Grupul călătorise mii de mile, străbătând Africa și Orientul Mijlociu până când, în sfârșit, a ajuns în pădurile slab luminate ale noului continent. Au fost membri de mult dispăruți ai tribului nostru uman modern și printre primii Homo sapiens care au intrat în Europa.
Acolo, acești oameni probabil și-ar fi întâlnit verii îndepărtați: Neanderthalieni.
Aceste grupuri mici de rude moderne-umane aveau sprâncene cu glugă, capete mari și trupuri ghemuite și au petrecut epoci aclimatându-se cu clima mai rece a Europei. În câteva momente de-a lungul mileniilor, aceste două forme de umanitate s-ar întâlni, s-ar amesteca și s-au împerecheat.
Zeci de mii de ani mai târziu, aceste întâlniri străvechi au lăsat urme în codul genetic al miliardelor de oameni în viață astăzi. Genele persistente ne afectează în moduri mari și mici, de la aspectul nostru până la riscul de îmbolnăvire.
„În unele locuri din genomul nostru, suntem mai mult Neanderthal decât oameni”, Joshua Akeyprofesor de genomică integrativă la Universitatea Princeton, a declarat pentru Live Science.
Acestea au fost rudele noastre umane cele mai apropiate și aceasta este moștenirea lor.
Prima întâlnire
Cu 75.000 de ani în urmădar posibil până la 250.000 de ani în urmă, strămoșii celor mai mulți eurasiatici moderni s-au aventurat pentru prima dată din Africa și în Eurasia. Aici, oamenii moderni s-au întâlnit față în față cu oamenii de Neanderthal, care ultima oară au împărtășit un strămoș comun cu oamenii moderni. cu sute de mii de ani mai devreme și de atunci trăia pe aceste continente. În mai multe ocazii de-a lungul mileniilor, grupurile s-au încrucișat.
Legate de: Ar putea neanderthalienii să vorbească?
La început, oamenii moderni au moștenit cromozomi întregi de la neanderthalieni, Sriram Sankararaman, profesor de informatică, genetică umană și medicină computațională la UCLA, a declarat pentru Live Science. Cu toate acestea, din generație în generație, printr-un proces cunoscut ca recombinare geneticăaceste întinderi de ADN au fost rupte și amestecate în jur.
ADN-ul de Neanderthal a fost în general „dăunător” pentru oamenii moderni, ceea ce înseamnă că a fost îndepărtat rapid din ADN-ul oamenilor moderni prin evoluţie. Acest lucru a dus la „deșerturi ale ADN-ului de Neanderthal” sau regiuni mari ale genomului uman modern lipsite de el, a spus Sankararaman. De exemplu, oamenii de știință cred că cromozomul Y la bărbați nu conține gene de Neanderthal. Este posibil ca genele de pe Neanderthal Y să fi fost incompatibile cu alte gene umane sau să fi fost pierdute aleatoriu printr-un proces cunoscut sub numele de deviere genetică.
La persoanele care au moștenit ADN-ul de Neanderthal, și cromozomul X conține mult mai puțin descendenți de Neanderthal decât alții, cromozomii non-sexuali poartă. Acest lucru se datorează probabil că orice mutații dăunătoare sau nefuncționale ale cromozomului X vor fi exprimate la bărbați, deoarece le lipsește o copie funcțională a genei care să le compenseze. Acest lucru a creat probabil o presiune evolutivă puternică pentru a elimina astfel de gene dăunătoare de Neanderthal din X-ul uman modern, Emilia Huerta-Sanchezprofesor asociat de ecologie, evoluție și biologie organismului la Universitatea Brown, a declarat pentru Live Science.
Dar o parte din ADN-ul de Neanderthal i-a ajutat pe oamenii moderni să supraviețuiască și să se reproducă și, astfel, a persistat în genomul nostru. În zilele noastre, ADN-ul Neanderthal ocupă, în medie, 2% din genomi a oamenilor din afara Africii. Cu toate acestea, frecvența ADN-ului de Neanderthal care codifică trăsăturile benefice poate fi de până la 80% în unele regiuni ale genomului, a spus Akey.
Aspectul nostru fizic
Pentru mulți oameni, moștenirea oamenilor de Neanderthal este evidentă într-o trăsătură foarte vizibilă: culoarea pielii.
