وارثان ناشناخته: انسان‌های امروزی با ژن‌های دو گونه مرموز!

کد خبر: ۹۳۳۳۴۹ تاریخ انتشار: ۰۸ : ۲۱ – ۱۱ مرداد ۱۴۰۵

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، با استفاده از یک روش نوین، شجره‌نامه‌ی ژنتیکی بیش از ۵۰۰ نمونه از ژنوم انسان‌های مختلف در سراسر جهان را بازسازی کرده و موفق به شناسایی نشانه‌هایی از آمیزش انسان‌های امروزی با دو جمعیت باستانی ناشناخته شدند. این کشف به بازتعریف تاریخچه‌ی تکامل انسان کمک می‌کند.

به گزارش انتخاب، این دو تبار منقرض‌شده که پژوهشگران آن‌ها را «تبارهای ارواح» نامیده‌اند، ردپای خود را در DNA تمام انسان‌های امروزی، بدون توجه به نژاد و خاستگاه جغرافیایی، باقی گذاشته‌اند. یکی از این تبارها به حدود دو میلیون سال پیش برمی‌گردد و تنها در ژنوم برخی از ساکنان اقیانوسیه قابل شناسایی است.

پریا مورجانی، ژنتیک‌دان تکاملی انسان در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، توضیح می‌دهد که این جمعیت‌های منقرض‌شده احتمالاً صدها هزار سال، یا حتی بیش از یک میلیون سال پیش می‌زیسته‌اند، اما ردپای میراث ژنتیکی آن‌ها هنوز در ژنوم انسان‌های امروزی وجود دارد.

در دهه‌های اخیر، شواهد ژنتیکی نشان داده‌اند که گونه‌ی ما، یعنی هومو ساپینس، در طول تاریخ خود با خویشاوندان منقرض‌شده‌ای مانند نئاندرتال‌ها و دنیسوواها آمیزش داشته است. بیشتر افرادی که تبار آفریقایی جنوب صحرا ندارند، حدود ۱ تا ۲٫۴ درصد از ژنوم خود را از نئاندرتال‌ها به ارث برده‌اند و آسیایی‌ها و ساکنان اقیانوسیه نیز حدود ۰٫۱ تا ۶ درصد تبار دنیسووانی در ژنوم خود دارند.

با این حال، دانشمندان مدت‌هاست که گمان می‌کنند انسان‌های امروزی احتمالاً با گروه‌های دیگری از انسان‌های منقرض‌شده که هنوز شناسایی نشده‌اند، آمیزش داشته‌اند. اما کمبود نمونه‌های DNA باستانی شناسایی این تبارهای ناشناخته را دشوار کرده است.

مورجانی می‌گوید: «DNA باستانی درک ما از تکامل انسان را تغییر داده، اما تنها می‌تواند درباره‌ی جمعیت‌هایی اطلاعات بدهد که DNA آن‌ها باقی مانده باشد. DNA تنها در شرایط خاص، معمولاً در محیط‌های سرد و خشک، دوام می‌آورد؛ به همین دلیل بخش بزرگی از تاریخ تکاملی ما، به‌ویژه در آفریقا و دیگر مناطق گرمسیری، از دسترس خارج مانده است.»

مورجانی و همکارانش پژوهش خود را با این فرضیه آغاز کردند که ژنوم هر فرد، حاوی سابقه‌ای از کل تبار اوست. آن‌ها به دنبال پاسخ این پرسش بودند که آیا می‌توان نشانه‌هایی از نیاکان دیرینه و منقرض‌شده را در دل ژنوم انسان‌های امروزی یافت یا نه.

پژوهشگران روشی نوین برای مقایسه و تحلیل بیش از ۵۰۰ ژنوم کامل از انسان‌های امروزی در سراسر جهان ابداع کردند. با استفاده از این داده‌ها، تیم شجره‌نامه‌ی کامل هر بخش از ژنوم افراد را بازسازی کرد و درخت‌های تبارشناسی دقیقی ترسیم شد که لحظه‌ی انشعاب و ادغام هر رشته‌ی ژنتیکی را نشان می‌دهد. تمرکز اصلی تیم بر نیاکانی بود که تفاوت ژنتیکی عمیقی با انسان امروزی داشتند و مدت‌ها پیش از مسیر تکامل انسان مدرن جدا شده بودند.

