письме Live Science соавтор исследования Маттиас Якобссон, эволюционный биолог из Уппсальского университета в Швеции. Однако географический район вокруг реки Замбези, расположенный к северу от этой изолированной группы, возможно, не был особенно подходящим для обитания древних людей. «Комбинация расстояния и неблагоприятных условий могла изолировать юг», — добавил Якобссон.

Как отметили исследователи в работе, многие из древних южных африканцев, включая тех, кто жил примерно от 10 200 до 1 400 лет назад, «выходят за пределы диапазона генетической изменчивости среди современных индивидов и образуют крайнюю точку в спектре человеческой генетической вариативности».

Учёные обозначили этот ранее неизвестный комплекс генетических вариантов как «компонент древнего южноафриканского происхождения» и обнаружили, что до примерно 550 года нашей эры не было чётких признаков примеси, то есть смешения генов с представителями внешних групп.

«Таким образом, наши выводы противоречат лингвистическим, археологическим и некоторым ранним генетическим исследованиям, указывающим на общее происхождение или длительное взаимодействие между восточной, западной и южной Африкой», — написали исследователи.

С помощью статистического моделирования учёные определили, что популяция, жившая в южной Африке, была, вероятно, довольно многочисленной по крайней мере до 200 000 лет назад. Некоторые люди могли покинуть юг в благоприятных климатических условиях, распространяя свои гены по мере продвижения на север. Затем, около 50 000 лет назад, численность южных африканцев начала сокращаться, а к примерно 1300 годам назад пришедшие с севера земледельцы встретились и смешались с местными охотниками-собирателями.

«По-настоящему важные» генетические варианты

Уникальная генетика древних южных африканцев дала исследователям дополнительные ключи к пониманию эволюции и изменчивости человека.

Доисторическое население юга Африки содержит половину всего генетического разнообразия человечества, в то время как люди, расселившиеся по остальному миру, содержат другую половину, заявил Якобссон. «Следовательно, эти геномы помогают нам увидеть, какие генетические варианты были действительно важны для эволюции человека», — пояснил он.

Исследуя десятки вариантов ДНК, уникальных для H. sapiens, в том числе у древнего южноафриканского населения, учёные обнаружили несколько вариантов, связанных с функцией почек, и несколько — с ростом нейронов в мозге. Варианты, связанные с почками, могли развиться, чтобы помочь людям удерживать или контролировать воду в организме, а варианты, связанные с нейронами, могут быть связаны с продолжительностью концентрации внимания, что указывает на лучшие умственные способности по сравнению с неандертальцами или денисовцами.

Новый анализ показывает, что в геномах коренных народов по всему миру по-прежнему скрыто «огромное генетическое разнообразие, ещё не изученное», что важно для понимания эволюции H. sapiens, написали исследователи.

В частности, присутствие специфически человеческих вариантов у древних южных африканцев поддерживает «комбинаторную» генетическую модель эволюции человека, отметили учёные. Согласно ей, множество возможных комбинаций генетических вариантов в конечном итоге привело к появлению «генетически современных» H. sapiens.

«Я думаю, что вполне возможно, что люди эволюционировали, по крайней мере частично, в нескольких местах, — сказал Якобссон. — Как — и происходил ли — такой процесс и как он сочетал генетическую изменчивость в генетически современных людей, остаётся открытым вопросом». Это открытие стирает чёткую границу между «архаичными» и «современными» людьми, рисуя картину человеческой эволюции как мозаичного процесса, где наша общая идентичность сформировалась из множества уникальных, долгое время развивавшихся в изоляции, генетических линий.