ข้อมูล

DNA โบราณของบรรพบุรุษหรือสายพันธุ์ที่มีอยู่?

DNA โบราณของบรรพบุรุษหรือสายพันธุ์ที่มีอยู่?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

DNA โบราณดูเหมือนจะมีอายุมากที่สุด "หลายแสนปี"

เรามีตัวอย่าง aDNA ที่เราสามารถระบุถึงสายพันธุ์ที่มีอย่างน้อย สอง ทายาทสมัยใหม่?

ป.ล. คำถามนี้น่าสนใจน้อยกว่าที่ฉันคิดไว้มาก: มี ทันสมัย สายพันธุ์ที่พิสูจน์แล้วว่าบรรพบุรุษของสายพันธุ์สมัยใหม่อื่น ๆ (ทะเลสาบวิกตอเรีย Cichlids)


สมมติว่าคุณหมายถึง "ทายาทสมัยใหม่" "สองสายพันธุ์ที่แตกต่างกันซึ่งแตกต่างจาก DNA โบราณด้วย" ถ้าอย่างนั้นเท่าที่ความรู้ของฉันไม่มี สัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่ (หมี ม้า มนุษย์ แมมมอธ) ที่ได้รับการจดจ่ออยู่กับตัวอย่าง DNA ที่เก่าแก่ที่สุดมีบรรพบุรุษร่วมกันที่อยู่นอกขอบเขตของการแยกดีเอ็นเอในสมัยโบราณ ฉันไม่คุ้นเคยกับ DNA โบราณของพืชมากนัก DNA ของข้าวโพดเมื่อไม่กี่พันปีก่อนนั้นเก่าแก่ที่สุดเท่าที่ฉันรู้ แต่ฉันอาจพลาดไปบ้าง

อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องชี้ให้เห็นว่าวิธีการใช้วลีของคำถามนี้ทำให้คำถามนี้เป็นเพียงเรื่องไม่สำคัญ โดยไม่มีนัยสำคัญทางวิทยาศาสตร์

สมมติว่า (จากคำถามอื่นๆ ของผู้โพสต์) ว่าเขาเชื่อว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับคำถามเกี่ยวกับการเก็งกำไร ฉันจะชี้ไปที่ ทันสมัย จีโนมจากการเก็งกำไรอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น ผีเสื้อเฮลิโคเนียสกำลังเก็งกำไร และมีงานบางอย่างที่ศึกษาองค์ประกอบจีโนมของการเก็งกำไรนั้น:

ปลา Stickleback ยังแสดงตัวอย่างวิวัฒนาการเริ่มต้นจำนวนหนึ่งและมีการศึกษาจีโนมอีกครั้ง:

  • (ภูมิทัศน์จีโนมของการเก็งกำไรทางนิเวศวิทยาในระยะแรกเริ่มโดยการเลือกสีในการสมรส](http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.13774/abstract;jsessionid=DB86FB85259118805B95C1C52138D3EA.f03t03)
  • จีโนมของการเกิด Rapid Incipient Speciation ใน Sympatric Threespine Stickleback

เนื่องจากอย่างที่ฉันพูด คำถามที่ใช้วลีเป็นเพียงการถามเรื่องไม่สำคัญทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น ฉันจะปล่อยให้เท่าที่คาดเดาว่าประเด็นที่แท้จริงคืออะไร


DNA เป็นโครงสร้างแบบ "lego-like" จาก "lego"-blocks

DNA โบราณเป็นเพียงชื่อที่ยาวมากหรือน้อย เลโก้ ลำดับดีเอ็นเอ

สมมติว่ามีใครบางคนในอนาคตพบกล่องเลโก้แต่ไม่พบของเล่นที่สร้างจากเลโก้ในสมัยของเรา

หรือพบลำดับเพียงไม่กี่ช่วงตึก

มันจะหมายความว่าอะไร?

อีกอย่าง - ตัวต่อเลโก้ทำมาจากวัสดุที่ค่อนข้างทนทาน (จริงๆ แล้วเหมือนกับ DNA) อย่างไรก็ตาม DNA ไม่ใช่โมเลกุลเดียวที่สามารถเป็นแม่แบบสำหรับการประกอบโปรตีน - RNA สามารถทำงานได้คล้ายกัน อย่างไรก็ตาม RNA นั้นเปราะบางอย่างยิ่งและสลายตัวในไม่กี่นาที ดังนั้นจึงไม่สามารถพบได้ในฟอสซิล คุณเคยเห็นเค้กที่ทำจากเลโก้บล็อกที่ทำจากแป้งและครีมหรือไม่? เค้กดังกล่าวจะมีอายุนานแค่ไหน?

ถ้าไม่เจอตัวต่อเลโก้ บอกได้เลยว่าไม่เคยมีอยู่จริง?

ป.ล. ฉันเห็นด้วยกับคำเหล่านี้ตั้งแต่คำตอบแรก "อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องชี้ให้เห็นว่าวิธีการใช้ประโยคคำถามนี้ทำให้มันเป็นแค่เรื่องไม่สำคัญ โดยไม่มีนัยสำคัญทางวิทยาศาสตร์"


อดีตของมนุษย์ในหลายช่วงเวลามีความสนใจโดยเนื้อแท้ในวงกว้าง และพันธุกรรมมีส่วนทำให้เราเข้าใจเรื่องนี้ เช่นเดียวกับบรรพชีวินวิทยา โบราณคดี ภาษาศาสตร์ และสาขาวิชาอื่นๆ นักพันธุศาสตร์ได้ศึกษาประชากรในปัจจุบันมาอย่างยาวนานเพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับอดีตของพวกเขา โดยใช้แบบจำลองเพื่ออนุมานเหตุการณ์ในอดีตของประชากร เช่น การอพยพหรือการแทนที่ โดยทั่วไปใช้มีดโกนของ Occam เพื่อสนับสนุนแบบจำลองที่ง่ายที่สุดที่สอดคล้องกับข้อมูล แต่นี่ไม่ใช่แนวทางที่ตรงไปตรงมาที่สุดในการทำความเข้าใจเหตุการณ์ดังกล่าว วิธีที่ชัดเจนในการศึกษาแง่มุมใดๆ ของประวัติศาสตร์ทางพันธุกรรมของมนุษย์คือการวิเคราะห์กลุ่มตัวอย่างก่อน ระหว่าง และหลังช่วงเวลาที่น่าสนใจ และจัดทำรายการการเปลี่ยนแปลงอย่างง่ายๆ ความก้าวหน้าของเทคโนโลยี DNA โบราณ (aDNA) กำลังเริ่มทำให้แนวทางนี้เป็นไปได้โดยตรงยิ่งขึ้น โดยอำนวยความสะดวกด้วยเทคโนโลยีการจัดลำดับแบบใหม่ ซึ่งขณะนี้สามารถสร้างกิกะเบสของข้อมูลได้ในราคาปานกลาง (กล่องที่ 1) ข้อมูลจำนวนมากนี้ รวมกับความเข้าใจเกี่ยวกับรูปแบบความเสียหายที่บ่งบอกถึง aDNA ของแท้ ทำให้การจดจำและการหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในพื้นที่ทำได้ง่ายขึ้นอย่างมาก: การปนเปื้อน

ในที่นี้ เราทบทวนเหตุการณ์สำคัญบางประการในประชากรโลกในแง่ของการค้นพบ aDNA ล่าสุด โดยอภิปรายถึงหลักฐานใหม่ว่าการย้ายถิ่น การผสม และการคัดเลือกได้กำหนดรูปแบบประชากรมนุษย์อย่างไร


เหตุการณ์การผสมข้ามพันธุ์ที่เก่าแก่ที่สุดระหว่างประชากรมนุษย์โบราณที่ค้นพบ

เป็นเวลาสามปีที่นักมานุษยวิทยา Alan Rogers ได้พยายามไขปริศนาวิวัฒนาการ งานวิจัยของเขาแก้ปริศนาวิวัฒนาการของมนุษย์นับล้านปีโดยการวิเคราะห์สายดีเอ็นเอจากสายพันธุ์มนุษย์โบราณที่รู้จักกันในชื่อโฮมินิน เช่นเดียวกับนักพันธุศาสตร์วิวัฒนาการหลายคน โรเจอร์สเปรียบเทียบจีโนมโฮมินินที่มองหารูปแบบทางพันธุกรรม เช่น การกลายพันธุ์และยีนที่ใช้ร่วมกัน เขาพัฒนาวิธีการทางสถิติที่อนุมานประวัติศาสตร์ของประชากรมนุษย์โบราณ