تکنیک جدید نیازی به نمونه‌ی DNA از فسیل‌ها ندارد تا بتواند توالی‌های ژنتیکی باستانی را در ژنوم انسان امروزی شناسایی کند. به گفته‌ی مورجانی، دیگر نیازی به انتظار برای یافتن فسیل‌هایی با کیفیت حفاظت استثنایی نیست؛ ژنوم انسان‌های زنده‌ی امروزی خود حامل ردپای نیاکان باستانی است و روش‌های تبارشناسی ژنتیکی امکان بازیابی بخشی از این تاریخ پنهان را فراهم می‌کنند.

پژوهشگران این روش را در عمل آزمایش کردند و دریافتند که به‌درستی نیاکان نئاندرتالی و دنیسووایی را در ژنوم انسان امروزی شناسایی می‌کند. اما فراتر از آن، این روش نشانه‌هایی از آمیزش با گروه‌های منقرض‌شده‌ی ناشناخته‌ای را نیز آشکار کرد که تاکنون هیچ‌کس از وجودشان خبر نداشت.

براساس یافته‌های تیم، DNA یکی از این تبارهای ارواح در ژنوم همه‌ی انسان‌های امروزی یافت می‌شود. این یافته نشان می‌دهد که این تبار پیش از آخرین موج مهاجرت هومو ساپینس از آفریقا به دیگر نقاط جهان، یعنی بیش از ۵۰هزار سال پیش، در آفریقا با انسان امروزی آمیزش داشته است.

یولین ژانگ، زیست‌شناس محاسباتی دانشگاه کالیفرنیا برکلی و از نویسندگان مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: «پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند که احتمالاً تبار ارواحی، یعنی تباری از جمعیت‌های باستانی ناشناخته، در انسان امروزی وجود دارد، اما مشخص نکرده بودند این تبار ناشناخته تنها در آفریقایی‌ها حضور دارد یا نه و این رخداد آمیزشی دقیقاً چه زمانی رخ داده است. ما در این مطالعه توانستیم مکان‌های ژنومی مرتبط با این تبار ارواح را در انسان امروزی شناسایی و نقشه‌برداری کنیم و نشان دهیم این تبار در همه‌ی انسان‌های امروزی حضور دارد، نه فقط آفریقایی‌ها.»

دی‌ان‌ای تبار تازه‌کشف‌شده حدود ۰٫۵ تا ۱ درصد از ژنوم انسان‌های امروزی را تشکیل می‌دهد؛ رقمی که قابل‌مقایسه با سهم DNA نئاندرتالی در ژنوم بسیاری از مردم امروز است. به گفته‌ی پژوهشگران، این تبار احتمالاً حدود ۸۰۰هزار سال پیش، تقریباً هم‌زمان با جدایی نئاندرتال‌ها و دنیسوواها، از مسیر تکاملی نیاکان انسان امروزی منشعب شده است.

یکی از نامزدهای احتمالی برای تبار ارواح، انسان هایدلبرگی (Homo heidelbergensis) است؛ گونه‌ای انسان‌تبار که از حدود ۷۰۰هزار تا ۲۰۰هزار سال پیش در آفریقا و اروپا می‌زیسته است. کریس استرینگر، دیرین‌مردم‌شناس موزه‌ی تاریخ طبیعی لندن، می‌گوید موافق است که این تبار ارواح می‌تواند همان انسان هایدلبرگی باشد؛ گونه‌ای که تا حدود ۳۰۰هزار سال پیش نیز در آفریقا حضور داشته است.

