Mamy jeszcze jednego przodka

Naukowe zaglądanie w genom ludzi współczesnych pozwala dokopać się do nieznanej nam prehistorii. Największe nieporozumienie związane z powszechnym rozumieniem ewolucji człowieka polega na przekonaniu, że „człowiek pochodzi od małpy”. Fakty są takie, że człowiek (rodzaj homo sapiens) i małpy człekokształtne, jak szympans, mają wspólnego przodka. Natomiast w samym obrębie rodzaju „człowiek” relacje miedzy naszymi bezpośrednimi przodkami i nazwijmy to „kuzynami”, są tajemnicze. I nawet analiza DNA bywała dotąd mało pomocna. Dlaczego? Bo rodzaj Homo ma jakieś 2 mln lat, najistotniejsze przyspieszenie jego rozwoju to jakieś ostatnie 200 tys. lat, a archaiczny DNA daje się wyciągać i analizować skutecznie ze szczątków nie starszych, niż 70 tys. lat, o ile przeleżały w wiecznej zmarzlinie. A połowę krócej, o ile warunki, w których przeleżały te szczątki, są jeszcze bardziej niszczące dla naszej „księgi życia”. Czyli mamy w rękach mnóstwo kości, i tkwimy w XIX–wiecznych szponach anatomii porównawczej. To nie jest pozbawione owoców – od 150 lat mniej więcej historia naszego rodzaju była naświetlana przez kolejne dogłębnie antropometrycznie analizowane szczątki kopalne. Nie ma jednak naukowych problemów, których nie da się jakoś rozwiązać. Na początku sierpnia na łamach „PLOS Genetics” Amerykanie, Melissa Hubisz i Amy Williams z Cornell University oraz Adam Siepel z Cold Spring Harbor Laboratory opisują badanie, dzięki któremu w DNA współcześnie żyjących ludzi daje się odczytać nieznaną, a ze wszech miar pasjonującą historię naszych wspólnych przodków z innymi hominidami oraz zaistniałych krzyżówek, których jesteśmy ostatecznym owocem. Bo znacząca większość ludzi żyjących na naszej planecie jest wynikiem takich pradawnych, i jak się dziś okazuje wielokrotnych „wkrzyżowań” DNA licznych hominidów. Nie mamy jednego przodka, tylko co najmniej trzech, a nie wykluczone, że czterech. W sukurs paleontologom, antropologom i archeogenetykom idą genetycy populacyjni. DNA to wszak taka cząsteczka, która jest przekazywana przez rodziców dzieciom, a tym rodzicom przez ich rodziców itd. W głąb przeszłości. W czasie zaś tworzenia się komórek rozrodczych – jaj u kobiet i plemników u mężczyzn – DNA danego rodzica ulega wymieszaniu i redukcji o połowę. Czyli z dwóch niesionych przez danego rodzica chromosomów niepłciowych (tzw. autosomów) do komórki rozrodczej przekazywany jest tylko jeden, ale … niemal nigdy „czysty” po mamie lub tacie rodzica (czyli naszych dziadkach). Uległy one bowiem w tych parach „cięciu gięciu”, w efekcie którego taki po–babciny chromosom dawany nam przez mamę jest nieco jednak też po dziadku – niesie i jego materiał genetyczny. #wieszwiecej Polub nas Oznacza to, że w naszym DNA mają szansę zapisać się i zostać nam przekazane ślady wszystkich krzyżówek, czyli płodnych związków damsko–męskich, których jesteśmy ostatecznym wynikiem. Wszyscy jesteśmy wynikiem takich wielokrotnych krzyżówek, czyli mamy dwoje rodziców, czworo dziadków, ośmioro pradziadków, 16 prapradziadków itd. A co, jeśli z naszym pradawnym przodkiem człowiekiem współczesnym, który wyemigrował z Afryki jakieś 50, maksymalnie 60 tys. lat temu, by przez Oceanię i Azję dostać się wreszcie do Europy skrzyżowały się po drodze inne hominidy? Np. Denisowiańczyk, neandertalczyk , albo jakiś, którego szczątków, a zwłaszcza DNA jeszcze nie znamy i być może nigdy nie poznany, bo jest za stary do analiz? To też zostawi ślad w naszym własnym współczesnym genomie. Analizy DNA, tak owe przeprowadzone na próbkach archaicznych, od słynnego sekwencjonowania genomu neandertalczyka przez Svante Pääbo i jego zespół 10 lat temu, aż po dobę dzisiejszą, gdy zanalizowano już szkielety dzieci pochodzące z krzyżówek neandertalsko–denisowiańskich, wskazują, że takich krzyżówek z innymi hominidami przeżył afrykański człowiek współczesny wiele. I co ciekawe, zasadniczo nie żyje dziś na świecie, a przynajmniej nie funkcjonuje poza niszami, żadna ludzka populacja genetycznie „czysta”. Czyli czysty genetycznie człowiek współczesny, taki jaki opuścił Afrykę 50 tys. lat temu, ani czysty denisowiańczyk czy neandertalczyk dziś nie istnieją. Najlepiej przystosowany do zmieniających się na przestrzeni owych ostatnich 50 tys. lat okazał się, i ekspansji na cały glob dokonał mieszaniec