ในปีพ.ศ. 2560 โรเจอร์สนำการศึกษาซึ่งพบว่ามนุษย์โบราณสองสายเลือด ได้แก่ นีแอนเดอร์ทัลและเดนิโซแวน แยกจากกันเร็วกว่าที่เคยคิดไว้มาก และเสนอขนาดประชากรคอขวด มันทำให้เกิดความขัดแย้ง -- นักมานุษยวิทยา Mafessoni และ Prüfer แย้งว่าวิธีการวิเคราะห์ DNA ของพวกเขาให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน Rogers เห็นด้วย แต่ตระหนักว่าทั้งสองวิธีไม่ได้อธิบายข้อมูลทางพันธุกรรมได้เป็นอย่างดี

"วิธีการทั้งสองของเราภายใต้การสนทนามีบางอย่างขาดหายไป แต่อะไรนะ" โรเจอร์ส ศาสตราจารย์ด้านมานุษยวิทยาที่มหาวิทยาลัยยูทาห์ถาม

การศึกษาใหม่ได้ไขปริศนานั้นแล้ว และในการทำเช่นนั้น ได้บันทึกเหตุการณ์การผสมข้ามพันธุ์ระหว่างประชากรมนุษย์ในสมัยโบราณ ซึ่งเป็นกลุ่มที่รู้จักกันในชื่อ "super-archaics" ในยูเรเซีย ซึ่งผสมพันธุ์กับบรรพบุรุษยุค Neanderthal-Denisovan เมื่อประมาณ 700,000 ปีก่อน เหตุการณ์เกิดขึ้นระหว่างประชากรสองกลุ่มที่มีความเกี่ยวข้องกันทางไกลมากกว่าที่บันทึกไว้ ผู้เขียนยังได้เสนอไทม์ไลน์ที่แก้ไขแล้วสำหรับการอพยพของมนุษย์ออกจากแอฟริกาและเข้าสู่ยูเรเซีย วิธีการวิเคราะห์ DNA โบราณเป็นวิธีการใหม่ในการมองย้อนกลับไปในสายเลือดมนุษย์ให้ไกลกว่าที่เคยเป็นมา

Rogers ผู้เขียนนำการศึกษากล่าวว่า "เราไม่เคยรู้เกี่ยวกับการผสมข้ามพันธุ์ครั้งนี้มาก่อน และเราไม่สามารถประเมินขนาดของประชากรที่ล้าสมัยได้" "เราเพิ่งจะกระจ่างในช่วงเวลาหนึ่งเกี่ยวกับประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของมนุษย์ที่ก่อนหน้านี้มืดสนิท"

บทความเผยแพร่เมื่อวันที่ 20 กุมภาพันธ์ 2020 ในวารสาร ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์.

ออกจากแอฟริกาและผสมข้ามพันธุ์

Rogers ศึกษาวิธีที่การกลายพันธุ์ร่วมกันในหมู่ชาวแอฟริกันและยุโรปสมัยใหม่ ตลอดจน Neanderthals และ Denisovans โบราณ แบบแผนของการแบ่งปันบอกเป็นนัยถึงการผสมข้ามพันธุ์ห้าตอน ซึ่งรวมถึงตอนที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน ตอนที่ค้นพบใหม่เกี่ยวข้องกับการผสมข้ามพันธุ์เมื่อ 700,000 ปีก่อนระหว่างประชากร "super-archaic" ที่เกี่ยวข้องกันห่างไกลซึ่งแยกออกจากมนุษย์อื่น ๆ เมื่อประมาณสองล้านปีก่อนกับบรรพบุรุษของ Neanderthals และ Denisovans

ประชากรบรรพบุรุษยุคโบราณและยุคโบราณ-นีแอนเดอร์ทัล-เดนิโซวานมีความเกี่ยวข้องกันทางไกลมากกว่าประชากรมนุษย์คู่อื่นๆ ที่เคยรู้จักการผสมข้ามพันธุ์มาก่อน ตัวอย่างเช่น มนุษย์สมัยใหม่และมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลถูกแยกจากกันเป็นเวลาประมาณ 750,000 ปีเมื่อพวกมันผสมกัน บรรพบุรุษ superarchaics และ Neanderthal-Denisovan ถูกแยกออกจากกันมานานกว่าล้านปี

"การค้นพบนี้เกี่ยวกับช่วงเวลาที่การผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นในเชื้อสายมนุษย์กำลังบอกอะไรบางอย่างเกี่ยวกับระยะเวลาที่ใช้ในการแยกทางสืบพันธุ์เพื่อวิวัฒนาการ" โรเจอร์สกล่าว

ผู้เขียนใช้เงื่อนงำอื่นๆ ในจีโนมเพื่อประเมินเมื่อประชากรมนุษย์โบราณแยกจากกันและขนาดประชากรที่มีประสิทธิภาพ พวกเขาประเมินว่า super-archaic แยกออกเป็นสายพันธุ์ของตัวเองเมื่อประมาณสองล้านปีก่อน สิ่งนี้สอดคล้องกับหลักฐานฟอสซิลของมนุษย์ในยูเรเซียที่มีอายุ 1.85 ล้านปี

นักวิจัยยังเสนอว่ามีการอพยพของมนุษย์ไปยังยูเรเซียสามคลื่น ครั้งแรกคือเมื่อสองล้านปีก่อนเมื่อ super-archaics อพยพเข้าสู่ยูเรเซียและขยายไปสู่ประชากรจำนวนมาก เมื่อ 700,000 ปีที่แล้ว บรรพบุรุษของ Neanderthal-Denisovan ได้อพยพไปยัง Eurasia และผสมพันธุ์กับลูกหลานของ super-archaics อย่างรวดเร็ว ในที่สุด มนุษย์สมัยใหม่ได้ขยายไปสู่ยูเรเซียเมื่อ 50,000 ปีก่อน ซึ่งเรารู้ว่าพวกมันผสมพันธุ์กับมนุษย์โบราณอื่นๆ รวมทั้งมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลด้วย

Rogers กล่าวว่า "ฉันได้ทำงานมาสองสามปีแล้วเกี่ยวกับวิธีการวิเคราะห์ข้อมูลทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันเพื่อค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับประวัติศาสตร์" "เป็นเรื่องน่ายินดีที่คุณคิดวิธีดูข้อมูลด้วยวิธีที่แตกต่างออกไป และท้ายที่สุดคุณก็ได้ค้นพบสิ่งที่ผู้คนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยวิธีการอื่น"

Nathan S. Harris และ Alan A. Achenbach จากภาควิชามานุษยวิทยาที่มหาวิทยาลัย Utah ก็มีส่วนร่วมในการศึกษาเช่นกัน


บรรพบุรุษที่ไม่รู้จักผสมกับมนุษย์โบราณ DNA ของมันพบได้ในคนที่ยังมีชีวิตอยู่จนถึงทุกวันนี้

ญาติมนุษย์โบราณที่ไม่ปรากฏชื่ออาจเป็น โฮโม อีเร็กตัส. เครดิต: flowcomm, Flickr

ถ้าจะบอกว่าชีวิตทางเพศของบรรพบุรุษของเรานั้นซับซ้อนก็คงจะพูดน้อยไป หลังจากที่พวกเขาอพยพออกจากแอฟริกาไปยังยูเรเซีย มนุษย์ได้ผสมพันธุ์กับนีแอนเดอร์ทัล เดนิโซแวน และกลุ่มคนโบราณอีกกลุ่มหนึ่งในสกุลของเรา หลักฐานของการผสมข้ามพันธุ์แบบหลังนี้ยังคงมีอยู่ในยีนของเรา จากการศึกษาใหม่โดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกา เอกลักษณ์ของกลุ่มนี้ยังคงปกคลุมไปด้วยความลึกลับ

เมื่อไหร่ โฮโมเซเปียนส์ อพยพออกจากแอฟริกาเป็นจำนวนมากผ่านตะวันออกกลางไปยังยุโรปและเอเชีย พวกเขาได้ติดต่อกับมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญในโดเมนของพวกเขาเป็นเวลาหลายพันปีก่อนที่มนุษย์สมัยใหม่ทางกายวิภาคจะมาถึง ทั้งสองสายพันธุ์ผสมกันซึ่งยังคงพบเห็นได้ในจีโนมของผู้คนที่มีชีวิตอยู่ในปัจจุบันซึ่งไม่ใช่มรดกของ Sub-Saharan ประมาณ 2% ของ DNA ในจีโนมของคนสมัยใหม่ที่มีเชื้อสายยูเรเชียนนั้นมีต้นกำเนิดจากยุคมนุษย์นีแอนเดอร์ทัล

แต่การไหลของยีนไปทั้งสองทางแน่นอน ในการศึกษาใหม่ Melissa Hubisz และ Amy Williams จาก Cornell University และ Adam Siepel จาก Cold Spring Harbor Laboratory ได้ทำการวิเคราะห์จีโนมที่ซับซ้อนของ DNA ของ Neanderthals สองตัว Denisovan และมนุษย์แอฟริกันสองคนที่มีชีวิต หลังไม่มีดีเอ็นเอมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลในจีโนมของพวกเขา เมื่อเทียบกับคนผิวขาว ซึ่งช่วยให้นักวิจัยแยกแยะรูปแบบของการผสมข้ามพันธุ์ในสมัยโบราณ

