Wczesna asfiksja przodków prawie nas unicestwiła!

Pokazano podstawową składnię naszej nowej metody wnioskowania. Zdjęcie przedstawia malowidło z klifu, przedstawiające populacje hominidów gromadzących się, aby w ciemności uciec przed nieznanym niebezpieczeństwem podczas poważnego starożytnego wąskiego gardła. Źródło: Szanghajski Instytut Żywienia i Zdrowia, CAS

Nowa metoda wnioskowania o wielkości populacji w starożytności ujawniła poważne wąskie gardło w populacji ludzkiej, które prawie przekreśliło szanse ludzkości, jaką znamy dzisiaj.

Dzięki zespołowi można teraz wyjaśnić niewyjaśnioną lukę w zapisie kopalnym Afryki i Eurazji Naukowcy z Chin, Włoch i Stanów Zjednoczonych. Korzystając z nowej metody o nazwie FitCoal, badacze byli w stanie dokładnie zidentyfikować wnioski demograficzne na podstawie najnowszego sekwencjonowania ludzkiego genomu od 3154 osób. Wyniki te wskazują, że pierwsi przodkowie człowieka przeszli przez długą i poważną fazę wąskiego gardła, podczas której około 1280 osobników było w stanie utrzymać populację przez około 117 000 lat. Chociaż badania te rzuciły światło na niektóre aspekty przodków z wczesnego i środkowego plejstocenu, po ujawnieniu tych informacji należy odpowiedzieć na wiele pytań.

Metodologia FitCoal

W tym badaniu przeanalizowano dużą liczbę sekwencji genomowych. Jednak „fakt, że FitCoal może wykryć tak poważne, starożytne wąskie gardło nawet przy niewielkiej liczbie sekwencji, jest sporym osiągnięciem” – mówi główny autor Yun-Shin Fu, teoretyczny genetyk populacyjny z Centrum Nauki o Zdrowiu Uniwersytetu Teksasu w Houston .

Naukowcy opublikują swoje ustalenia w Internecie Nauki 31 sierpnia 2023 r. (czasu wschodniego Stanów Zjednoczonych). Wyniki zmapowano za pomocą FitCoal w celu obliczenia prawdopodobieństwa, że ​​obecna sekwencja genomu ustali, że pierwsi przodkowie człowieka doświadczyli masowej utraty życia, a tym samym utraty różnorodności genetycznej.

Po prawej stronie pokazano przerwę kopalną afrykańskich homininów i szacowany okres fuzji chromosomów. Źródło: nauka

Interpretacja szczeliny kopalnej

„Lukę w zapisach kopalnych Afryki i Eurazji można wyjaśnić w ujęciu historycznym tym wąskim gardłem we wczesnej epoce kamienia. Zbiega się to z proponowanym okresem znacznej utraty dowodów kopalnych” – mówi starszy autor Giorgio Manzi, antropolog z Instytutu Uniwersytet Sapienza w Rzymie Przyczyny Proponowane zmniejszenie liczby homininów ma głównie podłoże klimatyczne: zlodowacenia występujące w tym czasie prowadzą do zmian temperatury, poważnych susz i utraty innych organizmów. klasyfikowaćPrawdopodobnie służyło jako źródło pożywienia dla przodków człowieka.

Różnorodność genetyczna i ewolucja człowieka

Konsekwencje tego wąskiego gardła są zdumiewające. Szacuje się, że 65,85% obecnej różnorodności genetycznej mogło zostać utracone w wyniku uduszenia we wczesnej i środkowej epoce lodowcowej, a przedłużający się okres zmniejszonej liczby reprodukcyjnej zagroził ludzkości, jaką znamy dzisiaj. Wydaje się jednak, że to wąskie gardło przyczyniło się do specjacji, w wyniku której dwa chromosomy przodków mogą zbiegać się, tworząc tak zwany chromosom 2 u współczesnych ludzi. Dzięki tym informacjom ostatni wspólny przodek denisowian, neandertalczyków i współczesnego człowieka (Homo sapiens).

Odkryj nowe pytania

Wszyscy wiemy, że po udzieleniu odpowiedzi na pytanie pojawia się więcej pytań.

„Nowe odkrycie otwiera nowe pole w ewolucji człowieka, ponieważ rodzi wiele pytań, np. gdzie żyły te osobniki, jak przezwyciężyły katastrofalne zmiany klimatyczne i czy dobór naturalny poprzez wąskie gardło przyspieszył ewolucję ludzkiego mózgu” – mówi kierownik autor Yi Hsuan Pan, specjalista ds. genomiki ewolucyjnej i funkcjonalnej na East China Normal University (ECNU).

Teraz, gdy istnieją powody, by sądzić, że konflikt przodków miał miejsce między 930 000 a 813 000 lat temu, badacze mogą kontynuować poszukiwania odpowiedzi na te pytania i odkryć, w jaki sposób ta niewielka populacja przetrwała w trudnych i niebezpiecznych warunkach. Opanowanie pożarów oraz klimat, który stał się bardziej przyjazny dla życia ludzkiego, mogły przyczynić się do późniejszego szybkiego wzrostu populacji około 813 000 lat temu.

„Te odkrycia to dopiero początek. Dzięki tej wiedzy przyszłe cele mają na celu namalowanie pełniejszego obrazu ewolucji człowieka w okresie przejściowym od wczesnego do środkowego plejstocenu, który z kolei będzie w dalszym ciągu odkrywał tajemnicę wczesnego pochodzenia człowieka i ewolucja.” Teoretyczny genetyk populacyjny i naukowiec zajmujący się biologią obliczeniową w Szanghajskim Instytucie Żywienia i Zdrowia Chińskiej Akademii Nauk (SINH-CAS).

Odniesienie: „Wnioski o genomie ludzkiego poważnego wąskiego gardła podczas przejścia z wczesnego do środkowego plejstocenu” autorstwa Wangji Hu, Ziqian Hao, Pengyuan Du, Fabio Di Vincenzo, Giorgio Manzi, Jiang Kui, Yun-Xin Fu, Yi-Hsuan Pan i Haiping Li 31 sierpnia 2023 r Nauki.
doi: 10.1126/science.abq7487

Badaniami tymi współprowadzili Haipeng Li w SINH-CAS i Yi-Hsuan Pan w ECNU. Ich współpracownicy, Fabio Di Vincenzo z Uniwersytetu we Florencji, Giugio Manzi z Uniwersytetu Sapienza w Rzymie i Yun Shin Fu z Centrum Nauki o Zdrowiu Uniwersytetu Teksasu w Houston, wnieśli istotny wkład w wyniki. Pierwszymi autorami artykułu są Wangjie Hu i Ziqian Hao, którzy byli studentami/stażystami SINH-CAS i ECNU. Obecnie są związani z Icahn School of Medicine na Mount Sinai, Shandong First Medical University i Shandong University Akademia Nauk Medycznychodpowiednio. Pengyuan Du z SINH-CAS i Jialong Cui z ECNU również wnieśli swój wkład w tę publikację.