O variantă a genei de Neanderthal pe cromozomul 9 care influențează culoarea pielii este purtat de 70% dintre europeni în prezent. O altă variantă a genei Neanderthal, găsită la majoritatea est-asiaților, reglează keratinocitelecare proteja pielea împotriva radiațiilor ultraviolete prin intermediul unui pigment întunecat numit melanină.
Variantele genei Neanderthal sunt, de asemenea, asociate cu a risc mai mare de arsuri solare la oamenii moderni. De asemenea, aproximativ 66% dintre europeni poartă o alelă de Neanderthal legată de a risc crescut de arsuri solare în copilărie și capacitate slabă de bronzare.
În unele locuri din genomul nostru, suntem mai mult Neanderthal decât oameni
Joshua Akey, Universitatea Princeton aici
Neanderthalienii petrecuseră milenii la latitudini mai mari, cu o expunere directă la soare mai mică, ceea ce este necesar pentru producția de vitamina D. Prin urmare, modificările aduse biologiei părului și pielii ar fi permis oamenilor moderni să valorifice rapid niveluri mai scăzute de lumină solară, producând în același timp suficientă vitamina D pentru a fi sănătoși. John Capraun genetician evoluționist la Universitatea Vanderbilt, a declarat pentru Live Science.
„Unul dintre lucrurile interesante despre încrucișare este că, în loc să așteptați să apară noi mutații benefice, ceea ce este un proces cu adevărat lent, introduceți o mulțime de variații genetice deodată”, în esență evoluția rapidă, a spus Huerta-Sanchez.
Legate de: Care este diferența dintre oamenii de Neanderthal și Homo sapiens?
În plus, strămoșii noștri au trebuit să se adapteze la vremea mai rece din Eurasia. Pentru a face acest lucru, este posibil să fi dobândit gene de Neanderthal care au afectat forma feței. Într-un 2023 studiuoamenii de știință au descoperit că oamenii moderni au moștenit genele cu nasul înalt de la neanderthalieni. Un nas mai înalt ar fi permis ca mai mult aer rece să fie încălzit la temperatura corpului în nas înainte de a ajunge la plămâni, a sugerat. Kaustubh Adhikarico-autor principal al studiului și genetician statistic la University College London.
Ceasul care ne face să bată celulele
ADN-ul de Neanderthal poate fi de asemenea ajutat H. sapiens adaptați-vă la diferențele mai mari de lungime a zilei și a nopții la latitudinile nordice.
Genele Neanderthal persistente afectează ceasul nostru circadian, care reglează procesele interne, cum ar fi temperatura corpului și metabolism. De exemplu, unii cei care se trezesc devreme pot mulțumi Neanderthalienii pentru genele lor circadianeau descoperit Capra și colegii.
Acest lucru ar fi putut ajuta strămoșii noștri să se adapteze la zilele de iarnă mai scurte mai departe de ecuator, a spus Capra.
„Se pare că nu este faptul că a fi o persoană matinală este ceea ce contează”, a spus Capra. „Este un semnal al cât de flexibil este ceasul tău și cât de capabil este să se adapteze la variația ciclurilor lumină-întuneric în funcție de anotimpuri”, a spus el.
Apărările noastre interne
Multe dintre genele neanderthaliene puternic reținute sunt legate de funcția imunitară.
Până când H. sapiens a ajuns în Europa, oamenii de Neanderthal petrecuseră deja sute de mii de ani luptă împotriva infecțiilor specifice Eurasiei. Prin împerecherea cu oamenii de Neanderthal, oamenii moderni au primit o infuzie instantanee din acele gene care luptă împotriva infecțiilor.
„Acele bucăți de ADN de Neanderthal, în special cele imunitare, care erau deja adaptate împotriva agenților patogeni cu care trăiau de mult timp oamenii de Neanderthal au început să crească în frecvență sub selecție naturală în populațiile umane moderne.” David Enardprofesor asistent de ecologie și biologie evolutivă la Universitatea din Arizona, a declarat pentru Live Science.
În timp ce mulți dintre agenții patogeni ancestrali care i-au îmbolnăvit pe oamenii străvechi s-au pierdut în timp, unele dintre genele de Neanderthal care au ajutat la combaterea lor încă funcționează împotriva agenților patogeni moderni. De exemplu, un studiu din 2018 al lui Enard și al unui coleg a arătat că oamenii moderni au moștenit ADN-ul lui Neanderthal care i-a ajutat să lupte ARN viruși, un grup care astăzi include gripa (gripa), HIV și hepatita C.
