Človeška evolucija je bila včasih prikazana kot ravna črta, ki je postopoma napredovala od prednika, podobnega opicam, do sodobnega Homo sapiensa. Toda zahvaljujoč zaporedju naslednje generacije - kot tudi odkritju genskega materiala izumrlih podvrst zgodnjih ljudi - so ugotovitve v zadnjih letih pokazale, da ni bilo tako urejeno. Človeško družinsko drevo je polno zavojev in vej, ki so pomagale oblikovati to, kar smo danes. Zdaj študija, objavljena v reviji Cell, poroča o novih podrobnostih o vlogi virusov pri oblikovanju evolucije, zlasti o virusnih interakcijah med sodobnimi ljudmi in neandertalci.
"Ni si težko predstavljati, da so se sodobni ljudje, ko so se srečali z neandertalci, okužili s patogeni, ki so prišli iz njihovega okolja," pravi prvi avtor David Enard (@DavidEnard), docent za ekologijo in evolucijsko biologijo na Univerzi v Arizoni. "S križanjem med seboj so prenesli tudi genetske prilagoditve, da so se spopadli z nekaterimi od teh patogenov."
Trenutno razmišljamo, da so se sodobni ljudje začeli seliti iz Afrike v Evrazijo pred približno 70.000 leti. Ko so prispeli, so se srečali z neandertalci, ki so se skupaj s svojimi predniki že sto tisoč let prilagajali temu geografskemu območju. Evrazijsko okolje je oblikovalo razvoj neandertalcev, vključno z razvojem prilagajanja na viruse in druge patogene, ki so bili tam prisotni, vendar ne v Afriki.
Študija Cell ponuja nove podrobnosti o vlogi prilagodljive introgresije ali hibridizacije med vrstami v evoluciji človeka."Nekateri neandertalci so imeli prilagodljive mutacije, ki so jim dale prednost pred temi patogeni, in nekatere od teh mutacij so lahko prenesli na sodobne ljudi," pojasnjuje Enard, ki je delo zaključil, ko je bil podoktorski raziskovalec na univerzi Stanford. "To se imenuje pozitivna naravna selekcija - daje prednost določenim posameznikom, ki nosijo te ugodne mutacije."
Enard in Dmitri Petrov (@PetrovADmitri), profesorja biologije Michelle in Kevin Douglas na Univerzi Stanford in višji avtor nove študije, uporabljata bioinformatična orodja za preučevanje globalnih vzorcev evolucije v več deset tisoč letih. Njihove prejšnje raziskave so se osredotočile na to, kako virusi vplivajo na evolucijo ljudi. Leta 2016 so poročali, da je približno ena tretjina prilagoditev beljakovin, odkar so se ljudje ločili od drugih velikih opic, posledica odziva na nalezljive viruse. Novo delo, ki je temeljilo na teh ugotovitvah, je preučilo, katera od teh prilagoditev je morda prišla od neandertalcev.
V trenutni študiji so raziskovalci označili na tisoče genov v človeškem genomu, za katere je znano, da medsebojno delujejo s patogeni - več kot 4000 od 25000 skupnih genov. "Osredotočili smo se na te gene, ker je za tiste, ki sodelujejo z virusi, veliko večja verjetnost, da so bili vključeni v prilagajanje proti nalezljivim boleznim v primerjavi z geni, ki nimajo nobene zveze z virusi," pravi Enard.
Nato so pogledali, ali je v teh 4000 genih prišlo do obogatitve odsekov neandertalske DNK. Prejšnje študije drugih skupin so pokazale, da je neandertalska DNK prisotna pri ljudeh. Te sekvence so javno dostopne raziskovalcem na terenu. Na podlagi analize sta Enard in Petrov našla trdne dokaze, da so si adaptivni geni, ki zagotavljajo odpornost proti virusom, delili neandertalce in sodobne ljudi.
"Veliko neandertalskih sekvenc je bilo izgubljenih pri sodobnih ljudeh, vendar so nekatere ostale in se zdi, da so se v času stika hitro povečale na visoke frekvence, kar kaže na njihove selektivne koristi v tistem času," pravi Petrov."Naša raziskava želi razumeti, zakaj je bilo tako. Verjamemo, da je bila odpornost na specifične viruse RNA, ki jih zagotavljajo te neandertalske sekvence, verjetno velik del razloga za njihove selektivne koristi."
"Ena od stvari, o katerih so se populacijski genetiki spraševali, je, zakaj smo ohranili te dele neandertalske DNK v lastnih genomih," dodaja Enard. "Ta študija kaže, da je bila ena od vlog teh genov zagotoviti nekaj zaščite pred patogeni, ko smo se preselili v nova okolja."
Poleg razkrivanja novih podrobnosti o človeški evoluciji, ugotavlja Enard, je še ena prednost te vrste raziskav, da bo raziskovalcem pomagala odkriti nove namige o starodavnih izbruhih bolezni. To bi lahko zagotovilo boljše načine za spremljanje in zdravljenje prihodnjih epidemij. "RNA je zelo krhka in se hitro razgradi, zato je težko izvedeti veliko o starodavnih boleznih, ki so jih povzročali virusi na osnovi RNA," pravi."Na te genetske prilagoditve lahko pomislite, kot so odtisi stopal davno izumrlih dinozavrov, ohranjeni v fosiliziranem blatu. Tudi brez dostopa do samih virusov se bodo znanstveniki, ki preučujejo prazgodovinske epidemije, lahko naučili o patogenih, ki so jih pognali."
