„Више неандерталац него човек“: Како ДНК наших давно изгубљених предака утиче на наше здравље данас
Група је путовала хиљадама миља, прелазећи Африку и Блиски исток док коначно није стигла до слабо осветљених шума новог континента. Били су давно нестали припадници нашег модерног људског племена, и међу првима Хомо сапиенс да уђе у Европу.
Тамо би ови људи вероватно наишли на своје далеке рођаке: Неандерталци.
Први сусрет
Пре 75.000 годинаали могуће и до 250.000 година пре, преци већине модерних Евроазијаца први пут су изашли из Африке у Евроазију. Овде су се савремени људи суочили лицем у лице са неандерталцима, који су последњи пут делили заједничког претка са модерним људима стотинама хиљада година раније и од тада је живео на овим континентима. У више наврата током миленијума, групе су се укрштале.
Повезано: Да ли су неандерталци могли да говоре?
У почетку, савремени људи су наследили целе хромозоме од неандерталаца, Срирам Санкарараманпрофесор рачунарства, људске генетике и рачунарске медицине на УЦЛА, рекао је за Ливе Сциенце. Међутим, с генерације на генерацију, кроз процес познат као генетска рекомбинацијаови делови ДНК су разбијени и промешани.
ДНК неандерталаца је генерално била „штетна“ за модерне људе, што значи да је брзо искоријењена из ДНК модерних људи кроз еволуција. То је резултирало „пустињама неандерталске ДНК“, или великим регионима модерног људског генома којима је недостајао, рекао је Санкарараман. На пример, научници мисле да је И хромозом код мушкараца не садржи неандерталске гене. Може бити да су гени на неандерталском И били некомпатибилни са другим људским генима или су можда случајно изгубљени путем процеса познатог као генетски дрифт.
Код људи који су наследили неандерталску ДНК, Кс-хромозом такође садржи много мање неандерталског порекла него други, носе неполни хромозоми. Ово је вероватно зато што ће све штетне или нефункционалне мутације на Кс хромозому бити изражене код мушкараца, јер им недостаје одговарајућа, функционална копија гена за компензацију. То је вероватно створило снажан еволуциони притисак да се уклоне такви штетни неандерталски гени из модерног људског Кс, Емилија Уерта-Санчезванредни професор екологије, еволуције и биологије организма на Универзитету Браун, рекао је за Ливе Сциенце.
Али нешто неандерталског ДНК помогло је савременим људима да преживе и репродукују се, и тако се задржао у нашим геномима. Данас, ДНК неандерталаца заузима, у просеку, 2% генома људи ван Африке. Међутим, учесталост неандерталске ДНК која кодира корисне особине може бити и до 80% у неким регионима генома, рекао је Акеи.
Наш физички изглед
За многе људе, наслеђе неандерталаца је очигледно у веома видљивој особини: боји коже.
Варијанта неандерталског гена на хромозому 9 то утиче на боју коже данас носи 70% Европљана. Још једна варијанта неандерталског гена, пронађена код већине источних Азијаца, ррегулише кератиноцитекоји заштити кожу против ултраљубичастог зрачења преко тамног пигмента званог меланин.
Неандерталске варијанте гена су такође повезане са а већи ризик од опекотина од сунца код савремених људи. Исто тако, око 66% Европљана носе неандерталски алел везан за а повећан ризик од опекотина од сунца у детињству и слаба способност сунчања.
На неким местима у нашем геному ми смо више неандерталци него људи
Јосхуа Акеи, Универзитет Принцетон овде
Неандерталци су провели миленијуме на вишим географским ширинама са мање директног излагања сунцу, што је потребно за производња витамина Д. Због тога су промене у биологији косе и коже можда омогућиле савременим људима да брзо искористе ниже нивое сунчеве светлости док и даље производе довољно витамина Д да би били здрави, Џон Капраеволуциони генетичар са Универзитета Вандербилт, рекао је за Ливе Сциенце.
„Једна од кул ствари у вези са укрштањем је да уместо да чекате да се појаве нове корисне мутације, што је заиста спор процес, уведете гомилу генетских варијација одједном“, у суштини брза еволуција, рекла је Хуерта-Санчез.
Повезано: Која је разлика између неандерталаца и хомо сапиенса?
Осим тога, наши преци су морали да се прилагоде хладнијем евроазијском времену. Да би то урадили, можда су стекли неандерталске гене који утичу на облик лица. У 2023 студијанаучници су открили да су савремени људи наследили гени високог носа од неандерталаца. Виши нос је можда омогућио да се више хладног ваздуха загреје до телесне температуре у носу пре него што стигне до плућа, сугерише се Каустубх Адхикарико-аутор студије и статистички генетичар на Универзитетском колеџу у Лондону.
Сат због којег наше ћелије откуцавају
Неандерталска ДНК је такође можда помогла Х. сапиенс прилагодити већим разликама у дужини дана и ноћи на северним географским ширинама.
