עקבות של די-אן-אי דניסובי שהיו קבורים זמן רב צצים מחדש בגנומים של בני אדם מודרניים — וייתכן שהם עדיין פועלים לטובתנו גם היום
עקבות של די-אן-אי דניסובי שהיו קבורים זמן רב צצים מחדש בגנומים של בני אדם מודרניים — וייתכן שהם עדיין פועלים לטובתנו גם היום.
הדניסובים היו קבוצה אנושית קדומה שנכחדה, קרובת משפחה של הניאנדרטלים ושל בני האדם המודרניים, שחיה בעיקר באסיה בתקופה שבין כ־300 אלף לכ־30 אלף שנה לפני זמננו. אנחנו מכירים אותם בעיקר ממספר קטן מאוד של מאובנים – בעיקר ממערת דניסובה בסיביר – אבל החשיבות הגדולה שלהם נובעת מהדי־אן־אי הקדום שהופק מחלק מהשרידים. ההשוואות הגנטיות הראו שבני אדם מודרניים שנדדו באסיה ואוקיאניה נפגשו עם דניסובים והתרבו איתם, ולכן עד היום נושאים חלק מהאוכלוסיות אחוז קטן של די־אן־אי שמקורו דניסובי. בכמה מקרים נראה שהגנים הללו העניקו יתרון הסתגלותי, למשל בהתמודדות עם תנאי סביבה קיצוניים או עם פתוגנים חדשים, ולכן הם נשמרו והתפשטו באוכלוסיות מסוימות לאורך הדורות.
מדענים גילו וריאנט גנטי שעבר אלינו מקרובי משפחה אנושיים שנכחדו, ושכנראה עזר לאבותינו לשרוד בזמן שהתפשטו לתוך יבשת אמריקה.
הכלאה קדומה סיפקה לבני אדם “כלים” גנטיים מועילים
מחקר חדש מציע שמפגשים בין בני אדם מודרניים קדומים לבין קבוצות אנושיות ארכאיות אחרות סיפקו תכונות גנטיות שעזרו למין שלנו להסתגל לסביבות לא מוכרות, בזמן שאנשים נדדו ברחבי העולם.
המחקר, שפורסם בכתב העתScience , מתמקד בגן בשםMUC19 . הגן הזה מסייע לייצר חלבונים שמעורבים ברוק ובשכבות הריריות המגינות על מערכת העיכול ועל מערכת הנשימה. הצוות מצא שגרסה של הגן הזה, שהגיעה מהדניסובים — קבוצה אנושית ארכאית מוכרת-פחות — מופיעה אצל אנשים רבים באמריקה הלטינית שיש להם מוצא ילידי-אמריקני. אותו וריאנט זוהה גם בדי-אן-אי שהופק מאנשים שחיו בעבר באתרי חפירות ברחבי צפון ודרום אמריקה.
העדויות מצביעות על כך שהווריאנט הזה נעשה נפוץ משום שסיפק יתרון הישרדותי משמעותי. המדענים עדיין אינם יודעים מה היה היתרון המדויק. עם זאת, מאחר שתפקידו של הגן קשור לתהליכים של מערכת החיסון, עולה אפשרות שהוא סייע לאוכלוסיות הראשונות להתמודד עם פתוגנים לא מוכרים כאשר נכנסו ליבשת אמריקה.
“מנקודת מבט אבולוציונית, הממצא הזה מראה כיצד הכלאה קדומה יכולה להשאיר השפעות שאנו עדיין רואים היום,” אמרה מחברת המאמר אמיליה הוארטה-סאנצ’ס (Emilia Huerta-Sánchez), פרופסורית לאקולוגיה, אבולוציה וביולוגיה של אורגניזמים באוניברסיטת בראון. “ומנקודת מבט ביולוגית, אנחנו מזהים גן שנראה מסתגל, אבל התפקיד שלו עדיין לא אופיין. אנחנו מקווים שזה יוביל למחקר נוסף על מה שהגן הזה באמת עושה.”