ทีมนักวิจัยใช้วิธีการคำนวณที่ช่วยให้พวกเขาสามารถระบุเหตุการณ์การรวมตัวใหม่ซึ่งในส่วนของโครโมโซมจากบุคคลหนึ่งจะรวมอยู่ในโครโมโซมของอีกคนหนึ่ง วิธีการที่ชาญฉลาดนี้สามารถกำหนดแผนผังความสัมพันธ์ระหว่างบุคคลในทุกตำแหน่งตามจีโนม

ในทางปฏิบัติมากขึ้น วิธีการนี้ทำให้นักวิจัยสามารถค้นพบตัวอย่างก่อนหน้าของการผสมพันธุ์ที่ซ้อนกันในจีโนมของสิ่งมีชีวิตหรือสิ่งมีชีวิตที่ยังหลงเหลืออยู่ ตัวอย่างเช่น ถ้ามนุษย์นีแอนเดอร์ทัลผสมพันธุ์กับมนุษย์สายพันธุ์อื่น และต่อมาลูกหลานเหล่านี้ได้ผสมพันธุ์กับมนุษย์สมัยใหม่ วิธีการนี้สามารถค้นพบตัวอย่างแรกเริ่มของการผสมข้ามพันธุ์ในสมัยโบราณ

ผลการศึกษาเผยให้เห็นตัวอย่างที่น่าทึ่งของแมลงที่ซ้อนอยู่ในดีเอ็นเอ ตัวอย่างเช่น 3% ของจีโนมมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลมาจากมนุษย์โบราณ ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นเมื่อ 200,000 ถึง 300,000 ปีก่อน นี่เป็นหลักฐานเพิ่มเติมที่สนับสนุนความจริงที่ว่ามนุษย์ออกจากแอฟริกาในหลายระลอกก่อนที่จะกระโดดออกจากทวีปใหญ่เมื่อ 50-60,000 ปีก่อน คลื่นอพยพของมนุษย์ในยุคแรกๆ เหล่านี้น่าจะหลอมรวมโดยมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลหรือถูกกำจัดออกไปไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

แต่การค้นพบที่โดดเด่นที่สุดคือ 1% ของ DNA Denisovan มาจากสายพันธุ์มนุษย์โบราณที่ยังไม่สามารถระบุได้ การผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นเมื่อประมาณหนึ่งล้านปีก่อน ไทม์ไลน์ที่บ่งบอกว่าคู่รักอาจเป็น โฮโม อีเร็กตัส. เสียดายไม่มี โฮโม อีเร็กตัส เคยพบดีเอ็นเอมาก่อน ดังนั้นสมมติฐานนี้จึงยังคงเป็นการเก็งกำไร ณ จุดนี้ มันอาจจะแตกต่างกันบ้าง แต่ยังไม่สามารถระบุสายพันธุ์ได้ทั้งหมด

ไม่ว่าในกรณีใด เหตุการณ์การผสมข้ามพันธุ์ทั้งสองได้ส่งต่อไปยังมนุษย์สมัยใหม่ที่มีชีวิต นักวิจัยรายงานในวารสารว่าประมาณ 15% ของลำดับการผสมข้ามพันธุ์ที่พบในเดนิโซแวน PLoS พันธุศาสตร์

จากการแลกเปลี่ยนยีนจำนวนมหาศาลระหว่างมนุษย์ในสมัยโบราณกับญาติที่สูญพันธุ์ไปแล้ว จึงมีความเป็นไปได้สูงที่การแลกเปลี่ยนทางพันธุกรรมจะเกิดขึ้นเมื่อใดก็ตามที่มนุษย์สองกลุ่มแตกต่างกันในเวลาและสถานที่ อัลกอริธึมเดียวกับที่ใช้ในการศึกษานี้สามารถใช้เพื่อศึกษาการไหลของยีนในสายพันธุ์อื่นที่มีการผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นในอดีตอันไกลโพ้น เช่น ระหว่างหมาป่ากับสุนัข

“สิ่งที่ฉันคิดว่าน่าตื่นเต้นเกี่ยวกับงานนี้คือการแสดงให้เห็นสิ่งที่คุณสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของมนุษย์อย่างลึกซึ้งโดยร่วมกันสร้างประวัติศาสตร์วิวัฒนาการเต็มรูปแบบของคอลเลกชันลำดับจากทั้งมนุษย์สมัยใหม่และโฮมินินโบราณ” Siepel กล่าวในแถลงการณ์ . “อัลกอริธึมใหม่ที่ Melissa ได้พัฒนา ARGweaver-D นี้ สามารถย้อนเวลากลับไปได้ไกลกว่าวิธีการคำนวณอื่นๆ ที่ฉันเคยเห็น ดูเหมือนว่าจะมีประสิทธิภาพมากเป็นพิเศษสำหรับการตรวจจับการบุกรุกในสมัยโบราณ”


ชาวเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ถือ DNA ของ 'Denisovans ใต้ลึกลับ'

บันทึกซากดึกดำบรรพ์ hominin ของเกาะเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ (ISEA) ระบุว่ามีอย่างน้อยสองชนิดซุปเปอร์อาร์เคีย โฮโมลูโซเนนซิส และ โฮโม ฟลอเรเซียนซิสมีอยู่ในช่วงเวลาที่มนุษย์สมัยใหม่ทางกายวิภาคมาถึงภูมิภาคนี้เมื่อ 50,000-60,000 ปีก่อน ในการวิจัยครั้งใหม่ ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้ตรวจสอบจีโนมมนุษย์สมัยใหม่มากกว่า 400 จีโนม เพื่อตรวจสอบเหตุการณ์การผสมข้ามพันธุ์ในสมัยโบราณระหว่างสปีชีส์มนุษย์โบราณสุดล้ำสมัยและมนุษย์สมัยใหม่ ผลลัพธ์ของพวกเขายืนยันถึงบรรพบุรุษของ Denisovan ที่แพร่หลายในประชากร ISEA แต่ล้มเหลวในการตรวจจับสัญญาณส่วนผสมที่ล้าสมัยจำนวนมากที่เข้ากันได้กับบันทึกฟอสซิล

ภาพเหมือนของเดนิโซแวนตัวเมียในวัยเยาว์โดยอิงจากโครงร่างโครงกระดูกที่สร้างขึ้นใหม่จากแผนที่ DNA methylation โบราณ เครดิตภาพ: มายัน ฮาเรล

ISEA หรือที่รู้จักในชื่อ Maritime Southeast Asia เป็นภูมิภาคที่ประกอบด้วยประเทศบรูไน อินโดนีเซีย มาเลเซีย ฟิลิปปินส์ สิงคโปร์ และติมอร์ตะวันออก

เป็นที่เก็บบันทึกซากดึกดำบรรพ์ของโฮมินินที่มีเอกลักษณ์และหลากหลายตลอดยุคไพลสโตซีน

เกาะชวาในประเทศอินโดนีเซียสมัยใหม่เป็นเขตตะวันออกเฉียงใต้ของ โฮโม อีเร็กตัสโฮมินินสายพันธุ์แรกที่คิดว่าสามารถแพร่กระจายได้สำเร็จนอกแอฟริกา โดยยังคงมีอยู่ตั้งแต่ 1.49 ล้านปีก่อนจนถึง 117,000-108,000 ปีก่อน

อย่างน้อยสองชนิดพันธุ์เฉพาะถิ่นเพิ่มเติมอาศัยอยู่ใน ISEA ในช่วง Pleistocene และมีแนวโน้มที่จะรอดชีวิตมาได้จนกระทั่งมนุษย์สมัยใหม่ทางกายวิภาคมาถึงเมื่อ 50,000 ปีก่อน: โฮโม ฟลอเรเซียนซิส บนเกาะฟลอเรส ในหมู่เกาะ Lesser Sunda (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอินโดนีเซียสมัยใหม่ด้วย) และ โฮโมลูโซเนนซิส บนเกาะลูซอน ทางตอนเหนือของฟิลิปปินส์

การตีความล่าสุดแนะนำว่า โฮโม ฟลอเรเซียนซิส เป็นญาติสนิทของ โฮโม อีเร็กตัส, หรืออีกทางหนึ่งเป็นตัวแทนของ . ที่เก่าแก่กว่า ตุ๊ด ที่ไปถึง ISEA อย่างอิสระในเหตุการณ์การกระจายตัวที่แยกจากกันในแอฟริกา

การจำแนกประเภทปัจจุบันของ โฮโมลูโซเนนซิส ยังไม่แน่ใจด้วยว่าตัวอย่างที่มีอยู่มีความคล้ายคลึงกันกับสายพันธุ์โฮมินินต่างๆ รวมทั้ง ออสตราโลพิเทคัส, เอเชียน โฮโม อีเร็กตัส, โฮโม ฟลอเรเซียนซิส และ โฮโมเซเปียนส์.