Заостали неандерталски гени утичу на наш циркадијални сат, који регулише унутрашње процесе као нпр телесна температура и метаболизам. На пример, неки ранораниоци могу да захвале Неандерталци због њихових гена за циркадијални сатпронашли су Цапра и колеге.
Ово је можда помогло нашим прецима да се прилагоде краћим зимским данима даље од екватора, рекао је Цапра.
„Изгледа да није важно бити јутарња особа“, рекао је Капра. „То је сигнал колико је ваш сат у суштини флексибилан и колико је способан да се прилагоди варијацијама светло-тамних циклуса са годишњим добима“, рекао је он.
Наша унутрашња одбрана
Многи од снажно задржаних неандерталских гена су везани за имунолошку функцију.
До времена Х. сапиенс стигли у Европу, неандерталци су већ провели стотине хиљада година борећи се против инфекција специфичних за Евроазију. Парењем са неандерталцима, савремени људи добијају тренутну инфузију тих гена за борбу против инфекција.
„Они делови неандерталске ДНК, посебно они имуни, који су већ били прилагођени патогенима са којима су неандерталци дуго живели, почели су да расту у учесталости природном селекцијом у модерним људским популацијама“, Давид Енарддоцент екологије и еволуционе биологије на Универзитету у Аризони, рекао је за Ливе Сциенце.
Док су многи од предака патогена који су разболели древне људе изгубљени у времену, неки од гена неандерталаца који су помогли у борби против њих и даље делују против савремених патогена. На пример, студија Енарда и његовог колеге из 2018. је то открила савремени људи су наследили неандерталску ДНК који им је помогао у борби против РНК вируса, групе која данас укључује грип (грип), ХИВ и хепатитис Ц.
Повезано: 10 неочекиваних начина на који неандерталски ДНК утиче на наше здравље
Тамнија страна неандерталске ДНК
Неки од гена неандерталаца који су некада помогли нашим прецима могу бити штетни у савременом свету.
Углавном, неандерталски гени нису јако изражени у мозгу, што наговештава да су били снажно одабрани против њих током еволуције. Неандерталски гени су повезани са поремећајима расположења као што је депресија и на мождане сигналне путеве због којих је већа вероватноћа да ће људи постати зависник од никотина.
Чак и јачање имунитета од неандерталаца може имати лошу страну. 2016. научници откривено да неандерталски гени који припремају имуни систем да се бори против патогена такође могу предиспонира људе на алергијске болести. Поред тога, неандерталски гени су везани за већи ризик од развоја аутоимуних болести, као нпр. Гравесова болест, узрокована прекомерно активном штитном жлездом; и реуматоидни артритискоји запаљује зглобове па чак и „Викиншка болест„, у којој се један или више прстију савијају или замрзавају.
Једна варијанта неандерталског гена је можда учинила да имамо тешки случај COVID-19. Та варијанта, пронађена на хромозому 3, јесте пронађена у половини Јужне Азије и једна шестина Европљана. Али чак и тамо, слика је компликована, јер су други неандерталски гени, које носи до половине људи у Евроазији и Америци, повезани са смањен ризик од тешког ЦОВИД-19.
„Нажалост, не постоје болести које бисмо заиста могли да кажемо, или чак особине уопште, можемо рећи: ‘Ох, за то можете кривити своју неандерталску ДНК’“, рекао је Капра.
То посебно важи за неке од највећих здравствених тегоба, као нпр болести срца и ракгде десетине или стотине гена, заједно са безброј фактора животне средине, утичу на ризик од болести.
Шта је пред нама
Дакле, колико ће дуго трагови ових давно изгубљених људи остати у нашим геномима? Током стотина хиљада година, неки од ових неандерталских фрагмената ће постепено бити елиминисани из наших генома. Други ће постати чврсто уграђени, рекао је Акеи.
У међувремену, има још много тога да се научи о томе како су неандерталци оставили трага на нас.
„Могући да искористите нову геномску технологију као што је ЦРИСПР и уређивање гена ће играти важну улогу у разумевању стварне основне биологије о томе како неандерталске секвенце доприносе људским особинама и болестима“, рекао је Акеи.
Дешифровање онога што ови гени заправо раде могло би помоћи развоју третмана за одређена стања, рекао је он.
А ток гена није био једносмеран; научници такође покушавају да утврде како модерно-људска ДНК можда је утицао на неандерталце и примењују методе вештачке интелигенције (АИ) на древне геноме за стварање детаљнију слику о томе какви су били наши давно изгубљени рођаци.
Схватање улоге неандерталске ДНК у нашим геномима не помаже нам да разумемо своје здравље. Ови делови ДНК могу дати трагове о томе шта нас чини јединственим, рекао је Санкарараман.
„Неандерталска ДНК је ушла у наше геноме у важном тренутку наше историје“, рекао је Санкарараман, када су се наши преци селили у нова окружења.
„Гледајући судбину ових делова ДНК“, рекао је он, „можемо се надати да ћемо разумети који су били функционално важни региони у нашем геному током овог временског периода.“
Напомена уредника: Ова прича је првобитно објављена у марту 2024.