پژوهشگران همچنین شواهدی یافتند که نشان می‌دهد مردم اقیانوسیه ردپایی از تباری فوق‌باستانی را به ارث برده‌اند که حدود ۱٫۸ میلیون سال پیش، یعنی پیش از پیدایش نیای مشترک انسان امروزی، نئاندرتال‌ها و دنیسوواها، از مسیر تکاملی نیاکان انسان جدا شده بود. این DNA فوق‌باستانی به‌طور میانگین تنها حدود ۰٫۰۰۲ درصد از ژنوم افراد اقیانوسیه‌ی بررسی‌شده را تشکیل می‌دهد و در درون بخش‌هایی از ژنوم که منشأ دنیسوانی دارند یافت شده است؛ نشانه‌ای از اینکه این DNA فوق‌باستانی از طریق آمیزش با دنیسوواها به انسان امروزی راه یافته است.

فرناندو ویانیا، ژنتیک‌دان جمعیت در دانشگاه کلرادو بولدر، می‌گوید قدمت DNA فوق‌باستانی نشان می‌دهد احتمالاً این توالی‌ها نخست از انسان راست‌قامت (Homo erectus)، صاحب طولانی‌ترین عمر یک گونه‌ی شناخته‌شده‌ی انسانی، به دنیسوواها و سپس به انسان امروزی راه یافته‌اند. به گفته‌ی وی، این فرضیه منطقی به نظر می‌رسد، چرا که جمجمه‌های یافت‌شده از انسان راست‌قامت در یون‌شیان چین، ویژگی‌های مشترکی با فسیل‌های دنیسوانی دارند. با این حال، تاکنون تنها بخش محدودی از مواد ژنتیکی این گونه تحلیل شده است.

به گفته‌ی ویانیا، یافته‌های مطالعه نشان می‌دهند انسان امروزی محصول آمیزش چند گونه‌ی متفاوت است و «دورگه‌شدن قاعده بوده، نه استثنا». او افزود این پدیده در تکامل بسیاری از گونه‌های دیگر نیز رایج بوده و این یافته‌ها به بازنگری در نگرش علمی ما نسبت به استثناگرایی انسانی کمک می‌کند.

بخش‌های ژنتیکی برجای‌مانده از تبارهای تازه‌کشف‌شده در سراسر ژنوم انسان پراکنده‌اند، اما بیشترین تراکم آن‌ها در بخش‌هایی از ژنوم دیده می‌شود که با سامانه‌ی ایمنی و عملکرد متابولیک ارتباط دارند. مورجانی این الگو را منطقی می‌داند، چرا که نیاز به سازگاری با میکروب‌های تازه و منابع غذایی جدید، یکی از قوی‌ترین محرک‌های تکامل انسان بوده است. آمیزش با دیگر گروه‌های منقرض‌شده‌ی انسانی، به انسان امروزی امکان داد DNA بالقوه سودمند را به دست آورد.

مورجانی در جمع‌بندی یافته‌ها افزود: «این پژوهش تغییری بنیادین در نگاه ما به تکامل انسان را تقویت می‌کند. تاریخ انسان، به‌جای یک درخت شاخه‌ای ساده، بیش از پیش به‌صورت شبکه‌ای پیچیده از جمعیت‌ها ظاهر می‌شود که از طریق چرخه‌های مکرر جدایی، مهاجرت و آمیزش به هم متصل‌اند.»

پژوهشگران امیدوارند در آینده با استفاده از روش تازه، نشانه‌هایی از دیگر تبارهای ارواح را نیز شناسایی کنند؛ به‌ویژه آن‌هایی که خاستگاهشان مناطقی همچون آفریقا و جنوب آسیاست و در مطالعات DNA باستانی کمتر نمایندگی داشته‌اند. به گفته‌ی مورجانی، تکنیک تازه می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تاریخ تکاملی گونه‌های دیگر را نیز در مواردی که DNA فسیلی کمیاب یا ناموجود است، بررسی کنند.

این مطالعه در نشریه‌ی ساینس منتشر شده است.