นี่คือการบูรณะของศิลปิน โฮโม อีเร็กตัส. เครดิตภาพ: มหาวิทยาลัยเยล

ในการศึกษาครั้งใหม่ Dr. João Teixeira แห่งมหาวิทยาลัยแอดิเลดและคณะได้ตรวจสอบจีโนมของมนุษย์สมัยใหม่มากกว่า 400 คน รวมทั้งจาก ISEA อีกกว่า 200 คน เพื่อตรวจสอบเหตุการณ์การผสมข้ามพันธุ์ระหว่างสปีชีส์ที่เก่าแก่และประชากรมนุษย์สมัยใหม่ที่มาถึง ISEA 50,000 -60,000 ปีที่แล้ว

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขามุ่งเน้นไปที่การตรวจจับลายเซ็นที่แนะนำให้ผสมข้ามพันธุ์จากสายพันธุ์ที่แตกต่างกันอย่างลึกซึ้งซึ่งรู้จักจากบันทึกฟอสซิลของพื้นที่

ผลลัพธ์ของพวกเขาไม่พบหลักฐานของการผสมข้ามพันธุ์ แต่พวกเขาสามารถยืนยันผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ที่แสดงบรรพบุรุษ Denisovan ในระดับสูงในภูมิภาค

“ในขณะที่ฟอสซิลที่รู้จักของ โฮโม อีเร็กตัส, โฮโม ฟลอเรเซียนซิส และ โฮโมลูโซเนนซิส อาจดูเหมือนอยู่ในสถานที่และเวลาที่เหมาะสมเพื่อเป็นตัวแทนของเดนิโซวานใต้ลึกลับ บรรพบุรุษของพวกเขาน่าจะเคยอยู่ในเกาะเอเชียตะวันออกเฉียงใต้อย่างน้อย 700,000 ปีก่อน” ศาสตราจารย์คริส สตริงเกอร์ นักวิจัยจากพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ ลอนดอน กล่าว

"ความหมายของเชื้อสายของพวกเขานั้นเก่าแก่เกินกว่าจะเป็นตัวแทนของ Denisovans ซึ่งจาก DNA ของพวกเขามีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ Neanderthals และมนุษย์สมัยใหม่"

การสร้างใหม่ของ โฮโม ฟลอเรเซียนซิส. เครดิตภาพ: Elisabeth Daynes

ศาสตราจารย์คริส เฮลเกน ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยพิพิธภัณฑ์แห่งออสเตรเลีย กล่าวว่า "การวิเคราะห์เหล่านี้เป็นหน้าต่างสำคัญที่นำไปสู่วิวัฒนาการของมนุษย์ในภูมิภาคที่น่าสนใจ และแสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการวิจัยทางโบราณคดีเพิ่มเติมในภูมิภาคนี้ระหว่างเอเชียแผ่นดินใหญ่และออสเตรเลีย

“เราทราบจากบันทึกทางพันธุกรรมของเราเองว่า Denisovans ผสมกับมนุษย์สมัยใหม่ที่ออกมาจากแอฟริกาเมื่อ 50,000-60,000 ปีก่อนทั้งในเอเชีย และในขณะที่มนุษย์สมัยใหม่ย้ายผ่าน ISEA ระหว่างทางไปออสเตรเลีย” Dr. Teixeira กล่าว

“ระดับของ DNA Denisovan ในประชากรร่วมสมัยบ่งชี้ว่าการผสมข้ามพันธุ์ที่สำคัญเกิดขึ้นใน ISEA”

“ความลึกลับยังคงอยู่ ทำไมเราไม่พบฟอสซิลของพวกมันพร้อมกับมนุษย์โบราณอื่นๆ ในภูมิภาคนี้? เราจำเป็นต้องตรวจสอบบันทึกฟอสซิลที่มีอยู่อีกครั้งเพื่อพิจารณาความเป็นไปได้อื่น ๆ หรือไม่”

ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ.


ดีเอ็นเอโบราณบังคับให้พิจารณาประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของช้างแคระเมดิเตอร์เรเนียน

ในช่วงช้างเผือก Pleistocene บางตัวมีขนาดเพียงหนึ่งในสี่ของบรรพบุรุษเท่านั้นที่อาศัยอยู่บนเกาะเมดิเตอร์เรเนียนจนกระทั่งเมื่อประมาณ 10,000 ปีก่อน (y.a.) การใช้วิธีการใหม่สำหรับการศึกษา DNA โบราณ (aDNA) วิธีการขยายการกระจัดกระจายของจีโนมทั้งหมด เราสามารถดึงไซโตโครมได้ NS (cytNS) ชิ้นส่วนดีเอ็นเอจาก 4200 ถึง 800,000 ปี ตัวอย่างจากตัวอย่างเกาะและแผ่นดินใหญ่ รวมทั้งรูปแบบคนแคระและขนาดปกติ ลำดับดีเอ็นเอสั้น (43 bp) ที่ดึงมาจาก 800,000 ปี ตัวอย่างคือหนึ่งในชิ้นส่วน DNA ที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา การจำลองการทดลองในห้องปฏิบัติการสองห้อง การเกิดขึ้นของสถานที่ตรวจวินิจฉัยสามแห่ง และผลการวิเคราะห์สายวิวัฒนาการสนับสนุนความถูกต้องอย่างยิ่ง ผลลัพธ์ของเราท้าทายมุมมองที่แพร่หลายว่าช้างแคระในทะเลเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออกมีต้นกำเนิดมาจาก Elephasโดยเสนอแนะประวัติศาสตร์อิสระเกี่ยวกับคนแคระและการมีอยู่ของแมมมอธแคระและแท็กซ่าคล้ายช้างบนเกาะเหล่านี้ จากข้อมูลระดับโมเลกุลของเรา ต้นกำเนิดของช้างเผือก Tilos และ Cyprus จากเชื้อสายภายในสกุล Elephas ได้รับการยืนยันแล้ว ในขณะที่ลำดับดีเอ็นเอจากตัวอย่างครีตันนั้นชัดเจนภายในกลุ่มแมมมอธ ดังนั้นชื่อ Mammutus creticus ค่อนข้างมากกว่า Elephas creticusดูเหมือนว่าจะสมเหตุสมผลสำหรับแบบฟอร์มนี้ การค้นพบของเรายังชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการประเมินประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของสายพันธุ์ซิซิลี/มอลตาอีกครั้ง ซึ่งปกติแล้วจะรวมอยู่ในสกุล Elephas.

อ้างอิง

. พ.ศ. 2535 ประชากร การแปรผันทางพันธุกรรม และการกำหนดขอบเขตของสายพันธุ์สายวิวัฒนาการ ระบบ ไบโอล 41, 421–435. Crossref, ISI, Google Scholar

พ.ศ. 2545 การขยายจีโนมมนุษย์อย่างครอบคลุมโดยใช้การขยายการกระจัดหลายตำแหน่ง Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 99, 5261–5266.doi:10.1073/pnas.082089499. Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Gorrochotegui-Escalante N& Black W.C

. พ.ศ. 2546 การขยายจีโนมของแมลงทั้งหมดด้วยการขยายการกระจัดหลายแบบ แมลงมอล. ไบโอล 12, 195–200.doi:10.1046/j.1365-2583.2003.00401.x. Crossref, PubMed, Google Scholar

. 1994 แมมมอธ. นิวยอร์ก, นิวยอร์ก : MacMillian p. 168. Google Scholar

. พ.ศ. 2546 วิธีการขยายดีเอ็นเอของจีโนมแทน เทคโนโลยีจีโนม/โปรตีโอมิก 5, 21–24. Google Scholar

Melis R, Palombo M.R& Mussi M

. 2001 แมมมอธ ลามาร์โมเร (เมเจอร์ พ.ศ. 2426) ยังคงอยู่ในแหล่งฝากของซานจิโอวานนีในยุคก่อนไทร์เรเนียในซีนิส (ซาร์ดิเนียตะวันตกของอิตาลี)

, Cavarretta G, Gioia P, Mussi M& Palombo M.R

ใน โลกของช้าง โรม ประเทศอิตาลี : CNR 481–485. Google Scholar

Mol D, DeVos J, van den Bergh G.D& Sondaar P.Y

. พ.ศ. 2539 อนุกรมวิธานและบรรพบุรุษของซากดึกดำบรรพ์ของช้างครีต: การหมุนเวียนของสัตว์และการเปรียบเทียบกับสัตว์ประเภทโพรบอสซิเดียนของหมู่เกาะชาวอินโดนีเซีย

ใน สัตว์ประจำถิ่นของ Pleistocene และ Holocene ของเกาะครีตและผู้ตั้งถิ่นฐานกลุ่มแรก Madison, WI : Prehistory Press 81–98. Google Scholar

. 2005 การเจือจางโมเลกุลเดี่ยวและการขยายการกระจัดหลายตำแหน่งสำหรับการสร้างแฮ็ปโลไทป์ของโมเลกุล เทคนิคชีวภาพ 38, 553–559. Crossref, PubMed, Google Scholar

