Dy paraardhës “fantazmë” fshihen në ADN-në tonë
Shkencëtarët kanë zbuluar gjurmë gjenetike të dy të afërmve njerëzorë të panjohur më parë, të fshehur brenda ADN-së moderne. (Koncept artistik i linjave të paidentifikuara të njerëzve të lashtë, gjurmët gjenetike të të cilëve u zbuluan në ADN-në e njerëzve modernë.)
Dy të afërm njerëzorë të panjohur më parë kanë lënë gjurmë të ADN-së së tyre te njerëzit që jetojnë sot, duke i shtuar një tjetër shtresë trashëgimisë gjenetike që tashmë ishte marrë nga Neandertalët dhe Denisovanët. Zbulimi përforcon një ide gjithnjë e më të pranuar se evolucioni njerëzor ka qenë një histori e gjatë takimesh dhe ndërthurjesh midis shumë popullatave të afërta të homininëve.
Studimet e mëparshme kishin gjetur shenja se Homo sapiens ishte përzier me njerëz të lashtë përtej Neandertalëve dhe Denisovanëve. Tani, studiuesit në Universitetin e Kalifornisë, Berkeley, kanë identifikuar rajone specifike të gjenomit njerëzor modern që kanë ardhur nga këta paraardhës të paidentifikuar dhe kanë vlerësuar kohën kur ndodhi kjo ndërthurje.
Ekipi bëri zbulimin duke përdorur një metodë të re që analizon qindra gjenome njerëzore të ditëve të sotme dhe rindërton lidhjet e lashta gjenealogjike midis sekuencave të ADN-së së tyre.
Një paraardhës “fantazmë” i përbashkët për të gjithë njerëzit
Një nga grupet e panjohura, të përshkruar nga studiuesit si një paraardhës fantazmë, u ndërthur me njerëzit modernë në Afrikë më shumë se 50 000 vjet më parë. Ky takim ndodhi përpara lëvizjes së fundit të madhe të Homo sapiens nga Afrika drejt Evropës dhe Azisë.
ADN-ja e trashëguar nga kjo linjë përbën afërsisht 1% të gjenomit njerëzor modern, një sasi e ngjashme me përqindjen e trashëguar nga Neandertalët. Linja “fantazmë” u nda nga paraardhësit e njerëzve modernë rreth 800 000 vjet më parë, afërsisht në të njëjtën periudhë kur Neandertalët dhe Denisovanët u ndanë nga njëri-tjetri.
Megjithatë, popullata fantazmë shkëmbeu gjene me njerëzit modernë më herët sesa takimet midis Neandertalëve dhe Denisovanëve jashtë Afrikës.
“Publikimet e mëparshme sugjeronin se mund të kishte prejardhje fantazmë — prejardhje nga linja të panjohura arkaike te njerëzit modernë — por ato nuk kishin përcaktuar nëse kjo prejardhje e panjohur ishte e pranishme vetëm te afrikanët apo jo, dhe kur kishte ndodhur kjo ngjarje e futjes së gjeneve”, tha Yulin Zhang, student doktorature në Berkeley dhe një nga dy autorët e parë të studimit.
“Ne në fakt arritëm të gjenim dhe të hartonim vendndodhjet gjenomike te njerëzit modernë që vijnë nga kjo linjë fantazmë dhe të tregojmë se kjo prejardhje fantazmë gjendet te të gjithë njerëzit modernë, jo vetëm te afrikanët.”
ADN-ja nga një linjë 1 milion vjeçare
Studiuesit zbuluan gjithashtu material gjenetik nga një popullatë edhe më e lashtë, të cilën ata e quajnë paraardhës super-arkaik. Ky hominin rridhte nga një linjë që daton rreth 1.8 milionë vjet më parë dhe duket se është ndërthurur me Denisovanët në Euroazi, ndoshta më shumë se 200 000 vjet më parë.
Denisovanët më vonë u përzien me Homo sapiens, duke lejuar që një pjesë e vogël e asaj ADN-je super-arkaike të hynte në gjenomet e njerëzve modernë.
“Zbulimi i linjës super-arkaike është veçanërisht emocionues sepse zbulon kontribute gjenetike nga një linjë njerëzore që ka jetuar më shumë se një milion vjet më parë, pavarësisht mungesës së ndonjë ADN-je të renditur nga ajo popullatë”, tha Arjun Biddanda, studiues postdoktoral në Universitetin Johns Hopkins dhe bashkëautor i parë i studimit.
Së bashku, këto gjetje sugjerojnë se Homo sapiens i hershëm jetoi përkrah shumë grupeve të tjera njerëzore të afërta në Afrikë dhe Euroazi gjatë milionit të fundit të viteve. Këto popullata ishin mjaftueshëm të ngjashme gjenetikisht sa të mund të kishin pasardhës së bashku, duke lënë pas gjurmë biologjike që vazhdojnë edhe sot.
