Расселяясь из Африки, наши предки теряли гены и становились более похожими

Анализ краниометрических (то есть относящихся к промерам черепа) показателей современного человека свидетельствует о том, что все живущие ныне на Земле люди произошли от сравнительно небольшой группы особей, обитавших в Центральной Африке 60-80 тыс. лет тому назад.
Святой Иероним (картина Альбрехта Дюрера). Национальная Галерея Лиссабона. Череп нередко фигурирует на изображениях Иеронима, но этот атрибут используется здесь как символ внутреннего зрения и к краниометрии отношения не имеет. Изображение с сайта www.lexscripta.com
Святой Иероним (картина Альбрехта Дюрера). Национальная Галерея Лиссабона. Череп нередко фигурирует на изображениях Иеронима, но этот атрибут используется здесь как символ внутреннего зрения и к краниометрии отношения не имеет. Изображение с сайта www.lexscripta.com
По мере того как потомки этих людей расселялись по Земному шару, они теряли часть генов и становились всё менее разнообразными. В работе, опубликованной недавно в журнале Nature, гипотеза о едином центре происхождения современного человека подтвердилась анализом не только молекулярно-генетических данных, но и фенотипических (в данном случае — размеров черепа).

Всё больше данных, собранных в последние годы, свидетельствуют о том, что «современный» человек сформировался в экваториальной Африке 150-200 тыс. лет тому назад.

Места, откуда были взяты черепа для краниометрического анализа. Синие точки — мужские черепа, красные — женские. Фиолетовым показаны точки, откуда происходят черепа обоих полов. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature.
Места, откуда были взяты черепа для краниометрического анализа. Синие точки — мужские черепа, красные — женские. Фиолетовым показаны точки, откуда происходят черепа обоих полов. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature.
Расселение же его по планете началось примерно 60 тыс. лет тому назад, когда сравнительно небольшая группа людей перебралась на Аравийский полуостров, а оттуда их потомки постепенно стали распространяться по Евразии (двигаясь прежде всего на восток по побережью Индийского океана), а затем по Меланезии и Австралии.

Процесс заселения человеком нашей планеты, согласно данной гипотезе, должен был сопровождаться уменьшением первоначального запаса генетической изменчивости. Ведь на каждом этапе в путь пускается отнюдь не вся «родительская» популяция, а какая-то ее небольшая часть, выборка, в которую никак не могли попасть все гены.

Система стандартных промеров черепа. Рис. с сайта www.snpa.nordish.net.
Система стандартных промеров черепа. Рис. с сайта www.snpa.nordish.net.
Иными словами, должен наблюдаться эффект основателя — резкое уменьшение общего генетического разнообразия при формировании каждой новой группы мигрантов. Соответственно, по мере расселения человека мы должны обнаруживать постепенное исчезновение ряда генов, обеднение первоначального генофонда.

Реально это может проявляться в снижении уровня генетической изменчивости, и чем дальше от источника заселения, тем в большей степени. Если же центр происхождения вида (в данном случае Homo sapiens) не один, а несколько, то картина будет совсем иной.

Изменчивость размеров черепа по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Последовательно более темными контурами показана утеря первоначальной изменчивости. Подобной картины не получилось бы при наличии каких-то других центров происхождения современного человека (например, где-то в Азии). Рис. из обсуждаемой статьи в Nature.
Изменчивость размеров черепа по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Последовательно более темными контурами показана утеря первоначальной изменчивости. Подобной картины не получилось бы при наличии каких-то других центров происхождения современного человека (например, где-то в Азии). Рис. из обсуждаемой статьи в Nature.
Гипотеза об одном центре происхождения современного человека была недавно подтверждена молекулярно-генетическими данными, собранными в рамках международного Проекта по изучению разнообразия генома человека (Human Genome Diversity Project, HGDP).

Генетическое разнообразие в популяциях человека действительно снижалось по мере удаления от Центральной Африки — предполагаемого центра возникновения человека (см., например, Ramachandran et al. 2005). Однако оставалось неясным, можно ли выявить данный эффект, обратившись к фенотипическим признакам, к примеру, анатомическим особенностям современного человека.

Генотипическая изменчивость (на основании молекулярно-генетических данных) по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Более темными контурами показана всё большая утеря первоначальной изменчивости. Данный рисунок хорошо соответствует предыдущему (анализ фенотипических признаков), но область первоначального происхождения человека получилась несколько меньше (не включает южную Африку). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature.
Генотипическая изменчивость (на основании молекулярно-генетических данных) по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Более темными контурами показана всё большая утеря первоначальной изменчивости. Данный рисунок хорошо соответствует предыдущему (анализ фенотипических признаков), но область первоначального происхождения человека получилась несколько меньше (не включает южную Африку). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature.
За решение данной задачи взялся Андреа Маника (Andrea Manica) с кафедры зоологии Кембриджского университета (Великобритания) совместно с коллегами с кафедры генетики того же университета и кафедры анатомии Медицинской школы в Сага (Япония). Материалом послужили данные измерения черепов (краниометрические показатели), собранные по всему свету.