Poulakakis N, Theodorou G.E, Zouros E& Mylonas M

. พ.ศ. 2545 วิวัฒนาการระดับโมเลกุลของช้างแคระ Pleistocene ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว Palaeoloxodon antiquus falconeri จากเกาะ Tilos ประเทศกรีซ เจ โมล. วิวัฒนาการ 55, 364–374.doi:10.1007/s00239-002-2337-x. Crossref, PubMed, Google Scholar

Reese D.S, Belluomini G& Ikeya M

. พ.ศ. 2539 วันที่แน่นอนสำหรับบรรดาสัตว์ในสมัยไพลสโตซีน

ใน สัตว์ประจำถิ่นของ Pleistocene และ Holocene ของเกาะครีตและผู้ตั้งถิ่นฐานกลุ่มแรก เมดิสัน รัฐวิสคอนซิน : เมดิสัน 47–51 Google Scholar

. พ.ศ. 2542 การเปรียบเทียบความเป็นไปได้ของบันทึกหลายครั้งกับการประยุกต์ใช้กับการอนุมานสายวิวัฒนาการ มล. ไบโอล. วิวัฒนาการ 16, 1114–1116. Crossref, ISI, Google Scholar

. พ.ศ. 2539 กำเนิด ความหลากหลายและความแปรปรวนของสายพันธุ์ในช้างเผือก .In งวง อ็อกซ์ฟอร์ด สหราชอาณาจักร : สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด 193–202. Google Scholar

. พ.ศ. 2546 ไม่มีข้อมูล อนุกรมวิธานที่ไม่สมบูรณ์ และความถูกต้องของสายวิวัฒนาการ ระบบ ไบโอล 52, 528–538. Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

Yang H, Golenberg E.M& Shoshani J

. พ.ศ. 2539 ความละเอียดสายวิวัฒนาการภายใน Elephantidae โดยใช้ลำดับดีเอ็นเอฟอสซิลจากสุนัขพันธุ์อเมริกันมาสโตดอน (แมมมุท อเมริกานุม) เป็นกลุ่มนอก Proc. นัท แอ๊ด. วิทย์. สหรัฐอเมริกา 93, 1190–1194.doi:10.1073/pnas.93.3.1190. Crossref, PubMed, Google Scholar


จีโนมมนุษย์สมัยใหม่ที่เก่าแก่ที่สุดสร้างขึ้นใหม่โดยใช้ DNA จากกะโหลกอายุ 45,000 ปี

กะโหลกฟอสซิลของผู้หญิงในเช็กเกียได้จัดเตรียมจีโนมมนุษย์สมัยใหม่ที่เก่าแก่ที่สุดแต่สร้างขึ้นใหม่ ซึ่งเป็นตัวแทนของประชากรที่ก่อตัวขึ้นก่อนบรรพบุรุษของชาวยุโรปและเอเชียในปัจจุบันจะแยกออกจากกัน

ในบทความที่ตีพิมพ์ใน นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการทีมนักวิจัยนานาชาติได้วิเคราะห์จีโนมของกะโหลกศีรษะที่เกือบจะสมบูรณ์ซึ่งถูกค้นพบครั้งแรกในเมืองซลาตีกู ประเทศเช็กเกียในช่วงต้นทศวรรษ 1950 และปัจจุบันถูกเก็บไว้ในพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติในกรุงปราก ส่วนของ DNA ของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลในจีโนมของมันนั้นยาวกว่ากลุ่มของ Ust'-Ishim จากไซบีเรีย ซึ่งเป็นลำดับขั้นของมนุษย์สมัยใหม่ที่เก่าแก่ที่สุดก่อนหน้านี้ บ่งบอกว่ามนุษย์สมัยใหม่อาศัยอยู่ในใจกลางยุโรปเมื่อกว่า 45,000 ปีก่อน

มุมมองด้านข้างของกะโหลกศีรษะ Zlatý Kůň ที่ส่วนใหญ่สมบูรณ์เป็นส่วนใหญ่ เครดิต: Martin Frouz

DNA โบราณจาก Neandertals และมนุษย์สมัยใหม่ในยุคแรกได้แสดงให้เห็นว่ากลุ่มเหล่านี้น่าจะผสมพันธุ์กันที่ไหนสักแห่งในตะวันออกใกล้หลังจากที่มนุษย์สมัยใหม่ออกจากแอฟริกาเมื่อ 50,000 ปีก่อน เป็นผลให้ทุกคนนอกแอฟริกามี DNA Neandertal ประมาณ 2% ถึง 3% ในจีโนมมนุษย์สมัยใหม่ ส่วน DNA ของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลนั้นสั้นลงเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป และความยาวของพวกมันสามารถนำมาใช้ในการประเมินเวลาที่บุคคลมีชีวิตอยู่ได้ ข้อมูลทางโบราณคดีที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้วยังชี้ให้เห็นว่ามนุษย์สมัยใหม่มีอยู่แล้วในยุโรปตะวันออกเฉียงใต้เมื่อ 47-43,000 ปีก่อน แต่เนื่องจากฟอสซิลมนุษย์ค่อนข้างสมบูรณ์และขาดดีเอ็นเอของจีโนม จึงไม่ค่อยเข้าใจนักว่าอาณานิคมของมนุษย์ในยุคแรกๆ เหล่านี้คือใคร — หรือความสัมพันธ์ของพวกเขากับกลุ่มมนุษย์ในสมัยโบราณและปัจจุบัน

ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ใน นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการทีมนักวิจัยนานาชาติรายงานว่าจีโนมมนุษย์สมัยใหม่ที่เก่าแก่ที่สุดที่สร้างขึ้นใหม่น่าจะเป็นอะไร ค้นพบครั้งแรกในสาธารณรัฐเช็ก ผู้หญิงที่นักวิจัยรู้จักในชื่อ Zlatý kůň (ม้าทองคำในสาธารณรัฐเช็ก) แสดง DNA ของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลที่ยาวกว่ามนุษย์ Ust'-Ishim วัย 45,000 ปีจากไซบีเรีย ซึ่งเป็นจีโนมมนุษย์สมัยใหม่ที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา การวิเคราะห์ชี้ให้เห็นว่าเธอเป็นส่วนหนึ่งของประชากรที่ก่อตัวขึ้นก่อนประชากรที่ทำให้ชาวยุโรปและเอเชียในปัจจุบันแยกจากกัน

การศึกษาทางมานุษยวิทยาเมื่อเร็ว ๆ นี้โดยพิจารณาจากรูปร่างของกะโหลกศีรษะของ Zlatý kůň แสดงให้เห็นถึงความคล้ายคลึงกันกับคนที่อาศัยอยู่ในยุโรปก่อน Last Glacial Maximum อย่างน้อย 30,000 ปีที่แล้ว แต่การนัดหมายด้วยเรดิโอคาร์บอนนั้นให้ผลลัพธ์เป็นระยะ ๆ บางส่วนเมื่อ 15,000 ปีก่อน จนกระทั่ง Jaroslav Brůžek จากคณะวิทยาศาสตร์ ปราก และ Petr Velemínský แห่งพิพิธภัณฑสถานแห่งชาติของปราก ร่วมมือกับห้องปฏิบัติการพันธุศาสตร์ของ Max Planck Institute for the Science of Human History จึงได้เห็นภาพที่ชัดเจนขึ้น

ความพยายามครั้งแรกในการเดทกับ Zlatý Kůň โดยดูจากรูปร่างของกะโหลกศีรษะของเธอ บ่งบอกว่าเธอมีอายุอย่างน้อย 30,000 ปี นักวิจัยเชื่อว่าเธอมีชีวิตอยู่เมื่อ 45,000 ปีก่อน เครดิต: Martin Frouz

Cosimo Posth ผู้เขียนร่วมของ Cosimo Posth กล่าวว่า "เราพบหลักฐานการปนเปื้อนของ DNA ของวัวในกระดูกที่วิเคราะห์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ากาวจากวัวที่ใช้ในอดีตในการรวมกะโหลกกำลังคืนวันที่เรดิโอคาร์บอนที่อายุน้อยกว่าอายุที่แท้จริงของฟอสซิล" การเรียน. Posth เคยเป็นหัวหน้ากลุ่มวิจัยที่ Max Planck Institute for the Science of Human History และปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ด้าน Archaeo- และ Palaeogenetics ที่มหาวิทยาลัย Tübingen

อย่างไรก็ตาม เป็น DNA ของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลที่นำทีมไปสู่ข้อสรุปที่สำคัญเกี่ยวกับอายุของฟอสซิล Zlatý kůň มี DNA Neanderthal ในจีโนมของเธอในปริมาณเท่ากัน เช่นเดียวกับ Ust Ishim หรือมนุษย์สมัยใหม่อื่น ๆ นอกแอฟริกา แต่กลุ่มที่มีบรรพบุรุษ Neanderthal นั้นยาวกว่าโดยเฉลี่ยมาก

