Studija mapira ukrštanje ljudi i neandertalaca tokom 200.000 godina

Vekovima smo smatrali neandertalce dalekim rođacima – posebnom vrstom koja je davno nestala. Međutim, zahvaljujući genetskom istraživanju na bazi veštačke inteligencije (AI), naučnici su otkrili mnogo složeniju prošlost.

Modernim ljudima i neandertalcima su se ne samo ukrštali putevi, već su se u više navrata seksualno ukrštali, delili gene i čak spajali populacije tokom skoro 250.000 godina.

Preporučujemo

Ova otkrića sugerišu da neandertalci nisu nikad zaista nestali – apsorbovani su. Njihovo nasleđe živi u našoj DNK, oblikujući naše shvatanje šta znači biti čovek.

Moderni ljudi su se ukrštali sa neandertalcima više od 200.000 godina, kažu naučnici sa američkog Prinstonskog univerziteta i kineskog Jugoistočnog univerziteta. Oni su identifikovali prvi talas kontakta u periodu pre 200-250 hiljada godina, drugi talas pre 100-120 hiljada godina i najveći talas pre 50-60 hiljada godina.

Koristili su genetski instrument IBDmix sa AI, umesto referentne populacije živih ljudi, radi analize 2.000 živih ljudi, tri neandertalca i jednog denisovca.

Kad su prve neandertalske kosti pronađene 1856, izazvana je poplava pitanja o tajanstvenim drevnim ljudima. Da li su nam bili slični ili fundamentalno drugačiji? Da li su naši preci sarađivali s njima, sukobljavali se, ili čak uspostavljali veze? Otkriće denisovaca, grupe blisko povezane sa neandertalcima, koji su živeli u delovima Azije i Južne Azije, još više je iskomplikovalo situaciju.

Istraživači među kojima su genetičari i stručnjaci za AI sad otkrivaju nove slojeve te zajedničke prošlosti. Pronađeni su jaki dokazi o genetskoj razmeni između ranih ljudskih grupa, što ukazuje na mnogo dublji i složeniji odnos nego što se mislilo.

„Ovo je prvi put da su genetičari identifikovali više talasa mešanja modernih ljudi i neandertalaca. Sad znamo da smo u ogromnom delu ljudske istorije imali kontakt između modernih ljudi i neandertalaca“, kažu naučnici.

Hominini koji su naši najdirektniji preci odvojili su se od neandertalske loze pre oko 600.000 godina i razvili naše moderne fizičke karakteristike pre oko 250.000 godina. Od tada do nestanka neandertalaca – tokom otprilike 200.000 godina – moderni ljudi su bili u interakciji sa neandertalskim populacijama.

Nekad stereotipno shvatani kao spori i tupoumni, neandertalci su sad viđeni kao vešti lovci i tvorci oruđa koji su međusobno tretirali povrede pomoću razvijenih tehnika i bili dobro prilagođeni za uspešan život u hladnoj evropskoj klimi.

Pomoću genoma 2.000 živih ljudi, tri neandertalca i jednog denisovca, istraživači su mapirali protok gena između homininskih grupa tokom proteklih 250.000 godina.

Genetski instrument IBDmix koristi tehnike mašinskog učenja radi dekodiranja genoma. Ranije istraživanje je zavisilo od poređenja ljudskih genoma sa „referentnom populacijom“ modernih ljudi za koje se smatra da imaju malo ili uopošte nemaju neandertalske ili denisovske DNK.

Utvrđeno je da čak i referentne grupe, koje žive hiljdama kilometara južno od neandertalskih pećina, imaju male količine neandertaske DNK, koje su na jug verovatno odneli putnici (ili njihovi potomci).

Koristeći IBDmix, istraživači su identifikovali tri talasa kontakta: pre oko 200-250 hiljada godina, pre 100-120 hiljada godina i najveći pre oko 50-60 hiljada godina.

To je u oštroj suprotnosti sa prethodnim genetskim podacima. Većina dosadašnjih genetskih podataka sugeriše da su moderni ljudi evoluirali u Africi pre 250.000 godina, ostali tamo narednih 200.000 godina, a onda odlučili da se raziđu iz Afrike pre 50.000 godina i nasele ostatak sveta.

„Naši modeli pokazuju da nije bilo dugotrajnog perioda statičnosti, već da su moderni ljudi ubrzo nakon pojavljivanja migrirali iz Afrike i vraćali se nazad u Afriku“, kažu istraživači. „Ovo je priča o rasejavanju, da su se moderni ljudi kretali unaokolo i sretali neandertalce i denisovce mnogo više nego što smo mislili“.

Ta vizija o čovečanstvu u pokretu poklapa se sa arheološkim i paleoantropološkim istraživanjem koje ukazuje na kulturnu razmenu i razmenu oruđa između homininskih grupa.

Foto: Gary Todd, CC0, via Wikimedia Commons

Ključni pristup je potraga za DNK modernih ljudi u genomima neandertalaca, umesto obrnuto. Velika većina genetskog rada u prošloj deceniji fokusirala se na to kako je parenje sa neandertalcima uticalo na moderne ljudske fenotipe i našu evolucionu istoriju. Međutim, ova pitanja su takođe relevantna i interesantna u obrnutom smeru.

Istraživači su zaključili da je potomstvo tih prvih talasa ukrštanja najverovatnije ostalo sa neandertalcima, ne ostavljajuće tragove u živim ljudima. Pošto sad možemo da inkorporiramo neandertalsku komponentu u genetske studije, vidimo ova ranija rasejavanja na načine na koje pre nismo mogli, kažu istraživači.

Finalni deo slagalice bilo je otkriće da su neandertalci imali manju populaciju nego što su istraživači ranije mislili.

Naučnici obično procenuju veličinu populacije posmatrajući genetski diverzitet. Generalno, veća varijacija u genomu ukazuje na veću grupu. Međutim, IBDmix je pokazao da veliki deo vidljivog diverziteta u neandertalskoj DNK zapravo dolazi od gena nasleđenih od modernih ljudi, koji su imali mnogo veće populacije.

Sa ovim novim uvidom, naučnici su smanjili svoju procenu neandertalske reproduktivne populacije sa oko 3.400 na oko 2.400 individua.

Ovi nalazi pomažu da se objasni kako su neandertalci nestali iz fosilnih i genetskih svedočanstava pre oko 30.000 godina.

„Ekstinkcija nije primerena reč pošto su neandertalci uveliko bili apsorbovani“, kažu istraživači. Neandertalske populacije su se polako smanjivale dok poslednji preživeli nisu integrisani u zajednice modernih ljudi.

Ovaj „model asimilacije“ prvi je artikulisao Fred Smit, profesor antropologije na Državnom univerzitetu Ilinoisa 1989. Rezultati nove studije daju jake genetske podatke u skladu sa tom hipotezom.

Neandertalci su bili na ivici ekstinkcije, verovatno dugo vremena. Ako smanjite njihov broj za 10% ili 20%, kao što naša procena radi, to je značajno smanjenje već ugrožene populacije, kažu istraživači.

Moderni ljudi su u suštini bili kao talasi koji udaraju na obalu, vršeći sporu, ali postojanu eroziju. Na kraju su prosto demografski preplavili neandertalce i inkorporirali ih u moderne ljudske populacije.

(Telegraf Nauka/Science Daily)