Анализ примерно 16000 древних и современных геномов показал увеличение частоты генов, связанных со светлым оттенком кожи, рыжими волосами, устойчивостью к ВИЧ и лепре (болезнь Гансена), а также снижение частоты генов, связанных с мужским типом облысения и повышенной восприимчивостью к ревматоидному артриту.
Как проходило исследование
В статье, опубликованной в журнале Nature, первый автор исследования Али Акбари (Ali Akbari), научный сотрудник Гарвардского университета, объясняет, что команда разработала новый статистический подход — AGES (Ancient Genome Selection) — который позволяет выявлять сигналы естественного отбора на отрезках времени до примерно 18000 лет в тысячах геномов из региона Западной Евразии (Европа и часть Западной Азии, в частности Турция).
Эволюционные изменения могут происходить несколькими путями: мутациями, естественным отбором (когда полезные для выживания признаки передаются потомкам), генным потоком (смешивание генетического материала между популяциями) и генетическим дрейфом (изменения частот генов случайным образом). По словам Акбари, ранее, анализируя только современные геномы, исследователи часто делали вывод, что направленный отбор происходит редко. Но большие наборы данных и методы, которые отделяют сигнал отбора от других эволюционных процессов, позволяют выявлять небольшие, но устойчивые изменения во времени.
Что именно обнаружили
- Исследователи нашли доказательства естественного отбора в 479 вариантах генов в выборке западноевразийских геномов — около 60% из этих вариантов коррелируют с известными признаками у современных людей.
- Сильный положительный отбор наблюдали для генов, связанных со светлым тоном кожи, рыжими волосами, группой крови B, а также с повышенной устойчивостью к ВИЧ и лепре.
- В то же время отмечен отбор, который снизил частоту генов, связанных с мужским типом облысения и повышенной восприимчивостью к ревматоидному артриту.
Данные свидетельствуют, что эти варианты были полезными в эволюции современных западноевразийских популяций, но сами ДНК-маркеры не отвечают на вопрос «почему» именно эти признаки оказались полезными. Например, увеличение доли аллелей, связанных со светлой пигментацией кожи, исследователи объясняют усиленным синтезом витамина D в регионах с низким уровнем солнечной радиации. Напротив, объяснение роста частоты рыжих волос сложнее: возможно, сам красный цвет волос не давал прямого преимущества, а соответствующие гены сопровождали более важную адаптацию.
Приоритеты отбора изменялись со временем
Авторы также зафиксировали, что отбор над отдельными вариантами мог изменяться в разные эпохи. Например:
- Гены, которые повышали восприимчивость к туберкулезу, долгое время увеличивали свою частоту, а затем начали снижаться примерно 3500 лет назад.
- Варианты, связанные с восприимчивостью к рассеянному склерозу, росли в частоте до примерно 2000 лет назад, а затем — уменьшались.
По словам Акбари, такие колебания, вероятно, отражают изменения в окружающей среде и селективном давлении с течением времени — например, появление новых патогенов или изменение образа жизни и питания.
Далее — более широкое охват
Данные и метод AGES исследователи сделали публично доступными, чтобы другие ученые могли расширить работу на другие регионы. Команда уже опубликовала исследование, посвященное Восточной Евразии, где нашли подобные общие закономерности.
«Вероятно, различия между регионами будут заключаться не в том, происходил ли отбор, а в том, как местная среда и культурные изменения его формировали — через питание, патогены, климат и т. д.», — отметил Акбари. Расширение подхода на другие исторические и географические контексты поможет лучше понять, какие именно факторы влияли на биологию людей в разных местах и эпохах.
«Эволюция человека не замедлилась — мы просто не замечали сигнала», — заявил Али Акбари Live Science.
Исследование позволяет по-новому оценить темпы и характер недавней человеческой эволюции и показывает, что даже небольшие, но последовательные изменения на протяжении тысячелетий оставляют заметный след в геноме.
Фото: Unsplash