“ผลการวิเคราะห์ DNA ของเราแสดงให้เห็นว่า Zlatý kůň อาศัยอยู่ใกล้ชิดกับเหตุการณ์การผสมกับ Neanderthals มากขึ้น” Kay Prüfer ผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว

นักวิทยาศาสตร์สามารถประเมินได้ว่าZlatý kůň มีอายุประมาณ 2,000 ปีหลังจากการผสมครั้งสุดท้าย จากการค้นพบนี้ ทีมงานระบุว่า Zlatý kůň เป็นจีโนมมนุษย์ที่เก่าแก่ที่สุดจนถึงปัจจุบัน โดยมีอายุใกล้เคียงกับ Ust'-Ishim ไม่กี่ร้อยปี

“เป็นเรื่องที่น่าสนใจทีเดียวที่มนุษย์ยุคใหม่ในยุคแรกๆ ในยุโรปไม่ประสบความสำเร็จในท้ายที่สุด! เช่นเดียวกับ Ust'-Ishim และกะโหลกศีรษะยุโรปที่เก่าแก่ที่สุดจาก Oase 1 Zlatý kůň ไม่แสดงความต่อเนื่องทางพันธุกรรมกับมนุษย์สมัยใหม่ที่อาศัยอยู่ในยุโรปหลังจาก 40,000 ปีที่แล้ว” Johannes Krause ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาและผู้อำนวยการของ สถาบันมักซ์พลังค์เพื่อมานุษยวิทยาวิวัฒนาการ

คำอธิบายหนึ่งที่เป็นไปได้สำหรับความไม่ต่อเนื่องคือการระเบิดของภูเขาไฟ Campanian Ignimbrite เมื่อประมาณ 39,000 ปีก่อน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อสภาพอากาศในซีกโลกเหนือ และอาจลดโอกาสการอยู่รอดของมนุษย์นีแอนเดอร์ทัลและมนุษย์ยุคใหม่ในยุคน้ำแข็งส่วนใหญ่ในยุโรปยุคน้ำแข็ง

สุ่มตัวอย่างขนาดเล็กของ Petrous bone ของ Zlatý Kůň จากฐานของกะโหลกศีรษะในห้องคลีนรูมที่ Max Planck Institute for the Science of Human History, Jena เครดิต: Cosimo Posth

เมื่อความก้าวหน้าของ DNA โบราณเปิดเผยมากขึ้นเกี่ยวกับเรื่องราวของสายพันธุ์ของเรา การศึกษาทางพันธุกรรมในอนาคตของคนยุโรปยุคแรกๆ จะช่วยสร้างประวัติศาสตร์และความเสื่อมโทรมของมนุษย์สมัยใหม่คนแรกที่ขยายออกจากแอฟริกาและไปสู่ยูเรเซียก่อนการก่อตัวของยุคใหม่ ประชากรที่ไม่ใช่ชาวแอฟริกัน

ข้อมูลอ้างอิง: “A ลำดับจีโนมจากกะโหลกศีรษะมนุษย์สมัยใหม่ที่มีอายุมากกว่า 45,000 ปีจากZlatý kůň ในสาธารณรัฐเช็ก” โดย Kay Prüfer, Cosimo Posth, He Yu, Alexander Stoessel, Maria A. Spyrou, Thibaut Deviese, Marco Matttonai, Erika Ribechini, Thomas Higham, Petr Velemínský, Jaroslav Brůžek and Johannes Krause, 7 เมษายน 2021, นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ.
DOI: 10.1038/s41559-021-01443-x


DNA โบราณเผยวิธีที่แมวพิชิตโลก

Jan Hoole ไม่ได้ทำงานให้ ให้คำปรึกษา เป็นเจ้าของหุ้นหรือรับเงินทุนจากบริษัทหรือองค์กรใด ๆ ที่จะได้รับประโยชน์จากบทความนี้ และไม่ได้เปิดเผยความเกี่ยวข้องที่เกี่ยวข้องนอกเหนือจากการแต่งตั้งทางวิชาการ

พันธมิตร

มหาวิทยาลัย Keele ให้ทุนสนับสนุนในฐานะสมาชิกของ The Conversation UK

The Conversation UK ได้รับเงินทุนจากองค์กรเหล่านี้

มนุษย์อาจมีแมวเลี้ยงมานานถึง 9,500 ปี ในปี 2547 นักโบราณคดีในไซปรัสพบโครงกระดูกแมวทั้งตัวถูกฝังอยู่ในหมู่บ้านยุคหิน เนื่องจากไซปรัสไม่มีแมวป่าพื้นเมือง สัตว์ (หรืออาจเป็นบรรพบุรุษของมัน) จึงต้องถูกนำตัวมายังเกาะโดยมนุษย์เมื่อหลายพันปีก่อน

แม้ว่าเราจะเลี้ยงแมวเลี้ยงมายาวนานและเป็นที่นิยมในปัจจุบัน แต่แมวก็ไม่ใช่สัตว์ที่ง่ายที่สุดที่จะเลี้ยง (อย่างที่ใครก็ตามที่รู้สึกว่าไหล่เย็นของแมวอาจเห็นด้วย) นอกจากนี้ยังมีหลักฐานเพียงเล็กน้อยในบันทึกทางโบราณคดีที่แสดงให้เห็นว่าแมวกลายเป็นเพื่อนของเราได้อย่างไรและแพร่กระจายไปทั่วโลก

ตอนนี้ผลการศึกษา DNA ใหม่ที่ตีพิมพ์ใน Ecology and Evolution แสดงให้เห็นว่าแมวอาจติดตามการพัฒนาของอารยธรรมตะวันตกตามเส้นทางการค้าทางบกและทางทะเลได้อย่างไร กระบวนการนี้ได้รับความช่วยเหลือในที่สุดโดยความพยายามในการผสมพันธุ์มากขึ้นในศตวรรษที่ 18 สร้างแมวขนสั้นหรือ "แมวลาย" ที่เรารู้จักในปัจจุบัน

แม้ว่าที่มาของแมวในบ้านยังคงเป็นปริศนา แต่ดูเหมือนว่ากระบวนการในการเลี้ยงแมวจะใช้เวลานานมาก ดูเหมือนว่าเนื่องจากแมวมีความเป็นอิสระ มีอาณาเขต และบางครั้งต่อต้านสังคมอย่างจริงจัง พวกมันจึงไม่สามารถเลี้ยงได้ง่ายเหมือนหมาป่าที่ร่วมมือกันเป็นกลุ่ม มีแนวโน้มว่าแมวจะอาศัยอยู่รอบๆ มนุษย์เป็นเวลาหลายศตวรรษก่อนที่จะยอมจำนนต่อสิ่งล่อใจของไฟและเบาะ และเข้ามาจากความหนาวเย็นเพื่อเป็นเพื่อนแท้ของมนุษย์

บรรพบุรุษของแมวบ้านในปัจจุบันได้พบและผสมพันธุ์กับแมวป่าหลายชนิด Ottoni et al., 2017/Nature , ผู้แต่งให้ไว้

แมวที่พบในไซปรัสสอดคล้องกับยุคหินใหม่ประมาณ 10,000 ปีก่อนคริสตกาล ถึง 4,000 ปีก่อนคริสตกาล และการปฏิวัติทางการเกษตร นี่คือช่วงเวลาที่ผู้คนเริ่มตั้งถิ่นฐานและกลายเป็นชาวนาแทนที่จะดำเนินชีวิตแบบนักล่าและรวบรวมเร่ร่อนที่มนุษย์ได้ติดตามมาเมื่อ 200,000 ปีก่อนหรือประมาณนั้น การศึกษา DNA ก่อนหน้านี้ของซากโบราณอื่น ๆ ยืนยันว่าแมวบ้านปรากฏตัวครั้งแรกในสิ่งที่นักโบราณคดีเรียกว่าตะวันออกใกล้ ซึ่งเป็นดินแดนที่ปลายด้านตะวันออกของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนซึ่งมีอารยธรรมมนุษย์กลุ่มแรกเกิดขึ้น

แน่นอน การทำฟาร์มทำให้เกิดปัญหาในตัวเอง รวมถึงการรบกวนของหนูและหนู ดังนั้นอาจไม่น่าแปลกใจที่ขณะนี้เราเห็นแมวถูกฝังอยู่ในหลุมศพมนุษย์เป็นครั้งแรก ไม่ยากเลยที่จะจินตนาการว่าชาวนาในยุคแรกๆ อาจสนับสนุนให้แมวอยู่ใกล้ๆ โดยช่วยพวกมันหาอาหารในช่วงเวลาที่ผอมบางของปี และปล่อยให้พวกมันเข้ามาในบ้านของพวกมัน