הוארטה-סאנצ’ס ביצעה את המחקר יחד עם פרננדו ויאנאה(Fernando Villanea) , פוסט-דוקטורנט לשעבר בבראון שכיום עובד באוניברסיטת קולורדו בבולדר; עם דייוויד פיד (David Peede ), סטודנט לתואר מתקדם בבראון; ועם עמיתים נוספים ממספר מוסדות בין-לאומיים.
מה אנחנו יודעים על הדניסובים?
המידע שיש למדענים על הדניסובים מוגבל. הם חיו באזורים שונים באסיה לפני כ-300 אלף עד 30 אלף שנה. המאובנים הקיימים כוללים אוסף קטן של שרידים ממערת דניסובה בסיביר, שתי עצמות לסת מטיבט ומטייוואן, וגולגולת כמעט שלמה שזוהתה לאחרונה בסין.
אחד המאובנים הסיביריים הכיל די-אן-אי קדום. זה איפשר לחוקרים להתחקות אחר מאפיינים גנטיים משותפים בין דניסובים לבין בני אדם מודרניים. עבודות קודמות של הוארטה-סאנצ’ס הראו שאנשים בטיבט, כולל בני שבט השרפה הידועים כמי שמסייעים למטפסי הרים לטפס על האוורסט, נושאים גרסה שמקורה בדניסובים של הגןEPAS1 , שמסייעת להסתגלות לסביבות בגובה רב.
הווריאנט הדניסובי של הגן MUC19 באוכלוסיות קדומות ומודרניות
במחקר החדש החוקרים השוו רצפים גנומיים של דניסובים לנתונים מפרויקט 1,000 הגנומים, שמתעד את המגוון הגנטי האנושי בעולם. הניתוח הראה שהווריאנט הדניסובי של הגן MUC19 מופיע בשיעורים גבוהים במיוחד בקרב אנשים באמריקה הלטינית שלהם מוצא ילידי-אמריקני.
הצוות בדק גם די-אן-אי של 23 אנשים קדומים שנדגמו מאתרי חפירות באלסקה, קליפורניה, מקסיקו ומקומות נוספים ברחבי אמריקה. הווריאנט שמקורו בדניסובים של MUC19 היה נפוץ גם בדגימות הקדומות הללו.
מספר גישות סטטיסטיות הראו שהגרסה הזאת של הגן הפכה דומיננטית הן בקרב ילידים קדומים והן אצל צאצאיהם בני זמננו בגלל ברירה טבעית חזקה. הגן נמצא גם בתוך מקטע ארוך במיוחד של די-אן-אי ארכאי — סימן נוסף לכך שלברירה הטבעית היה תפקיד מרכזי. החוקרים הסיקו שהגן עבר ככל הנראה מדניסובים לניאנדרטלים דרך תהליכי חדירה גנטית (introgression) , ובהמשך ניאנדרטלים העבירו אותו לבני אדם מודרניים קדומים.
כיצד הכלאה הרחיבה את המגוון הגנטי האנושי?
הוארטה-סאנצ’ס ציינה שהממצאים מדגישים כיצד הכלאה בין קבוצות אנושיות שונות סיפקה וריאציות גנטיות שימושיות שעיצבו את המסלול האבולוציוני שלנו.
“בדרך כלל, חידוש גנטי נוצר בתהליך איטי מאוד,” אמרה הוארטה-סאנצ’ס. “אבל אירועי הכלאה כאלה היו דרך פתאומית להכניס הרבה מאוד וריאציות חדשות.”
הזרימה הזאת של וריאציות חדשות יכלו להיות חשובות במיוחד כאשר בני אדם מודרניים קדומים נכנסו ליבשת אמריקה, ואולי שיפרו תגובות חיסוניות בסביבות לא מוכרות.
“ברור שמשהו בגן הזה היה שימושי לאוכלוסיות האלה, ואולי הוא עדיין שימושי — או יהיה שימושי בעתיד,” אמרה הוארטה-סאנצ’ס.
היא מקווה שההכרה הגוברת בחשיבותו של MUC19 תעודד מחקר נוסף, כדי להבין כיצד הווריאנטים הגנטיים שמשנים חלבונים פועלים, והאם הם חושפים מנגנונים ביולוגיים חדשים.
עוד בנושא באתר הידען:
