Izučavanje drevnih genoma otkriva iznenađujuće ubrzanje ljudske evolucije

Podaci o više od 15.000 drevnih ljudi otkrivaju prirodnu selekciju stotina gena povezanih sa imunitetom, bojom kože, ponašanjem i drugim osobinama.

Najveća studija o drevnoj ljudskoj DNK pokazuje da se ljudska evolucija ubrzava tokom poslednjih 10.000 godina. Istraživači su identifikovali stotine genskih varijanti koje su evoluirale putem prirodne selekcije kod drevnih ljudi u zapadnoj Evroaziji — Evropi i Bliskom istoku — nakon pojave poljoprivrede. Promene ovih gena su imale dalekosežne posledice po zdravlje današnjih populacija.

Preporučujemo

„Vidimo drastične promene“, kažu naučnici iz Harvardske medicinske škole u Bostonu. Međutim, neki istraživači nisu uvereni razmerama nalaza i rezultata koji pokazuju da prirodna selekcija utiče na varijante gena u osnovi veoma složenih odlika, kao što su mentalna bolest i kognicija.

Prilagođavanje na poljoprivredu

Homo sapijens se pojavio u Africi pre oko 200.000 do 300.000 godina, a zatim se proširio u skoro svaki kutak planete. Pojava poljoprivrede je donela nove namirnice, patogene i druge izazove, pošto su ljudi počeli da žive u većim grupama i bliže životinjama.

Ljudi su se očigledno prilagodili ovim prevratima. Međutim, genomske studije o današnjim i drevnim ljudima otkrile su samo mali broj genetskih znakova prirodne selekcije, naročito za korisne gene koji su postali vrlo česti, ili one koji su se pokazali kao štetni i postali ređi.

Najpoznatiji primer takve „direkcione selekcije“ je genetska varijanta koja održava proizvodnju enzima laktoze u odraslom dobu, što omogućava mnogim ljudima evropskog porekla da konzumiraju mleko tokom celog života.

Napori da se identifikuju genske varijante koje su postale manje ili više uobičajene usled direkcione selekcije mogu biti osujećeni nasumičnim fluktuacijama, poznatim kao genetski drift, i populacionim promenama koje mogu drastično izmeniti genetski sastav stanovnika u regionima — kao što je zamena evropskih lovaca-sakupljača poljoprivrednicima sa Bliskog istoka.

Da bi to prevazišli, istraživači su prvo tražili genetske varijante koje su se dosledno pojavljivale više ili manje često u različitim grupama koje su živele u različitim vremenima. Zatim su isključili promene koje bi se mogle objasniti drugim uticajima osim selekcije, identifikujući 479 varijanti sa jakim znacima direkcione selekcije.

Ove promene daju sliku populacija čija biologija se menjala dok su lovačko-sakupljački stilovi života ustupali mesto poljoprivredi širom Evrope. Studija je takođe otkrila da se evolucija ubrzala tokom bronzanog doba, koje je počelo pre oko 5.000 godina, što verovatno odražava intenziviranje promena u načinu života započetih u neolitu pre oko 10.000 godina. „Ovo je ekonomski i kulturno transformativno vreme“, kažu autori.

Geni imuniteta

Metoda je dizajnirana da uoči dosledne promene u učestalosti varijante gena u populaciji, bilo da se radi o povećanju ili smanjenju. Međutim, učestalost dve trećine varijanti kretala se sa usponima i padovima. Genska varijanta povezana sa povećanim rizikom od razvoja multiple skleroze, koja je identifikovana u prethodnoj studiji, skočila je pre otprilike 6.000 godina. Najnovija studija sugeriše da je ta varijanta postala manje uobičajena u nekim evropskim grupama u poslednjih 2.000 godina.

Geni uključeni u imunitet su među najčešćim metama direkcione selekcije. Varijanta povezana sa podložnošću tuberkulozi postala je ređa u poslednjih 3.000 godina, što potvrđuje još jedan prethodni rezultat. Međutim, pre toga je njena učestalost naglo porasla, verovatno zbog pojave drugih patogena. Varijanta koja modernim ljudima daje otpornost na HIV postala je uobičajenija između pre 6.000 i 2.000 godina, verovatno zato što je takođe štitila od bakterija koje uzrokuju kugu.

Evolucija takođe oblikuje izgled Evropljana. Identifikovano je deset varijanti povezanih sa svetlijom kožom koje su imale signale selekcije. Uzrok muškog obrasca ćelavosti postao je mnogo ređi tokom poslednjih 7.000 godina, doprinoseći procenjenom smanjenju učestalosti ćelavosti od 1–2%.

Ispitano je i kako je prirodna selekcija mogla uticati na složene osobine koje su povezane sa velikim brojem varijanti. Ova analiza je pokazala da su tokom poslednjih 10.000 godina kombinacije varijanti povezanih sa povećanim rizikom od dijabetesa tipa 2, bipolarnog poremećaja i šizofrenije u modernim populacijama imale tendenciju opadanja kod drevnih pojedinaca iz Evrope i sa Bliskog istoka. Međutim, kombinacije povezane sa godinama školovanja, prihodima domaćinstva i rezultatima testova inteligencije imale su tendenciju porasta tokom poslednjih 10.000 godina.

Ovi rezultati ne znače da je mentalna bolest bila češća u prošlosti, naglašavaju istraživači, niti da su drevni stanovnici zapadne Evroazije vremenom postajali inteligentniji (ili bogatiji). Ekološki stresovi 21. veka razlikuju se od onih u prošlosti.

„Veoma je teško pretpostaviti koja biologija je u osnovi statističkog signala“, kažu naučnici. Nasuprot tome, mnoge individualne varijante koje su pokazale znake direkcione selekcije izgledaju biološki verovatne i saglasne sa prethodnim radom.

Mešoviti signali

Studija predstavlja veliki napredak u odnosu na ono što je ranije urađeno, i u pogledu podataka i u pogledu metodologije, kažu stručnjaci pod utiskom dokaza o širokoj prirodnoj selekciji na individualnim genskim varijantama tokom poslednjih 10.000 godina. Ipak, manje su ubeđeni zaključcima o selekciji u pogledu složenih osobina. Ovi rezultati mogu zavisiti od razlika životne sredine specifičnih za određenu populaciju.

Neki od najjačih primera direkcione selekcije su verovatno tačni i predstavila su ih druga istraživanja. Međutim, pitanje je da li studija potpuno uzima u obzir promene u poreklu tokom vremena, koje bi se u nekim slučajevima mogle pogrešno shvatiti kao prirodna selekcija.

Studiju je najbolje posmatrati kao izvor neverovatnih podataka i provokativnih hipoteza koje će zahtevati mnogo daljeg ispitivanja, a ne kao konačan opis nedavne adaptacije u Evroaziji.

(Telegraf Nauka/Nature)