„Více neandrtálců než lidí“: Jak DNA našich dávno ztracených předků ovlivňuje naše dnešní zdraví
Skupina cestovala tisíce mil, překročila Afriku a Blízký východ, až nakonec dorazila do matně osvětlených lesů nového kontinentu. Byli to dávno zmizelí členové našeho moderního lidského kmene a mezi prvními Moudrý muž vstoupit do Evropy.
Tam by se tito lidé pravděpodobně setkali se svými vzdálenými bratranci: neandrtálci.
První setkání
Před 75 000 letyale možná až 250 000 let předchůdci většiny moderních Eurasijců se poprvé odvážili z Afriky a do Eurasie. Zde se moderní lidé setkali tváří v tvář s neandrtálci, kteří naposledy sdíleli společného předka s moderními lidmi před stovkami tisíc let a od té doby žije na těchto kontinentech. Při několika příležitostech v průběhu tisíciletí se skupiny křížily.
Související: Uměli neandrtálci mluvit?
Zpočátku moderní lidé zdědili celé chromozomy od neandrtálců, Sriram SankararamanProfesor informatiky, lidské genetiky a výpočetní medicíny na UCLA řekl Live Science. Nicméně, z generace na generaci, prostřednictvím procesu známého jako genetická rekombinacetyto úseky DNA byly rozbity a promíchány.
Neandrtálská DNA byla pro moderní lidi obecně „zhoubná“, což znamená, že byla rychle odstraněna z DNA moderních lidí prostřednictvím vývoj. To vedlo k „pouštím neandertálské DNA“ nebo velkým oblastem moderního lidského genomu, které ji postrádají, řekl Sankararaman. Vědci si například myslí, že chromozom Y u mužů neobsahuje žádné neandrtálské geny. Je možné, že geny na neandrtálském Y byly nekompatibilní s jinými lidskými geny nebo mohly být náhodně ztraceny procesem známým jako genetický drift.
U lidí, kteří zdědili neandrtálskou DNA, obsahuje také chromozom X mnohem méně neandrtálského původu než jiné, nepohlavní chromozomy nesou. Je to pravděpodobně proto, že jakékoli škodlivé nebo nefunkční mutace na chromozomu X se projeví u mužů, protože jim chybí odpovídající funkční kopie genu, která by to kompenzovala. To pravděpodobně vytvořilo silný evoluční tlak na odstranění těchto škodlivých neandrtálských genů z moderního člověka X, Emilia Huerta-Sanchezdocent ekologie, evoluce a biologie organismů na Brown University, řekl Live Science.
Některá neandrtálská DNA však pomohla moderním lidem přežít a rozmnožit se, a tak přetrvává v našich genomech. V dnešní době zaujímá neandrtálská DNA v průměru 2 % genomů lidí mimo Afriku. Frekvence neandertálské DNA, která kóduje prospěšné vlastnosti, však může být v některých oblastech genomu až 80 %, řekl Akey.
Náš fyzický vzhled
Pro mnoho lidí je odkaz neandrtálců zřejmý ve vysoce viditelném rysu: barvě pleti.
Varianta neandrtálského genu na chromozomu 9, že ovlivňuje barvu pleti dnes nosí 70 % Evropanů. Další varianta neandrtálského genu, nalezená u většiny východních Asijců, rreguluje keratinocytykterý chránit pokožku proti ultrafialovému záření prostřednictvím tmavého pigmentu zvaného melanin.
Neandrtálské genové varianty jsou také spojeny s a větší riziko spálení sluncem u moderních lidí. Rovněž, asi 66 % Evropanů nesou neandrtálskou alelu spojenou s a zvýšené riziko dětského spálení sluncem a špatné opalování.
Na některých místech našeho genomu jsme více neandrtálci než lidé
Joshua Akey, Princetonská univerzita zde
Neandrtálci strávili tisíciletí ve vyšších zeměpisných šířkách s menším přímým slunečním zářením, které je potřeba produkci vitaminu D. Změny v biologii vlasů a kůže proto mohly moderním lidem umožnit rychle využít nižší úrovně slunečního záření a přitom stále produkovat dostatek vitamínu D, aby byli zdraví, John Capraevoluční genetik z Vanderbilt University, řekl Live Science.
„Jednou ze skvělých věcí na křížení je, že místo čekání na vznik nových prospěšných mutací, což je opravdu pomalý proces, zavádíte najednou spoustu genetických variací,“ v podstatě rychlá evoluce, řekl Huerta-Sanchez.
Související: Jaký je rozdíl mezi neandrtálci a Homo sapiens?
Naši předci se navíc museli přizpůsobit chladnějšímu eurasijskému počasí. K tomu možná získali neandrtálské geny, které ovlivnily tvar obličeje. V roce 2023 studievědci zjistili, že moderní lidé dědí geny vysokého nosu od neandrtálců. Vyšší nos možná umožnil, aby se v nose zahřálo více studeného vzduchu na tělesnou teplotu, než se dostal do plic Úředník Kaustubhspoluautor studie a statistický genetik na University College London.
Hodiny, díky kterým tikají naše buňky
Neandrtálská DNA také mohla pomoci H. sapiens přizpůsobte se větším rozdílům v délce dne a noci v severních zeměpisných šířkách.
Přetrvávající neandrtálské geny ovlivňují naše cirkadiánní hodiny, které regulují vnitřní procesy jako např tělesná teplota a metabolismus. Například někteří ranní vstávající mohou poděkovat Neandrtálci pro jejich geny cirkadiánních hodinCapra a kolegové našli.