ช่องว่างในบันทึกทางโบราณคดีหมายความว่าหลังจากที่ไซปรัสยังคงอยู่ หลักฐานสำหรับแมวบ้านก็ไม่ปรากฏอีกเป็นเวลาหลายพันปี หลุมฝังศพของแมวจำนวนมากขึ้นก็เริ่มปรากฏขึ้นท่ามกลางการค้นพบของชาวอียิปต์โบราณ (แม้ว่าจะมีหลักฐานว่าแมวเชื่องในยุคหินของจีน) ในอียิปต์นั้นแมวมีอุ้งเท้าขนยาวอยู่ใต้โต๊ะจริงๆ และไม่ได้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของครอบครัวเท่านั้น แต่ยังเป็นวัตถุแห่งการสักการะทางศาสนาอีกด้วย

เพื่อติดตามการแพร่กระจายของแมวบ้าน ผู้เขียนของการศึกษาใหม่ได้ตรวจสอบดีเอ็นเอที่นำมาจากกระดูกและฟันของซากแมวโบราณ พวกเขายังศึกษาตัวอย่างจากผิวหนังและขนของแมวอียิปต์ที่ตายเป็นมัมมี่ด้วย (และคุณคิดว่าการล้างกระบะทรายนั้นไม่ดีพอ)

พวกเขาพบว่าแมวสมัยใหม่ทั้งหมดมีบรรพบุรุษในหมู่แมวตะวันออกใกล้และอียิปต์ แม้ว่าการมีส่วนร่วมของทั้งสองกลุ่มนี้ในแหล่งพันธุกรรมของแมวในปัจจุบันอาจเกิดขึ้นในเวลาที่ต่างกัน จากที่นั่น การวิเคราะห์ดีเอ็นเอชี้ให้เห็นว่าแมวบ้านแพร่กระจายไปในช่วงประมาณ 1,300 ปีจนถึงศตวรรษที่ 5 โดยยังคงมีการบันทึกไว้ในบัลแกเรีย ตุรกี และจอร์แดน

ยีนแมวลายที่ 'มีรอยด่าง' กลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นควบคู่ไปกับรูปแบบ 'ปลาทู' ลายในยุคกลางตอนหลัง Ottoni et al., 2017/Nature, พิพิธภัณฑ์ Ashmolean, University of Oxford , ผู้แต่งให้ไว้

ในอีก 800 ปีข้างหน้า แมวบ้านแพร่กระจายไปยังยุโรปเหนือ But it wasn’t until the 18th century that the traditional “mackerel” coat of the wildcat began to change in substantial numbers to the blotched pattern that we see in many modern tabbies. This suggests that, at that time, serious efforts to breed cats for appearance began – perhaps the origin of modern cat shows.

Another interesting finding is that domestic cats from earliest times, when moved around by humans to new parts of the world, promptly mated with local wildcats and spread their genes through the population. And, in the process, they permanently changed the gene pool of cats in the area.

This has particular relevance to today’s efforts to protect the endangered European wildcat, because conservationists often think interbreeding with domestic cats is one of the greatest threats to the species. If this has been happening all over the old world for the past 9,000 or so years, then perhaps it’s time to stop worrying about wildcats breeding with local moggies. This study suggests that none of the existing species of non-domesticated cats is likely to be pure. In fact, cats’ ability to interbreed has helped them conquer the world.


Precious genetic cargo

Adding ancient DNA to the picture of evolution can reveal human populations that have since vanished and continue on only as traces of DNA in distant relatives.

“It gives you access to additional branches of the human tree,” explains study author Mark Lipson, a geneticist at Harvard Medical School in Boston. (Learn how ancient DNA revealed complex migrations of the first Americans.)

For the new study, Prendergast and her colleagues were interested in population shifts that took place in Africa as hunting and gathering gave way to farming and herding, starting some 4,000 years ago. Shum Laka seemed an ideal place to study this transition. While the site lacks direct evidence of farming, its pair of burial grounds bookend this period in time one is around 8,000 years old, the other is roughly 3,000 years old. Soon after the youngest burial, Bantu languages likely started to spread from the region, rippling out to populations south of the Sahara.

To optimize their chance of success, the researchers targeted the DNA stored in the petrous, a super dense bone that encases the inner ear. The toughness of this bone offers extra protection to the delicate twirls of DNA from damaging heat and the region’s acidic soils.

To their delight, they obtained high-quality genetic material from four Shum Laka individuals. They also analyzed the DNA of 63 individuals from modern groups near western Cameroon for comparison.


The domestication of horses was very important in the history of humankind. However, the ancestry of modern horses and the location and timing of their emergence remain unclear. Gaunitz และคณะ generated 42 ancient-horse genomes. Their source samples included the Botai archaeological site in Central Asia, considered to include the earliest domesticated horses. Unexpectedly, Botai horses were the ancestors not of modern domestic horses, but rather of modern Przewalski's horses. Thus, in contrast to current thinking on horse domestication, modern horses may have been domesticated in other, more Western, centers of origin.

The Eneolithic Botai culture of the Central Asian steppes provides the earliest archaeological evidence for horse husbandry,

5500 years ago, but the exact nature of early horse domestication remains controversial. We generated 42 ancient-horse genomes, including 20 from Botai. Compared to 46 published ancient- and modern-horse genomes, our data indicate that Przewalski’s horses are the feral descendants of horses herded at Botai and not truly wild horses. All domestic horses dated from

4000 years ago to present only show

2.7% of Botai-related ancestry. This indicates that a massive genomic turnover underpins the expansion of the horse stock that gave rise to modern domesticates, which coincides with large-scale human population expansions during the Early Bronze Age.

Horses revolutionized human mobility, economy, and warfare (1). They are also associated with the spread of Indo-European languages (2) and new forms of metallurgy (3) and provided the fastest land transport until modern times. Together with the lack of diachronic changes in horse morphology (4) and herd structure (5, 6), the scarce archaeological record hampered the study of early domestication. With their preponderance of horse remains, Eneolithic sites (fifth and fourth millennia BCE) of the Pontic-Caspian steppe (2, 7) and the northern steppe of Kazakhstan (6, 8) have attracted the most attention.

We reconstructed the phylogenetic origins of the Eneolithic horses associated with the Botai culture of northern Kazakhstan, representing the earliest domestic horses (6, 8). This culture was characterized by a sudden shift from mixed hunting and gathering to an extreme focus on horses and larger, more sedentary settlements (5). Horse dung on site (6), as well as evidence for poleaxing and against selective body-part transportation, suggests controlled slaughter at settlements rather than hunting (9). Tools associated with leather thong production, bit-related dental pathologies (7, 10), and equine milk fats within ceramics support pastoral husbandry, involving milking and harnessing (8).

Geological surveys at the Botai culture site of Krasnyi Yar, Kazakhstan, described a polygonal enclosure of

20 m by 15 m with increased phosphorus and sodium concentrations (6), likely corresponding to a horse corral. We revealed a similar enclosure at the eponymous Botai site,

100 km west of Krasnyi Yar (Fig. 1A), that shows close-set post molds, merging to form a palisade trench, and a line of smaller parallel postholes inside (Fig. 1B). Radiocarbon dates on horse bones from these postholes are consistent with the Botai culture (11). The presence of enclosures at Krasnyi Yar and Botai builds on the evidence supporting horse husbandry.

(NS) Archaeological sites. The age (years ago) of the genomes considered is reported to the right of each site name. The number of genomes sequenced per site is reported between parentheses if greater than one. Triangles refer to the ancient genomes characterized here, whereas diamonds indicate those previously published. Blue refers to wild ancient individuals, light and dark green to the first domestic clade (Botai and Borly4), and yellow to individuals of the second domestic clade (DOM2). The Botai culture site of Krasnyi Yar is indicated with an asterisk, although no samples were analyzed from this site. (NS) Magnetic gradient survey and excavation at Botai, with interpretation. The enclosure and its excavated boundary are indicated by red and yellow squares, respectively. Round black circles correspond to pit houses.

We sequenced the genomes of 20 horses from Botai and 22 from across Eurasia and spanning the past

5000 years (table S1). With the published genomes of 18 ancient and 28 modern horses, this provided a comparative panel of 3 wild archaic horses (

42,800 to 5100 years ago), 7 Przewalski’s horses (PH, 6 modern and 1 from the 19th century), and 78 domesticates (25 Eneolithic, including 5 from Borly4, Kazakhstan,

5000 years ago 7 Bronze Age,

4100 to 3000 years ago 18 Iron Age,

2800 to 2200 years ago 1 Parthian and 2 Roman,

2000 to 1600 years ago 3 post-Roman,

1200 to 100 years ago and 22 modern from 18 breeds).

The 42 ancient-horse genomes, belonging to 31 horse stallions and 11 mares, were sequenced to an average depth of coverage of

1.1 to 9.3X (median = 3.0X). Damage patterns indicative of ancient DNA were recovered (figs. S8 and S9). Base-quality rescaling and termini trimming resulted in average error rates of 0.07 to 0.14% per site (tables S13 and S14).

