Největší lidský rodokmen, jaký byl kdy vytvořen, znovu prožívá historii našeho druhu

Nový a impozantní rodokmen pro celé lidstvo se pokouší shrnout, jaký vztah mají všichni dnes žijící lidé k sobě navzájem ak našim dávným předkům.

Při sestavení rodokmenu neboli genealogie výzkumníci prosávali tisíce genom Podle nové studie zveřejněné ve čtvrtek (24. února) v časopise sekvence shromážděné od moderních i starověkých lidí a také od dávných příbuzných lidí. vědět. Tyto genomy pocházely z 215 skupin roztroušených po celém světě. Pomocí počítačového algoritmu tým odhalil odlišné vzorce dědičný Rozdíl v těchto sekvencích, zvýraznění, kde se shodovaly a kde se lišily. Na základě těchto vzorců vědci nakreslili teoretické linie sestupu mezi genomy a přišli s myšlenkou, které genetické varianty nebo alely pravděpodobně nesli společní předkové těchto lidí.

Kromě mapování těchto genealogických vztahů tým přiblížil, kde na světě žili společní předci sekvenovaných jedinců. Odhadli tato umístění na základě stáří genomů, ze kterých byly odebrány vzorky, a místa, kde byl každý genom odebrán.

Příbuzný: Obrázky: Lebka téměř úplného lidského předka

„Způsob, jakým jsme odhadovali, kde konkrétně žili předci, je velmi předběžný,“ řekl první autor Anthony Wilder Wons, který byl v době studie doktorandem na University of Oxford’s Big Data Institute. Přes svá omezení data stále zachycují klíčové události u lidí evoluční Datum. Například: „Rozhodně vidíme přesvědčivé důkazy Odehrávající se mimo Afriku“, což znamená počáteční rozptýlení rozumný muž Od východní Afriky po Eurasii a dál, řekl Wons, nyní postdoktorandský výzkumný pracovník na Broad Institute na MIT a Harvardské univerzitě.

Metoda, kterou výzkumníci použili, „dobře funguje ke zlepšení známých míst předků a jak se vzorkování zlepšuje, má potenciál identifikovat v současnosti neznámé lidské pohyby,“ řekla Aida Andress, docentka na katedře genetiky, evoluce a životního prostředí na University College London. (UCL) Institute of Genetics a Jasmine Rais, doktorandka na UCL Institute of Genetics, napsali v roce komentář, který ve čtvrtek také vyšel v Science. Proto v budoucnu, až bude k dispozici více dat, mohou takové analýzy pravděpodobně odhalit kapitoly lidské historie, které jsou nám v současnosti neznámé.

READ Zvlněné prstence Saturnu naznačují masivní jádro skryté uvnitř

Diagram Země s odvozenými pohyby lidských předků nakreslených nad ním

Každý řádek na tomto obrázku představuje vztah předek-potomek v nové genealogii moderních a starověkých genomů. Šířka čáry odpovídá tomu, kolikrát byl vztah pozorován v datech, a čáry jsou obarveny na základě odhadovaného věku předka. (Obrazový kredit: Reprodukováno, se svolením, od Wohnse et al., Consolidated Genealogy of Modern and Ancient Genomes. Science (2022). doi: 10.1126/science.abi8264.)

Budování lidského rodokmenu

Aby vědci vytvořili jednotnou linii pro lidstvo, nejprve shromáždili genetická data z několika velkých, veřejně dostupných souborů dat, včetně projektu 1000 genomů, projektu diverzity lidského genomu a projektu Simmons genomové diverzity. Z těchto souborů dat shromáždili asi 3600 vysoce kvalitních sekvencí genomu moderních lidí. „Vysoce kvalitní“ genomové sekvence jsou ty, které mají velmi málo mezer nebo chyb a které jsou z velké části sestaveny ve správném pořadí, podle zprávy z roku 2018 v časopise. přírodní biotechnologie.

Od té doby bylo obtížné získat vysoce kvalitní genomy od starověkých lidí DNA Wohns řekl, že starší exempláře mají tendenci se vážně zhoršovat. Při výzkumu prostřednictvím dříve publikovaných prací však tým dokázal najít osm vysoce kvalitních starověkých genomů homininů, které zahrnuli do svého stromu. Ty zahrnovaly tři neandrtálci Genom, jeden si myslí, že je starý přes 100 000 let; Denisovský genom Přibližně před 74 000 až 82 000 lety; A čtyři genomy jsou z nukleární rodiny, která žila v pohoří Altaj v Rusku asi před 4 600 lety. (Neandrtálci a denisovani se stali vyhynulými příbuznými rozumný muž.)

Kromě těchto vysoce kvalitních starověkých genomů tým identifikoval více než 3 500 dalších nekvalitních genomů s významnou degradací, ve věku od několika set do několika tisíc let, řekl Wons.

Tyto degradované genomy nevstoupily do hlavní analýzy stavby stromů, ale tým prohledal fragmenty, aby zjistil, které izolované alely lze ve vzorcích identifikovat. Tato fragmentovaná data pomohla výzkumníkům zajistit, aby se různé alely poprvé objevily v genealogických záznamech, protože vzorky, z nichž genomy pocházely, byly radiokarbonově datováno.