“Me ADN-në e lashtë nga Neandertalët dhe Denisovanët, si dhe me këto metoda të reja gjenealogjike, po mësojmë se përzierja midis popullatave njerëzore ka qenë shumë e përhapur gjatë historisë dhe kjo ka shumë gjasa të ketë qenë e vërtetë edhe në shkallët më të lashta kohore”, tha Priya Moorjani, profesoreshë e asociuar në Departamentin e Biologjisë Molekulare dhe Qelizore në Berkeley.
“Shpesh e mendojmë evolucionin njerëzor si një pemë me degë, por të dhënat e reja gjenomike dhe metodat analitike zbulojnë një histori shumë më të ndërlidhur — më shumë si një rrjet kompleks popullatash të lidhura përmes episodeve të përsëritura të migrimit dhe përzierjes.”
Shkencëtarët ende nuk i dinë identitetet e popullatave fantazmë dhe super-arkaike. Megjithatë, datat e vlerësuara kur ato u ndanë nga linjat e tjera njerëzore përputhen me grupet Homo të Pleistocenit të Mesëm që jetonin në Afrikë rreth 800 000 vjet më parë dhe me popullatat e Homo erectus që jetonin në Euroazi rreth 1.8 milionë vjet më parë, përkatësisht.
Gjurmimi i ADN-së arkaike pa fosile
Njerëzit modernë që u larguan nga Afrika rreth 50 000 vjet më parë u takuan me Neandertalët dhe Denisovanët në Euroazi dhe u ndërthurën me të dy grupet. Megjithëse Neandertalët dhe Denisovanët u zhdukën më vonë, pjesë të gjenomeve të tyre mbijetuan te pasardhësit e tyre njerëzorë modernë.
Shkencëtarët zbuluan këtë trashëgimi duke nxjerrë dhe renditur ADN-në e ruajtur në fosilet e Neandertalëve dhe Denisovanëve. Megjithatë, gjenomet e njerëzve që jetojnë sot përmbanin gjithashtu shenja të episodeve shumë më të vjetra të ndërthurjes.
Këto sinjale ishin të vështira për t’u studiuar sepse shkencëtarët nuk kanë ADN të renditur nga shumica e homininëve të tjerë të zhdukur.
Për të kapërcyer këtë kufizim, ekipi i Moorjanit krijoi një teknikë të quajtur TRACE (TRacking Archaic Contributions via ARG Estimation).
Në vend që të mbështetet te mbetjet e lashta, TRACE kërkon rajone gjenetike arkaike duke përdorur gjenome të plota nga njerëzit e sotëm.
Studiuesit analizuan gjenomet e individëve nga e gjithë bota dhe rindërtuan marrëdhëniet midis segmenteve të ADN-së gjatë shumë brezave. Ky rindërtim, i njohur si grafi stërgjyshor i rikombinimit (ARG), krijon një pamje të detajuar të mënyrës se si pjesë të ndryshme të gjenomit janë të lidhura përmes prejardhjes së përbashkët.
“Gjenealogjitë ruajnë një regjistër të së kaluarës sonë evolucionare”, tha Moorjani. “TRACE rindërton këto histori përgjatë gjithë gjenomit. Duke identifikuar rajone, prejardhja e të cilave shkon jashtëzakonisht larg në kohë, ne mund të zbulojmë kontribute gjenetike nga popullata njerëzore të zhdukura, edhe në mungesë të ADN-së së lashtë.”
Sinjalet e lashta të fshehura në gjenomet moderne
Disa nga rajonet gjenetike më të vjetra të identifikuara nga TRACE përputheshin me ADN-në nga një gjenom i renditur i Neandertalit. Prejardhja nga Neandertalët përbën rreth 1% të gjenomit njerëzor.
Metoda gjithashtu arriti të identifikonte me sukses ADN-në e njohur të Denisovanëve kur ekipi u përqendrua te gjenomet nga Azia dhe Oqeania, ku disa popullata mbartin një sasi të konsiderueshme të prejardhjes nga Denisovanët.
Megjithatë, shumë rajone të tjera të lashta nuk përputheshin as me Neandertalët dhe as me Denisovanët. Studiuesit arritën në përfundimin se këto pjesë vinin nga dy linja të ndryshme arkaike që ishin ndërthurur me grupe të tjera në periudha të ndryshme.
Prejardhja fantazmë u shfaq si te popullatat afrikane ashtu edhe te ato jo-afrikane. Kjo shpërndarje e gjerë tregon se ndërthurja kishte ndodhur përpara se Homo sapiens të kryente migrimin e fundit të madh jashtë Afrikës dhe të përhapej në të gjithë planetin.