Principal component analysis (PCA) revealed PH and the archaic horses as two independent clusters (Fig. 2A). Within domesticates, all 25 Botai-Borly4 Eneolithic specimens grouped together to the exclusion of all remaining horses.

(NS) PCA of the genome variation present in 88 ancient- and modern-horse genomes. Only the first two principal components (PCA1 and PCA2) are shown. (NS) Phylogenetic relationships. The tree was reconstructed on the basis of pairwise distances calculated with

14.1 million transversion sites. Node supports derive from 100 bootstrap pseudoreplicates. The archaeological site and age (years ago) of ancient specimens are indicated in the first and last fields of the sample name. () Outgroup NS3-statistics showing the pairwise genetic affinities.

Phylogenetic reconstruction confirmed that domestic horses do not form a single monophyletic group as expected if descending from Botai (Fig. 2B). Instead, PH form a highly drifted, monophyletic group, unambiguously nested within Botai-Borly4 horses. All remaining domesticates cluster within a second, highly supported monophyletic group (DOM2). Applying TreeMix (12) to the 60 genomes with minimal 3.0X average depth of coverage confirmed this tree topology (fig. S23).

Outgroup NS3- และ NS-statistics (13) support PH as genetically closer to Botai-Borly4 individuals than any DOM2 member (Fig. 2C and figs. S25 and S26). Finally, ancestry tests (14) confirmed Botai horses as the direct ancestors of Borly4 horses, and the Borly4 as ancestral to the only PH in our data set predating their massive demographic collapse and introgression of modern domestic genes (15).

Outgroup NS3- และ NS-statistics also revealed that Dunaújváros_Duk2 (Duk2), the earliest and most basal specimen within DOM2, was divergent to all other DOM2 members. This is not due to sequencing errors, because the internal branch that splits from Duk2 and leads to the ancestor of all remaining DOM2 horses is long (Fig. 2B). This suggests instead shared ancestry between Duk2 and a divergent ghost population. We thus excluded Duk2 in admixture graph reconstructions (16) to avoid bias due to contributions from unsampled lineages (Fig. 3).

(NS ถึง NS) The six scenarios tested. The scenario in panel (A) received decisive Bayes factor support, as indicated below each corresponding alternative scenario tested. Domestic-Ancient and Domestic-A or -B refer to three phylogenetic clusters identified within DOM2 (excluding Duk2): ancient individuals modern Mongolian, Yakutian (including Tumeski_CGG101397), and Jeju horses and all remaining modern breeds. (NS) Posterior distributions of admixture proportions. NS1 and p2 represent admixture proportions along the dotted branches in the best-supported scenario.

In the absence of admixture, the best admixture graph matched the trees reconstructed above. We also reconstructed admixture graphs for five additional scenarios with one or two admixture event(s), including between PH and domesticates (15). Bayes factors best supported a horse domestication history in which a first lineage gave rise to Botai-Borly4 and PH horses, whereas a second lineage founded DOM2 and provided the source of domestic horses during at least the past

4000 years, with minimal contribution from the Botai-Borly4 lineage [95% confidence interval (CI) = 2.0 to 3.8%].

The limited Botai-Borly4 ancestry among DOM2 members concurs with slightly significant negative NS-statistics in the form of <[(DOM2_ancient,DOM2_modern), Botai-Borly4], donkey>for some DOM2 members, spanning a large geographical (Western Europe, Turkey, Iran, and Central Asia) and temporal range (from

1143 years ago fig. S28). This suggests that sporadic introgression of Botai ancestry into multiple DOM2 herds occurred until 1000 years ago. This gene flow was mediated not only through females, because 15 Botai-Borly4 individuals carried mitochondrial haplotypes characteristic of DOM2 matrilines (figs. S12 and S13), but also through males, given the persistence of Botai-Borly4–related patrilines within DOM2 (figs. S15 to S18).

PH are considered to be the last remaining true wild horses, which have never been domesticated (15). Our results reveal that they represent instead the feral descendants of horses first herded at Botai. It appears that their feralization likely involved multiple biological changes.

Metacarpal measurements in 263 ancient and 112 modern horses indicate that PH have become less robust than their Botai-Borly4 ancestors (Fig. 4A). One Botai individual likely showed limited unpigmented areas and leopard spots, as it was heterozygous for four mutations at the TRPM1 locus associated with leopard spotting and carried the ancestral allele at the PATN1 modifier (17, 18) (Fig. 4B). Individuals homozygous for TRPM1 mutations are generally almost completely unpigmented and develop congenital stationary night blindness (17). First maintained at Botai by human management, the haplotype associated with leopard spotting was likely selected against and lost once returning wild, leading to the characteristic PH Dun dilution coloration (19). Genomic regions with signatures of positive selection along the phylogenetic branch separating Borly4 and PH showed functional enrichment for genes associated, in humans, with cardiomyopathies (NS ≤ 0.0496), melanosis and hyperpigmentation (NS ≤ 0.0468), and skeletal abnormalities (NS ≤ 0.0594) (table S18), suggesting that at least some of the morpho-anatomical changes associated with feralization were adaptive.

(NS) Indices of the robustness of the third metacarpal bone in various horse populations. Bd, breadth at the middle of the diaphysis GL, maximal or greatest length. Kent and Kumkeshu-Kozhai represent populations of Kazakhstan from the Iron Age and Eneolithic (Tersek culture), respectively. (NS) Genotyping information at the TRPM1 locus (chr1, chromosome 1) and the PATN1 modifier (chr3, chromosome 3) for Botai-Borly4 horses. The absence, heterozygosis, and homozygosis of alleles strongly associated with leopard spotting are depicted in white, dark gray, and red, respectively. Crosses indicate insufficient data. The causative long tandem repeat (LTR) insertion at the TRPM1 locus is indicated by the number of reads overlapping both flanks of the insertion site. () Individual-based genetic loads. The purple circle shows the PH specimen from the 19th century.

Additionally, significantly negative NS-statistics in the form of <[(DOM2,PH), archaic], donkey>previously suggested that the extinct, archaic lineage formed by

5100- to 42,700-year-old horses from Taymyr and Yakutia contributed to the genetic ancestry of modern domesticates (20, 21). Although we could confirm such NS-statistics (fig. S29), almost all other NS-statistics in the form of <[(DOM2,Botai-Borly4), archaic], donkey>were not different from zero (fig. S30). This indicates selection against the archaic ancestry between

118 years ago (the time interval separating the youngest Borly4 individual and the earliest PH sequenced). Alternatively, the PH lineage admixed with a divergent population of horses, both unrelated to the archaic lineage and the ghost population that contributed ancestry to Duk2, because NS-statistics revealed Duk2 as closer to Borly4 than to PH (fig. S31).

Lastly, although the genetic load of PH and Botai-Borly4 genomes was equivalent until

118 years ago, it drastically increased in modern animals (Fig. 4C). This accumulation of deleterious variants was thus not associated with PH feralization but with the recent introgression of deleterious variants from modern domesticates and demographic collapse, which hampered purifying selection.

That none of the domesticates sampled in the past

4000 years descend from the horses first herded at Botai entails another major implication. It suggests that during the third millennium BCE, at the latest, another unrelated group of horses became the source of all domestic populations that expanded thereafter. This is compatible with two scenarios. First, Botai-type horses experienced massive introgression capture (22) from a population of wild horses until the Botai ancestry was almost completely replaced. Alternatively, horses were successfully domesticated in a second domestication center and incorporated minute amounts of Botai ancestry during their expansion. We cannot identify the locus of this hypothetical center because of a temporal gap in our data set throughout the third millennium BCE. However, that the earliest DOM2 member was excavated in Hungary adds Eastern Europe to other candidates already suggested, including the Pontic-Caspian steppe (2), Eastern Anatolia (23), Iberia (24), Western Iran, and the Levant (25). Notwithstanding the process underlying the genomic turnover observed, the clustering of

4023- to 3574-year-old specimens from Russia, Romania, and Georgia within DOM2 suggests that this clade already expanded throughout the steppes and Europe at the transition between the third and second millennia BCE, in line with the demographic expansion at

4500 years ago recovered in mitochondrial Bayesian Skylines (fig. S14).

This study shows that the horses exploited by the Botai people later became the feral PH. Early domestication most likely followed the “prey pathway,” whereby a hunting relationship was intensified until reaching concern for future progeny through husbandry, exploitation of milk, and harnessing (7). Other horses, however, were the main source of domestic stock over the past

4000 years or more. Ancient human genomics (26) has revealed considerable human migrations

5000 years ago involving Yamnaya culture pastoralists of the Pontic-Caspian steppe. This expansion might be associated with the genomic turnover identified in horses, especially if Botai horses were better suited to localized pastoral activity than to long distance travel and warfare. Future work must focus on identifying the main source of the domestic horse stock and investigating how the multiple human cultures managed the available genetic variation to forge the many horse types known in history.