В Африке, родине человечества, древние люди перемещались и смешивались по всему континенту. Но до сих пор было сложно отследить эти паттерны с помощью генетики. Теперь ученые проанализировали самую старую из известных человеческих ДНК в Африке, чтобы пролить свет на миграцию людей, открыв новую область для изучения моделей миграции и скрещивания в регионе.
Связанный контент
- Древняя ДНК могла разгадать тайну доисторической европейской миграции
Африка может быть континентом, где люди впервые возникли, но по сравнению с Европой отсюда было получено относительно мало древней ДНК. Это произошло не из-за отсутствия попыток, говорит Джессика Томпсон, археолог из Университета Эмори, которая специализируется на древней Африке, а скорее из-за различий в окружающей среде между континентами.
ДНК может быть устойчивой молекулой, выживающей сотни тысяч лет в правильных условиях. Но он также может быть очень хрупким, подверженным деградации в присутствии тепла или влаги. Обе они встречаются в изобилии в большей части Африки, что значительно усложняет извлечение пригодной ДНК к последовательности.
Напротив, ученые секвенировали ДНК неандертальцев в Европе, возраст которой превышает 400 000 лет, благодаря климату, который, как правило, холоднее, суше и, следовательно, лучше подходит для сохранения ДНК.
«Для африканца это разочаровывает, потому что у нас нет доступа к тем же типам данных, которые есть у людей, которые изучают предысторию древней Европы, - говорит Томпсон, - и я признаю, что был своего рода завидую этому ".
На антропологической конференции в 2015 году Томпсон вновь столкнулся с этим недостатком древних данных ДНК из Африки. До нее дошло, что на континенте могут быть какие-то места с условиями, которые будут лучше сохранять ДНК - если бы исследователи просто знали, где искать. «Мне было глупо думать об Африке как об этом однородном влажном, жарком месте», - говорит она сейчас.
В полевых работах Томпсона в юго-восточной стране Малави она вспоминала посещение мест, которые были на относительно высоких высотах и были заметно холодными, где в середине 20-го века были обнаружены скелеты. Усилия Томпсона по поиску этих скелетов привели ее в контакт с уже возникающими усилиями антропологов и других исследователей, чтобы заполнить пустоту древней африканской ДНК путем использования научных достижений.
«Мы все просто ждали и надеялись, что настанет тот день, когда мы сможем получить доступ к технологиям, которые позволят нам получать такое же качество данных из Африки, как и в других частях мира», - говорит Томпсон. Этот день, возможно, наконец наступил.
Антрополог из Университета Эмори Джессика Томпсон, рядом с наскальным искусством на месте, называемом Мванамбави в Малави. (Сюзанна Куниц) Томпсон обнаружил два древних человеческих образца в другой лаборатории, но анализ их дал противоречивые результаты. Поэтому она решила вернуться в места Малави, где они были выкопаны, чтобы найти больше подсказок. В итоге она обнаружила еще три набора человеческих останков, которые содержали ДНК еще 8000 лет назад; она собрала другие образцы из научных архивов в Малави.
Другие исследователи также поставили в очередь еще восемь древних образцов с юга, которые группа Томпсона включила в исследование, опубликованное сегодня в журнале Cell . Время ухудшило образцы, говорит Понтус Скоглунд, генетик из Гарвардской медицинской школы, который руководил исследованием. Однако благодаря настойчивости и прогрессирующей генетической технологии исследователи смогли получить не менее 30 000 пар оснований ДНК из каждого образца - «более чем достаточно для проведения мощного статистического анализа», говорит Скоглунд.
Команда сравнила эти древние последовательности с сотнями современных современных геномов из Африки и всего мира, чтобы определить местонахождение предков современных людей и посмотреть, кто перемещался, а кто нет. «Наиболее очевидным является тот факт, что этот ландшафт популяций охотников-собирателей изменился довольно радикально», - говорит Скоглунд.
До широкого использования сельского хозяйства и домашнего скота люди выживали благодаря охоте и собирательству. Томпсон говорит, что освоение сельского хозяйства некоторыми группами людей привело к великим миграциям среди людей на протяжении всей древней истории, но это исследование прояснило масштаб того, насколько это нарушило распределение людей в южной части Африки.
Современные люди, родом из Малави, похоже, совершенно не связаны с древними людьми, которые жили в их стране несколько тысяч лет назад, что отражает гораздо более драматическую миграцию, чем ожидали Томпсон и другие. Другие образцы подтвердили, сколько перемещений в Африке произошло за последние несколько тысяч лет, и включали в себя танзанийского скотовода, у которого были обнаружены потомки, распространяющиеся с севера на юг на континенте.
По словам Томпсона, эти движения означают, что происхождение современных людей в Африке, похоже, смешалось гораздо больше, чем считалось ранее. «Похоже, это одна из самых полных замен населения, когда-либо зарегистрированных», - говорит она.
«Генетическая история человека была сложной, и древние исследования ДНК из Африки необходимы, чтобы понять ее историю, и ее с нетерпением ждут», - сказал Крис Тайлер-Смит, генетик из Wellcome Trust Sanger Institute, по электронной почте. «Это первое существенное исследование древней африканской ДНК».
Тайлер-Смит, который не принимал участия в исследовании, сказал, что некоторые выводы были ожидаемы, например, тот факт, что популяции охотников-собирателей были заменены сельским населением. Но другие идеи, такие как разветвленное древо предков для современных западноафриканцев, удивили его.
По его словам, завершение этого секвенирования открывает путь к еще большему и лучшему секвенированию в будущем и вызывает больше вопросов о наших предках.
Эран Эльхайк, генетик из Университета Шеффилда, соглашается. «Это исследование открывает окно в прошлое одного из самых генетически разнообразных регионов мира, который до сих пор остается в значительной степени неисследованным», - написал он по электронной почте. По его словам, от многих предположений и реконструкций о том, как древние люди обосновались в Африке, возможно, придется отказаться сейчас.
Для Томпсона и Скоглунда эта статья в целом подчеркивает, сколько вопросов может открыть древняя человеческая ДНК в Африке. «Я думаю, что важно принести этот инструмент древней ДНК, который был очень полезен для понимания истории Европы, чтобы понять все части света, особенно африканскую предысторию», - говорит Скоглунд.
Томпсон, которая планирует найти и упорядочить более древнюю ДНК, чтобы нарисовать еще более ясную картину того, где и как люди жили в Африке давно, говорит, что она ожидает гораздо большего количества исследований этого инструмента в ближайшем будущем. «Я думаю, что это будет дверной проем, который сейчас широко открыт», - говорит Томпсон.
