Analiziran drevni DNK 16.000 ljudi: Evolucijska trka je u punom jeku, u njoj pobeđuju - riđokosi

Masivna analiza drevne DNK skoro 16.000 ljudi koji su živeli tokom 10.000 godina u zapadnoj Evroaziji otkrila je da je prirodna selekcija oblikovala moderni ljudski genom daleko više nego što se prethodno mislilo, saopštio je Medicinski fakultet Univerziteta Harvard.

Pre ovoga, studije drevne DNK identifikovale su samo oko 21 slučaj usmerene selekcije – tipa prirodne selekcije koji se javlja kada se jedna verzija gena koja nosi ekstremni oblik neke osobine (poput tolerancije na laktozu nakon detinjstva) pokaže dovoljno korisnom za preživljavanje i reprodukciju da se prenosi na više potomaka nego manje korisne verzije gena, čime njena učestalost u populaciji naglo raste. Nedostatak dokaza sugerisao je da je usmerena selekcija bila retka otkako su se moderni ljudi pojavili u Africi pre oko 300.000 godina i počeli da se dele u različite populacione grupe širom sveta.

Kombinujući do sada neviđenu količinu podataka o drevnom genomu sa novim računarskim metodama, nova analiza pokazuje da je usmerena selekcija zapravo pokrenula širenje ili opadanje stotina varijanti gena u zapadnoj Evroaziji od kraja ledenog doba, i da se selekcija zapravo ubrzala otkako su ljudi prešli sa lova i sakupljanja na poljoprivredu.

Ovaj rad demonstrira moć istraživanja drevne DNK u osvetljavanju ljudske genetske adaptacije i drugih fundamentalnih principa evolucione biologije, navodi se u saopštenju.

Gardijan piše da bi ljudi sa crvenom kosom, koji su trpeli zadirkivanja ili stereotipe o „vatrenom“ temperamentu, mogli da se obraduju da su, iz evolucione perspektive, oni zapravo pobednici. Velika genetska studija otkrila je da je u Evropi riđokosi gen bio pod aktivnom selekcijom duže od 10.000 godina.

Studija, objavljena u žurnalu Nature, nije imala za cilj da otkrije razloge ovog trenda, već se fokusirala na šire pitanje – da li je ljudska evolucija stagnirala od pojave poljoprivrede. Analizirajući DNK skoro 16.000 drevnih ljudskih ostataka i više od 6.000 živih pojedinaca, naučnici su pružili ubedljive dokaze da se, zapravo, biološka evolucija nastavila nesmanjenim tempom.

- Možda je posedovanje crvene kose bilo korisno pre 4.000 godina, ili je pak ona došla usput uz neku važniju osobinu - rekli su istraživači.

Prethodna istraživanja su pokazala da ljudi sa crvenom kosom i svetlom puti mogu efikasnije da proizvode vitamin D, što je, na primer, moglo doneti prednost za preživljavanje u severnim klimama.

Naučnici su identifikovali 479 genetskih varijanti koje je, čini se, favorizovala prirodna selekcija. Geni povezani sa crvenom kosom, svetlom kožom, podložnošću celijakiji i varijante koje smanjuju šansu za dijabetes, ćelavost i reumatoidni artritis, postali su češći u našoj novijoj istoriji.

- Sa ovim novim tehnikama i velikom količinom drevnih genomskih podataka, sada možemo u realnom vremenu posmatrati kako je selekcija oblikovala biologiju. Umesto da tražimo ožiljke koje prirodna selekcija ostavlja u današnjim genomima koristeći jednostavne modele i pretpostavke, možemo pustiti podatke da govore sami za sebe - rekao je u saopštenju Ali Akbari, glavni autor studije i viši naučni saradnik u laboratoriji genetičara sa Harvarda Dejvida Rajha.

- Ovaj rad nam omogućava da pripišemo mesto i vreme silama koje su nas oblikovale - rekao je Dejvid Rajh, profesor genetike na Blavatnik institutu Medicinskog fakulteta Harvarda, profesor ljudske evolucione biologije na Fakultetu umetnosti i nauka Harvarda i viši autor studije.

Potencijalne koristi nekih selektovanih gena čine se intuitivnim. Geni povezani sa crvenom kosom i svetlom puti „verovatno odražavaju selekciju za povećanu sintezu vitamina D u regionima sa malo sunčeve svetlosti kod poljoprivrednika koji su ga imali malo u ishrani“, zaključili su naučnici.

Druge trendove je bilo teže protumačiti. Mutacija koja predstavlja veliki faktor rizika za celijakiju pojavila se pre 4.000 godina i od tada je postajala sve češća. Čini se da su ljudi sa ovom varijantom gena imali veće šanse da prežive i prenesu svoje gene sledećoj generaciji, uprkos riziku od autoimunog poremećaja.

Slično tome, imuni gen nazvan TYK2, koji dramatično povećava rizik od tuberkuloze, stalno je rastao u učestalosti u periodu između 9.000 i 3.000 godina pre nove ere, pre nego što je ponovo počeo da opada. Jedna od mogućnosti je da su ovi geni koji nose rizik od bolesti mogli biti korisni u zaštiti od patogena koji su postali češći u određenim vremenskim periodima.

Studija je takođe otkrila negativnu selekciju za kombinacije gena koje podstiču visok procenat telesne masti, što su istraživači pripisali hipotezi o „štedljivim genima“. Ovo sugeriše da je genetska adaptacija za skladištenje masti, koja bi bila korisna za preživljavanje u periodima oskudice kod lovaca-sakupljača, postala nedostatak kada je poljoprivreda dovela do pouzdanije dostupnosti hrane, navodi Gardijan.

Više od 60 procenata pojedinačnih varijanti DNK koje su označene kao snažno selektovane imaju dokumentovane veze sa današnjim ljudskim osobinama, kao što su:

• svetliji ten,
• crvena kosa,
• rizik od celijakije i Kronove bolesti,
• imunitet na infekciju HIV-om i otpornost na gubu,
• manja šansa za ćelavost kod muškaraca,
• niži rizik od reumatoidnog artritisa i alkoholizma i
• posedovanje B verzije proteina na crvenim krvnim zrncima (krvne grupe A, B i O) što utiče na otpornost na bakterijske i virusne infekcije.

U nekim slučajevima, grupe genetskih varijanti bile su pod selekcijom zajedno kako bi uticale na poligene osobine. Neke promene su povećale učestalost korisnih osobina, uključujući one koje se danas tumače kao:

• osobine povezane sa „zdravstvenim vekom“, kao što je brži tempo hodanja i
• mere bihevioralnog i društvenog statusa ili kognitivnih funkcija, kao što su rezultati na testovima inteligencije, prihodi domaćinstva i godine školovanja.

Druge promene smanjile su učestalost štetnih osobina, kao što su:

• smanjen rizik od bipolarnog poremećaja i šizofrenije,
• niži procenat telesne masti, odnos struka i kukova i indeks telesne mase (BMI) i
• manja podložnost pušenju duvana.

Tim je otkrio da su neke druge varijante, poput onih koje su danas povezane sa podložnošću tuberkulozi i multiploj sklerozi, prvo rasle, a zatim opadale u učestalosti tokom milenijuma, što ukazuje na promene u pritiscima okruženja.

(Telegraf Nauka/Harvard Medical School/The Guardian)