To možná pomohlo našim předkům přizpůsobit se kratším zimním dnům dále od rovníku, řekl Capra.
„Zdá se, že není důležité být ranní osobou,“ řekl Capra. „Je to signál toho, jak v podstatě flexibilní jsou vaše hodiny a jak jsou schopné se přizpůsobit změnám v cyklech světla a tmy s ročními obdobími,“ řekl.
Naše vnitřní obrana
Mnoho silně zachovaných neandrtálských genů je vázáno na imunitní funkce.
Podle času H. sapiens Neandrtálci, kteří dorazili do Evropy, již strávili stovky tisíc let bojem s infekcemi specifickými pro Eurasii. Pářením s neandrtálci získali moderní lidé okamžitou infuzi těchto genů pro boj s infekcí.
„Tyto kousky neandrtálské DNA, zejména ty imunitní, které již byly adaptovány proti patogenům, se kterými neandertálci žili dlouhou dobu, začaly při přirozeném výběru v moderních lidských populacích narůstat.“ David Enardpro Live Science to řekl odborný asistent ekologie a evoluční biologie na Arizonské univerzitě.
Zatímco mnoho z původních patogenů, které znechutily starověké lidi, je ztraceno v čase, některé z neandrtálských genů, které jim pomohly bojovat, stále fungují proti moderním patogenům. Odhalila to například studie Enarda a kolegy z roku 2018 moderní lidé zdědili neandrtálskou DNA která jim pomohla bojovat RNA viry, skupinu, která dnes zahrnuje chřipka (chřipka), HIV a hepatitida C.
Související: 10 neočekávaných způsobů, jak neandrtálská DNA ovlivňuje naše zdraví
Temnější stránka neandrtálské DNA
Některé z neandrtálských genů, které kdysi pomáhaly našim předkům, mohou být v moderním světě škodlivé.
Z větší části nejsou neandrtálské geny silně exprimovány v mozku, což naznačuje, že byly během evoluce silně selektovány. Neandrtálské geny byly spojovány s poruchami nálady jako je deprese a na mozkové signální dráhy, díky nimž se lidé s větší pravděpodobností stanou závislý na nikotinu.
A dokonce i posílení imunity od neandrtálců může mít odvrácenou stranu. v roce 2016 vědci objeveno že neandrtálské geny, které připravují imunitní systém k boji s patogeny, mohou také predisponují lidi k alergickým onemocněním. Neandrtálské geny byly navíc vázány na vyšší riziko rozvoje autoimunitních onemocnění, jako je např Gravesova choroba způsobená hyperaktivní štítnou žlázou; a revmatoidní artritidykterý zanítí klouby a dokonce „Vikingská nemoc“, ve kterém se jeden nebo více prstů ohne nebo zmrzne.
Jedna neandrtálská genová varianta mohla způsobit, že u nás bude pravděpodobnější vážný případ COVID 19. Tato varianta, nalezená na chromozomu 3, je vyskytuje se u poloviny Jihoasijců a jedna šestina Evropanů. Ale i tam je obraz komplikovaný, protože jiné neandrtálské geny, které nese až polovina lidí v Eurasii a Americe, jsou spojeny s snížené riziko vážného onemocnění COVID-19.
„Bohužel neexistují žádné nemoci, které bychom mohli skutečně říci, nebo dokonce vlastnosti obecně, můžeme říci: ‚Ach, za to můžete vinit svou neandrtálskou DNA‘,“ řekl Capra.
To platí zejména pro některé z největších zdravotních neduhů, jako je např onemocnění srdce a rakovinakde desítky nebo stovky genů spolu s nesčetnými environmentálními faktory ovlivňují vaše riziko onemocnění.
Co je před námi
Jak dlouho tedy budou stopy těchto dávno ztracených lidí přetrvávat v našich genomech? Během statisíců let budou některé z těchto neandrtálských fragmentů postupně eliminovány z našich genomů. Ostatní budou pevně zakotveni, řekl Akey.
Mezitím je stále ještě co se dozvědět o tom, jak na nás neandrtálci zanechali svou stopu.
„Být schopen využít nové genomické technologie, jako je CRISPR a editace genů bude hrát důležitou roli v pochopení skutečné základní biologie toho, jak neandrtálské sekvence přispívají k lidským rysům a nemocem,“ řekl Akey.
Rozluštění toho, co tyto geny skutečně dělají, by mohlo pomoci při vývoji léčby určitých stavů, řekl.
A tok genů nebyl jednosměrný; vědci se také snaží zjistit, jak moderní lidská DNA mohl ovlivnit neandrtálce a používají metody umělé inteligence (AI) k vytvoření starověkých genomů detailnější obrázek o tom, jací byli naši dávno ztracení bratranci.
Zjištění role neandrtálské DNA v našich genomech nám pomáhá více než porozumět našemu zdraví. Tyto kousky DNA mohou poskytnout vodítka k tomu, co nás činí jedinečnými, řekl Sankararaman.
„Neandrtálská DNA vstoupila do našich genomů v důležité době naší historie,“ řekl Sankararaman, když se naši předkové stěhovali do nových prostředí.
„Když se podíváme na osud těchto kousků DNA,“ řekl, „můžeme doufat, že pochopíme, jaké byly funkčně důležité oblasti v našem genomu během tohoto časového období.“
Poznámka editora: Tento příběh byl původně publikován v březnu 2024.
