Drevni ljudi su možda razvili izuzetan mehanizam za preživljavanje poslednjeg ledenog doba

Kad razmislite o tome, izgleda izvanredno što je čovečanstvo još prisutno. Tokom poslednjih nekoliko stotina hiljada godina, svet se mnogo promenio, ponekad na načine s kojima, čini se, evolucija teško može da drži korak.

Ipak, naša vrsta je izuzetno otporna i iznova pronalazi načine da preživi u promenljivim uslovima – putem kulture, tehnologije i čak genetskih promena.

Preporučujemo

Čovečanstvo još evoluira – a genetska prilagodljivost koja nam danas omogućava da se uspešno razvijamo širom sveta možda je doprinela i uspehu u prošlosti, kaže novo genetsko istraživanje sa Univerziteta u Tokiju.

Naučnici su analizirali genome 42 lovca-sakupljača iz japanske kulture Džomon i pronašli brojne genetske potpise u skladu sa adaptacijama na hladne uslove kod njihovih znatno starijih predaka.

„Naša studija daje jedan od prvih paleogenomskih okvira za istraživanje drevnih adaptacija kod istočnih Evroazijaca tokom gornjeg paleolita, otkrivajući evoluciono nasleđe iz hladnije prošlosti kod današnjih ljudi“, pišu istraživači.

Kultura Džomon, koja je naseljavala japanski arhipelag od pre oko 16.000 do pre 3.000 godina, predstavlja posebno dragocen genetski resurs. Smatra se da se njihova predačka linija odvojila od kontinentalnih populacija istočne Evroazije pre otprilike 27.000 do 19.000 godina – pred kraj poslednjeg glacijalnog perioda – a njihova kasnija izolacija na arhipelagu značila je da su njihovi genomi pomogli da se sačuvaju genetski tragovi ove drevne loze, za koju su genomski dokazi inače retki.

Istraživači su sekvencirali DNK iz ostataka 25 individua iz kulture Džomon, starosti između otprilike 5.400 i 2.300 godina, i kombinovali ih sa 17 prethodno objavljenih genoma sa japanskog arhipelaga.

Iako je to prilično dug vremenski period, pripadnici kulture Džomon su zadržali posebne genetske karakteristike nasleđene od mnogo starijih predaka – praktično stvorajući „genetsku arhivu istočne Evroazije gornjeg paleolita“.

Pošto su drevni genomi često oštećeni i nepotpuni, istraživači su pretpostavili nedostajuće genetske informacije koristeći referentni panel od 9.290 današnjih japanskih genoma. To znači upotrebu genetskih informacija o živim ljudima radi statističke rekonstrukcije nedostajućih delova drevnih genoma.

Pomoću tog skupa podataka mogli su da se uporede genomi iz kulture Džomon sa drugim populacijama i potraže signali koji su se isticali kao dokazi pozitivne prirodne selekcije – mesta na kojima je čini da su određene genske varijante favorizovane i češće. Nekoliko se isticalo i zajedno ukazivalo na izvesni obrazac.

Nekoliko varijanti je imalo veze sa termogenezom bez drhtanja, tj. održavanjem toplote tela bez drhtanja – proces koji se prvenstveno odvija u mrkom masnom tkivu.

Jedna varijanta prethodno eksperimentalno povezana sa proizvodnjom toplote u mrkom masnom tkivu imala je učestalost jednog alela od oko 73 odsto u kulturi Džomon, naspram samo 17 odsto kod današnjih stanovnika istočne Azije.

Istraživači su takođe pronašli dokaze o selekciji genskih varijanti povezanih sa telesnom masom i metabolizmom masti u krvotoku.

Zvuči malo neočekivano, pošto skladištenje dodatne masti može biti korisno za održavanje toplote, ali telo takođe može sagorevati mast kako bi stvaralo toplotu, kažu istraživači.

Ove adaptacije su mogle pomoći telu da skladišti energiju i da je učini dostupnijom mrkom masnom tkivu, gde bi se mogla sagorevala radi stvaranja toplote – potencijalno olakšavajući održavanje telesne temperature u uslovima smrzavanja.

Zanimljivo je da pripadnici kulture Džomon nisu bili jedina populacija koja je evoluirala na ovaj način. Kada su istraživači ispitali oblast genoma povezanu sa obradom masnih kiselina, otkrili su da su pripadnici kulture Džomon znatno sličniji grenlandskim Inuitima nego današnjim populacijama istočne Azije.

Istraživači smatraju da je ovo primer konvergentne evolucije – kad odvojene populacije nezavisno razvijaju slične adaptacije kao odgovor na slične pritiske životne sredine.

Ovo je podržano arheološkim nalazima. Rana grnčarija kulture Džomon čuva dokaze da su akvatični resursi bili važan deo ishrane; genomi i arheologija ukazuju na metaboličke adaptacije na ishranu bogatu mastima i proteinima u hladnom okruženju, slično Inuitima.

Međutim, kako se genetske promene pronađene u znatno mlađim ostacima iz kulture Džomon mogu pratiti sve do ledenog doba? Genomi kulture Džomon obuhvatali su period od nekoliko hiljada godina. Istraživači su iskoristili starost i genetske veze ostataka iz kulture Džomon da bi rekonstruisali kako se učestalost jedne od varijanti za hladnoću menjala tokom vremena.

Analiza je sugerisala da je prirodna selekcija jače delovala na tu varijantu tokom poslednjeg glacijalnog perioda nego tokom postglacijalnog perioda.

Drugi dokazi su sugerisali da se adaptacija na hladnoću nije dogodilo odjednom. Neke od varijanti povezanih sa hladnoćom već su bile prisutne u populacijama povezanim sa južnijim precima kulture Džomon, dok su druge postale uobičajene specifično u lozi Džomon.

Istraživači stoga pretpostavljaju da je prilagođavanje na hladnoću evoluiralo postepeno, pri čemu su se dodatne adaptacije akumulirale dok su preci kulture Džomon migrirali na sever u sve hladnije uslove.

Istraživači oprezno primećuju da mnoge njihove interpretacije ostaju spekulativne. Rekonstruisanje fiziologije ljudi koji su živeli pre više hiljada godina nije lako, posebno kad su se ishrane i životne sredine u prošlosti toliko razlikovale od današnjih.

Ipak, nalazi daju uvid u to kako je prirodna selekcija možda pomogla drevnim ljudima da prežive neke od najsurovijih uslova sa kojima se naša vrsta suočila.

„Naši nalazi rasvetljavaju kako su se drevne populacije prilagođavale ekstremnim okruženjima i kako te adaptacije mogu nastaviti da oblikuju današnje varijacije u osobinama povezanim sa zdravljem, naglašavajući širi značaj paleogenomike za ljudsku biologiju i javno zdravlje“, pišu istraživači.

(Telegraf Nauka/Science Alert)