“Ne zbuluam se rreth 2% e gjenomit njerëzor modern vjen nga homininët arkaikë”, tha Zhang. “Në rastin e linjës fantazmë, afrikanët e sotëm dhe popullatat jo-afrikane kanë trashëguar sasi të ngjashme të prejardhjes fantazmë. Çdo individ ka rreth 0.5 deri në 1% të gjenomit të tij të trashëguar nga kjo linjë fantazmë.”
ADN-ja super-arkaike udhëtoi përmes Denisovanëve
Linja e dytë e panjohur u bë e dukshme kur studiuesit analizuan gjenomet e popullatave në Oqeani, përfshirë njerëzit që jetojnë në ishujt e Oqeanit Paqësor. Këto popullata mund të mbartin deri në 4% prejardhje nga Denisovanët.
Sinjali gjenetik super-arkaik u shfaq brenda pjesëve të ADN-së së Denisovanëve. Ky model sugjeron se linja e lashtë fillimisht i dha ADN Denisovanëve, të cilët më vonë ia kaluan një pjesë të saj njerëzve modernë.
Gjenomet e Denisovanëve përmbajnë rreth 3% deri në 5% prejardhje super-arkaike. Për shkak se vetëm një pjesë e ADN-së së Denisovanëve hyri në popullatat njerëzore moderne, njerëzit që jetojnë sot trashëguan vetëm një pjesë të vogël të këtij materiali gjenetik shumë më të lashtë, sipas Moorjanit.
“TRACE na lejoi të kuptonim se si segmentet e prejardhjes nga këta homininë të paidentifikuar më parë janë shpërndarë në të gjithë gjenomin njerëzor”, tha Biddanda.
“Ne zbuluam se këto kontribute janë të përhapura në të gjithë gjenomin dhe se prejardhja fantazmë zbulohet edhe në rajone që më parë mendohej se nuk toleronin prejardhjen nga Neandertalët dhe Denisovanët.”
Ndërthurja e lashtë mund t’i ketë ndihmuar njerëzit të përshtaten
Shumë nga segmentet e ADN-së arkaike ishin të përqendruara në rajone të gjenomit që lidhen me mbrojtjen imunitare dhe metabolizmin, tha Moorjani.
“Ky model nuk është krejtësisht i papritur”, tha ajo. “Përshtatja ndaj patogjenëve të rinj dhe burimeve të reja ushqimore ka qenë një nga presionet më të forta të përzgjedhjes natyrore në evolucionin njerëzor.”
“Ndërthurja me grupe të tjera njerëzore solli variacion të ri gjenetik, duke ofruar material shtesë për përzgjedhjen natyrore. Variantet e dobishme mund të ruheshin dhe të përhapeshin gjatë shumë brezave.”
Kur popullatat njerëzore migruese hynin në mjedise të panjohura, gjenet e trashëguara nga homininët e tjerë mund t’i kenë ndihmuar ato të përballonin sëmundje të reja, klima të ndryshme ose burime të reja ushqimore.
Variantet e dobishme mund të bëheshin më të zakonshme ndërsa kalonin nga një brez në tjetrin.
Mund të ekzistojnë ende linja të tjera njerëzore të humbura
Moorjani shpreson se TRACE do të arrijë në të ardhmen të zbulojë sinjale më të dobëta nga popullata të tjera të panjohura.
Kjo mundësi mund të përmirësohet ndërsa bazat globale të të dhënave gjenomike përfshijnë një gamë më të gjerë dhe më përfaqësuese të popullatave njerëzore.
Gjenome të tjera të Denisovanëve do t’u japin gjithashtu studiuesve më shumë materiale për krahasim. Deri tani, vetëm një gjenom i tillë është publikuar.
Shkencëtarët mund të marrin gjithashtu të dhëna nga sekuencat e proteinave të zbuluara kohët e fundit në fosilet e Homo erectus. Këto proteina mund të ndihmojnë potencialisht në zbulimin e identitetit të popullatës super-arkaike.
“Mendoj se këto metoda të reja llogaritëse, të cilat na lejojnë të rindërtojmë marrëdhëniet gjenealogjike, janë me të vërtetë kufiri i ardhshëm i këtij fushe, sepse ato po na lejojnë të zbulojmë episode të fshehura nga e kaluara jonë pa pasur nevojë për ADN të lashtë”, shtoi ajo.
Moorjani vuri në dukje se TRACE duhet të funksionojë gjithashtu edhe me specie të tjera, “duke na lejuar të zbulojmë modele vërtet të ndryshme në të gjithë pemën e jetës”.