Всего было проанализировано 4666 мужских черепов из 105 локальных популяций и дополнительно 1579 женских черепов из 39 популяций. За основу взяты данные по мужским черепам как более репрезентативные. В анализ не включали черепа старше 2 тыс. лет, чтобы избежать ошибок измерений, связанных с плохой сохранностью древних костей.

Результаты исследования подтвердили гипотезу о едином центре происхождения человека. По мере удаления от центральной Африки изменчивость основных размерных показателей черепа уменьшалась, что можно трактовать как снижение исходного генетического разнообразия.

Дополнительные трудности анализа были связаны с тем, что по мере освоения человеком новых климатических зон те или иные признаки его оказывались (или не оказывались) полезными и, соответственно, поддерживались или не поддерживались отбором. Такой климатической адаптацией были затронуты и размеры черепа, но применение специальных методов статистики позволило выделить эту «климатическую» составляющую и не принимать ее во внимание при анализе динамики исходной изменчивости.

Параллельно в той же работе для 54 локальных популяций современного человека оценивалась степень гетерозиготности генотипа. Для этого использованы данные по микросателлитам (фрагментам ДНК, содержащим повторы), собранные также в рамках программы HGDP. Нанесенные на карту, эти данные показывают распределение, очень сходное с тем, что выявлено на основе фенотипических признаков. По мере удаления от центра происхождения человека гетерозиготность (а это мера генетического разнообразия) снижается также как разнообразие фенотипическое.

   
автор: Алексей Гиляров
Кроме того...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Чинук-программа побеждает человека в шашках
Чинук-программа побеждает человека в шашках Чинук-программа побеждает человека в шашках
Шашки хакнули. Или, как ещё говорят, крякнули. Словом, "код шашек" взломан и ничего загадочного в этой игре не осталось
Посадить на клей
Посадить на клей Посадить на клей
Можно ли склеить самолет? Большинство наших современников ответят на этот вопрос утвердительно
Наномеханический компьютер: надёжный и экономичный
Наномеханический компьютер: надёжный и экономичный Наномеханический компьютер: надёжный и экономичный
Согласно маркетинговым исследованиям, к 2008 году количество компьютеров во всём мире превысит 1 миллиард
Детектор преступных замыслов
Детектор преступных замыслов Детектор преступных замыслов
Департамент национальной безопасности (ДНБ) США разрабатывает программу
Создано ветряное зарядное устройство для мобильников
Создано ветряное зарядное устройство для мобильников Создано ветряное зарядное устройство для мобильников
В скором времени в продажу может поступить необычное зарядное устройство для сотовых телефонов, работающее от ветра
"Искусственные мускулы" добывают электроэнергию из волн
"Искусственные мускулы" добывают электроэнергию из волн
Японская компания Hyper Drive неподалеку от побережья Флориды провела полевые испытания плавучего электрогенератора
Sharp создала самый тонкий в мире ЖК-телевизор
Sharp создала самый тонкий в мире ЖК-телевизор Sharp создала самый тонкий в мире ЖК-телевизор
Компания Sharp объявила о выпуске самого тонкого и яркого в мире ЖК-телевизора
Околозвездное облако жизни
Околозвездное облако жизни Околозвездное облако жизни
Синтез первичного органического вещества - одна из самых загадочных стадий происхождения жизни
На топливных баках шаттлов обнаружены трещины
На топливных баках шаттлов обнаружены трещины На топливных баках шаттлов обнаружены трещины
В воскресенье руководство NASA заявило, что на топливных баках шаттлов, запуск которых планируется до конца 2007 года
Уран лишился одного из своих колец
Уран лишился одного из своих колец Уран лишился одного из своих колец
Результаты наблюдений, проведённых с помощью телескопа Keck II на Гавайях, показали
Психологи уравняли болтливость женщин и мужчин
Психологи уравняли болтливость женщин и мужчин Психологи уравняли болтливость женщин и мужчин
Женщины произносят в день больше слов, чем мужчины, однако болтают столько же. Как это так? А вы у них спросите
Антидепрессанты вызывают преждевременные роды
Антидепрессанты вызывают преждевременные роды Антидепрессанты вызывают преждевременные роды
Во время беременности опасно принимать антидепрессанты, потому что эти лекарства повышают риск преждевременных родов
Обычная пневмония может вызвать легочное кровотечение
Обычная пневмония может вызвать легочное кровотечение Обычная пневмония может вызвать легочное кровотечение
К пневмониям принято относиться не очень серьезно, однако некоторые формы пневмонии смертельно опасны для человека
Эпидемии распространяются быстрее, чем раньше
Эпидемии распространяются быстрее, чем раньше Эпидемии распространяются быстрее, чем раньше
Развитая сеть авиационных маршрутов, обслуживающая 2,1 млрд. пассажиров в год, способствует тому
Одноразовый подгузник
Одноразовый подгузник Одноразовый подгузник
Если изобретение многоразовых подгузников теряется в бездне веков, так же как изобретение одежды вообще
Потепление требует встречи без галстуков
Потепление требует встречи без галстуков Потепление требует встречи без галстуков
Принято считать, что главные проблемы галстука – это сложность его завязывания и то, что он, собака, душит

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Одноразовый подгузник Одноразовый подгузник
    Если изобретение многоразовых подгузников теряется в бездне веков, так же как изобретение одежды вообще
  • Чёрный ящик
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Космос
014