Legate de: 10 moduri neașteptate în care ADN-ul Neanderthal ne afectează sănătatea
Partea mai întunecată a ADN-ului Neanderthal
Unele dintre genele de Neanderthal care i-au ajutat cândva pe strămoșii noștri pot fi dăunătoare în lumea modernă.
În cea mai mare parte, genele de Neanderthal nu sunt puternic exprimate în creier, ceea ce sugerează că au fost puternic selectate în timpul evoluției. Genele Neanderthal au fost legate de tulburări de dispoziție precum depresia și la căile de semnalizare a creierului care îi fac pe oameni mai probabil să devină dependent de nicotină.
Și chiar și creșterea imunității de la oamenii de Neanderthal poate avea un dezavantaj. În 2016, oameni de știință descoperit că genele de Neanderthal care stimulează sistemul imunitar să lupte împotriva agenților patogeni pot, de asemenea predispune oamenii la boli alergice. În plus, genele de Neanderthal au fost legate de un risc mai mare de a dezvolta boli autoimune, cum ar fi boala Graves, cauzată de o tiroidă hiperactivă; si artrita reumatoidacare inflameaza articulatiile si chiar “boala vikingilor”, în care unul sau mai multe degete devin îndoite sau înghețate.
O variantă a genei Neanderthal ne-ar fi făcut mai probabil să avem un caz sever de COVID 19. Acea variantă, găsită pe cromozomul 3, este găsit în jumătate dintre sud-asiaticii și o șesime dintre europeni. Dar chiar și acolo, imaginea este complicată, deoarece alte gene de Neanderthal, purtate de până la jumătate dintre oamenii din Eurasia și America, sunt asociate cu o risc redus de COVID-19 sever.
„Din păcate, nu există boli pe care să le putem spune cu adevărat, sau chiar trăsături în general, putem spune: „Oh, poți da vina pe ADN-ul tău Neanderthal pentru asta”, a spus Capra.
Acest lucru este valabil mai ales pentru unele dintre cele mai mari afecțiuni de sănătate, cum ar fi boala de inima și cancerunde zeci sau sute de gene, împreună cu o mulțime de factori de mediu, vă afectează riscul de îmbolnăvire.
Ce se afla inainte
Deci, cât timp vor rămâne urmele acestor oameni dispăruți de mult timp în genomul nostru? De-a lungul a sute de mii de ani, unele dintre aceste fragmente de Neanderthal vor fi eliminate treptat din genomul nostru. Alții vor deveni ferm încorporați, a spus Akey.
Între timp, mai sunt multe de învățat despre modul în care neanderthalienii și-au lăsat amprenta asupra noastră.
„A fi capabil să exploateze noi tehnologii genomice, cum ar fi CRISPR iar editarea genelor va juca un rol important în înțelegerea biologiei de bază a modului în care secvențele de Neanderthal contribuie la trăsăturile și bolile umane”, a spus Akey.[19659068]Descifrarea a ceea ce fac aceste gene de fapt ar putea ajuta la dezvoltarea de tratamente pentru anumite afectiuni, a spus el.
Și fluxul de gene nu a fost unidirecțional; oamenii de știință încearcă, de asemenea, să determine cât de modern-uman este ADN-ul poate să-i fi influențat pe neanderthalieni și aplică metode de inteligență artificială (AI) genomurilor antice pentru a crea o poza mai detaliata despre cum erau verii noștri de mult pierduți.
Înțelegerea rolului ADN-ului de Neanderthal în genomul nostru face mai mult decât ne ajută să ne înțelegem sănătatea. Aceste fragmente de ADN pot oferi indicii despre ceea ce ne face unici, a spus Sankararaman.
„ADN-ul de Neanderthal a intrat în genomul nostru într-un moment important din istoria noastră”, a spus Sankararaman, când strămoșii noștri se mutau în medii noi.
„Privind soarta acestor bucăți de ADN”, a spus el, „putem spera să înțelegem care au fost regiunile importante din punct de vedere funcțional din genomul nostru în această perioadă de timp”.