Starověké genomy nabízejí „jedinečný snímek genetické rozmanitosti v minulosti“, který může pomoci odhalit, kdy a kde se genetická varianta poprvé objevila a jak se následně rozšířila, řekli Andres a Reese Live Science ve společném prohlášení. „I když tato studie nezahrnuje staré, nekvalitní genomy do konstrukce stromu, její použití k informování věku variant ve stromu zůstává pro tyto prostředky silné a slibuje mnoho vzrušujícího vývoje v budoucnosti.“

READ Fyzici zjistili, že mraky extrémně chladných atomů mohou vytvářet „kvantová tornáda“

Wohns a kolegové použili tato data ke dvojité kontrole, zda linie rodokmenu zobrazené v jejich rodokmenu byly racionální a aktuální – a ve většině případů tomu tak bylo.

Příbuzný: Odhalení lidského genomu: 6 molekulárních milníků

„Je velmi uklidňující vidět…více než 90 % případů souhlasíme se vzorky, že Archeologové „Radiokarbonové datování je možné,“ řekl Wohns. Ale je, víte, 5[%] nebo 10 % těch genetických variant, kde vidíme protichůdné odhady „z hlediska jejich prvního výskytu, podle protichůdných výsledků z archeologických záznamů a odhadů provedených jejich algoritmem pro stavbu stromů,“ zdůraznil. V těchto případech tým upravil strom, aby odrážel načasování, ve kterém to Potvrďte radiokarbonovým datováním, řekl.

Přestože je založen na několika tisících vzorků genomu, konečný rodokmen týmu „ve skutečnosti zachycuje mnoho linií pro celé lidstvo,“ řekl Wons. Pomocí stromu jako lešení tým provedl svou geografickou analýzu, aby zjistil, kdy a kde pravděpodobně žijí jejich izotopičtí předci ve vzorku. Z toho našli nejen jasné důkazy o migraci z Afriky, ale také objevili potenciální důkazy pro vzájemné interakce rozumný muž a homininů, kteří jsou nyní vyhynulí, jako jsou Denisovani, řekl.

Jejich výsledky například naznačovaly, že předky moderních lidí bylo možné nalézt na Papui-Nové Guineji asi před 280 000 lety, stovky tisíc let před prvním známým důkazem o osídlení moderního člověka v této oblasti. To nutně neznamená H. příčetný Ve skutečnosti to oblast zabírá po dlouhou dobu, „ale pravděpodobně to naznačuje, že existuje nějaká genetická variace, která se nachází pouze v této oblasti, a naznačuje, že existuje opravdu hluboký původ, který se nikde jinde nenachází,“ řekl.

Některé z této jedinečné linie mohou pocházet z křížení moderních lidí s denisovany, jak také naznačuje zpráva z roku 2019 v časopise. buňkakterý našel genetický důkaz křížení moderních lidí s několika denisovany.

READ Vesmírný dalekohled Jamese Webba dokončuje další fázi vyrovnávání přístrojů

„Stromy generované v této studii se nepochybně ukáží jako užitečné pro ty, kteří studují lidskou evoluci,“ píší Andres a Reese ve svém komentáři, ale metody a data použitá ke konstrukci těchto stromů „nejsou bez omezení.“ Jedním z omezení je, že většina genetického sekvenování byla provedena v euroasijských komunitách, takže ačkoli nová studie zahrnovala tisíce nedávných genomů, data nemusí plně zachytit globální genetickou rozmanitost, uvedli Live Science v e-mailu. „Další integrace nedostatečně zastoupené populace bude toto omezení nadále řešit,“ uvedli.

„V těchto odhadech je hodně nejistoty,“ řekl Wons k nejnovějším zjištěním týmu. „Pokud nemáme genomy všech, kteří kdy žili, kde a kdy žili, je to jediný způsob, jak se můžeme dostat k pravdě.“ Tým zrekonstruoval lidskou historii co nejblíže pomocí dostupných dat, ale s větším počtem vzorků genomu a sofistikovanějším softwarem lze strom určitě vylepšit.

Příbuzný: Obrázky: Hledání vyhynulých lidí ve starověkém jeskynním bahně

„Na metodách, které jsme vytvořili, je hezké, že budou pracovat s miliony potenciálních vzorků,“ řekl Wohns. „Takže jak budeme mít více dat, získáme lepší odhady.“

Wohns řekl, že nyní vyvíjí nové algoritmy strojového učení, aby zlepšil týmové odhady, kde a kdy žili naši předkové. V samostatném projektu plánuje použít stejnou metodu stavby stromů k lepšímu pochopení genetického základu lidských nemocí. Zaměřuje se na to určením místa původu alel spojených s nemocí a následnou rekonstrukcí toho, jak a kdy se tyto genetické varianty šíří napříč různými populacemi.

Stejnou metodu budování stromů lze také použít ke sledování evoluční historie jiných organismů, jako např včelí med Nebo hospodářská zvířata, a dokonce i infekční agens, jako např Virypřidal.

„Síla a přesnost metod těžby stromů slibují, že pomohou objasnit evoluční historii lidí a dalších druhů,“ napsali ve svém komentáři Andres a Rees. „Pravděpodobně nejúčinnějším způsobem, jak odvodit evoluční historii do budoucna, je pevně ji uzemnit těmito metodami.“

Poznámka editora: Tento článek byl aktualizován v 10:00 dne 25. února 2022 o další komentáře od Aidy Andres a Jasmine Reis. Původní článek byl publikován v 7:00 ET téhož dne.

Původně publikováno na Live Science.

Marie Svobodová

Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.

Napsat komentář Zrušit odpověď na komentář