tych gatunków ludzkich. Ale czy tylko tych? DNA współczesnych ludzi uczeni amerykańscy odnaleźli ślady starszych niż 50 tys. lat i nieznanych nam wcześniej „wkrzyżowań” obcego DNA, nie tylko neandertalskiego i denisowiańskiego. Najpierw jednak musieli opracować szczególnego „tkacza sekwencji” – ów program komputerowy, zwany ARGweaver ma za zadanie analizować pod kątem wzajemnych rekombinacji aż do 100 pełnych sekwencji genomów. ARG w tej nazwie algorytmu to skrót od „ancestral recombination graphs”, czyli obrazowanie rekombinacji u przodków. Najpierw zatem na łamach czasopisma „Statistical population genomics” autorzy owi zaprezentowali swój program analityczny, który spotkał się z ciepłym przyjęciem społeczności naukowej, potem zaś pokazali, właśnie na łamach „PLOS Genetics” zastosowanie ARGweavera do wyłowienia wszystkich, jak najbardziej archaicznych rekombinacji, których ślady nosimy w genomach dziś żyjących ludzi. Starożytne, i jak to określają sami autorzy badań „subtelne” wkrzyżowania DNA innych hominidów w genom człowieka współczesnego, mogą być przez ten program porównujący sekwencje DNA śledzone. W dodatku w sposób wrażliwy na rozdzielenia się populacji i masowe migracje. W które, jak zdajemy sobie sprawę, obfitowała historia naszego gatunku i jego gatunków krewniaczych oraz rodzicielskich. Musimy tu zauważyć, że tak jak neandertalczyk, którego szczątki, tak stare jak 400 tys. lat, pokrywają gęsto Eurazję, jak i denisowiańczyk, z którego do dziś zostało odnalezionych kilka dosłownie kości, choć stanowili odrębne gatunki, byli w stanie krzyżować się miedzy sobą dając czasem płodne potomstwo. Podobnie mogli krzyżować się z naszym głównym przodkiem z Afryki, aczkolwiek te zarejestrowane wcześniej wkrzyżowania polegały najprawdopodobniej na połączeniach neandertalskiej matki i afrykańskiego ojca, z których to krzyżówek płodni byli tylko synowie. Stąd do dziś nie przetrwały w naszej populacji ani neandertalskie chromosomy Y, ani neandertalski mitochondrialny DNA w formie czystych haplotypów. Co zatem ustalili dokładnie swoim specjalnym algorytmem zdolnym zanurkować daleko w przeszłość naszego gatunku, czy też wyjściowych do niego gatunków uczeni z Cornell i Cold Spring Harbor? Przyjrzeli się, dla porównania z genomami współczesnymi, archaicznym genomom dwóch neandertalczyków, denisowiańczyka i dwóch Homo sapiens z Afryki . Znaleźli dowody, że do trzech procent genomu neandertalczyka pochodziło od starożytnych „ludzi współczesnych” i szacują, że krzyżowanie się miało miejsce między 200 a 300 tys. lat temu. Czyli wkrzyżowanie genomu neandertalczyka do genomu człowieka współczesnego ok. 40 tys. lat temu nie było jedynym i płodnym w skutki spotkaniem tych dwóch gatunków hominidów. Pisałam już wcześniej o tej możliwości zaproponowanej przez inną grupę badawczą już wcześniej na tych łamach https://www.tvp.info/46478399/neandertalski–slad–w–afryce Co więcej, 1 procent genomu denisowiańczyka prawdopodobnie pochodzi od nieznanego i bardziej odległego, pradawnego krewnego. Tym, jeśli ufać dotychczasowym analizom skamieniałości, z których analizowalnego DNA się przy obecnym zaawansowaniu technologicznym wyizolować nie da, mógł być prawdopodobnie Homo erectus. Około 15 proc. owych „superarchaicznych” regionów DNA pochodzących od H. erectus, mogło zostać przekazanych żyjącym dzisiaj ludziom współczesnym, czyli przedstawicielom naszego gatunku. Gatunku, którego powstawanie nie polegało ewidentnie na „pochodzeniu” jakiejś nowej linii od poprzedniej na drodze mutacji w konkretnym osobniku, która się rozprzestrzeniała . Nawet najbardziej szczegółowe badania szkieletów nie mogły tego pokazać, ale DNA zdaje się opowiadać inną historię niż ta, której uczono nas w szkole. Otóż jesteśmy mieszańcem. Mamy licznych ojców i matki. Okazuje się, że hominidy krzyżowały się ze sobą zasadniczo zawsze, gdy ich populacje się ze sobą spotykały. Być może to właśnie – te walizeczki z DNA po kolejnych i kolejnych prapradziadkach i praprababkach reprezentujących nieco odmienne, ale wciąż bliskie sobie gatunki – zapewniły naszym przodkom przetrwanie tak różnorodnych warunków, chociażby klimatycznych, jakie następowały po sobie przez ostatnie 50 tys. lat. De facto wszystkie „czyste linie” naszych licznych przodków wymarły. Dziś ich ślady odnajdujemy w naszym własnym DNA.