В геноме человека обнаружены следы неизвестных видов древних предков

Ученые разработали методику, которая только с помощью современных образцов ДНК позволяет определить, с кем скрещивались наши далекие предки. Уже стало ясно, что это были не только неандертальцы и денисовцы. Алгоритм анализа генетических данных TRACE (TRacking Archaic Contributions via ARG Estimation) описан на страницах журнала Science.

Авторы исследования установили, что среди наших древних предков существовало как минимум еще две человеческие линии — некие «предки-призраки».

Они составляют от 0,5 до 1% ДНК любого современного человека, говорит компьютерный биолог Юлин Чжан, ведущий автор работы.

Однако у разных людей сохраняются разные фрагменты этой ДНК, и, что еще важнее, они распределены по геному достаточно равномерно.

«Примесь-призрак присутствует почти в каждой области генома», — подтверждает генетик-эволюционист Прия Мурджани, возглавлявшая исследование.

Это означает, что если бы все фрагменты удалось соединить, теоретически можно было бы собрать практически полный геном этого призрачного предка, хотя авторы пока не предпринимали такой попытки.

Алгоритм проверен: работает

Это не первое исследование, обнаружившее генетические следы «призрачного предка», но новый подход гораздо более эффективен. Он основан на построении «генеалогического древа» для отдельных участков генома — задача, которая стала осуществимой лишь недавно благодаря увеличению доступных вычислительных мощностей. Эффективность метода была продемонстрирована возможностью выделить ДНК неандертальцев и денисовцев, опираясь исключительно на геномы современного человека.

В совокупности у нас сохранилась лишь небольшая часть геномов неандертальцев и денисовцев. "Длинные участки генома либо полностью лишены неандертальской и денисовской примеси, либо содержат ее в крайне низких пропорциях. И именно в этих регионах мы смогли обнаружить довольно высокие доли призрачной примеси", - объясняет популяционный генетик Арджун Бидданда из Университета Джонса Хопкинса, еще один ведущий автор.

По мнению исследователей, это связано с малочисленностью популяций неандертальцев и денисовцев — в небольших группах чаще накапливаются вредные мутации. «Скорее всего, против примеси неандертальцев и денисовцев на этих территориях действовал естественный отбор», — полагает Мурджани.

А следы призрачных предков либо подвергались положительному отбору, либо были нейтральны с эволюционной точки зрения; Скорее всего, популяция этих линий была более многочисленной.

Кто они, наши призрачные предки?

Ученые полагают, что призрачный предок отделился от основной линии, ведущей к современному человеку, около 800 000 лет назад. И через некоторое время две линии вновь соединились и пересеклись.

«Поскольку все современные люди несут в себе следы призрачной примеси, вполне вероятно, что поток генов произошел в Африке и что эта популяция жила там», — говорит Мурджани.

В качестве возможного кандидата на роль такого предка она называет Homo heidelbergensis.

Второй призрачный предок, выявленный с помощью новаторского анализа, намного старше. Он отделился от основной линии, ведущей к современному человеку, около 1,8 миллиона лет назад. Денисовцы Евразии позже скрестились с этим «суперархаичным» предком.

«Современные люди унаследовали эти суперархаичные сегменты через поток денисовских генов, и теперь мы можем идентифицировать области такой суперархаической примеси», — отмечает Мурджани.

Суперархаичным предком современного человека мог быть Homo erectus, добавила она.