האסייתים הקדומים ביצעו את מסע הנדידה הארוך ביותר בתולדות האדם – ועיצבו את הנוף הגנטי באמריקה

מחקר גנומי בינלאומי בראשות מדענים מאוניברסיטת נניאנג הטכנולוגית בסינגפור (NTU סינגפור) במרכז הסינגפורי להנדסת מדעי החיים הסביבתיים (SCELSE) ובבית הספר האסייתי לסביבה (ASE) הראה כי האסייתים הקדומים ביצעו את הנדידה הפרהיסטורית הארוכה ביותר של האנושות.

בני האדם הפרהיסטוריים הללו, ששוטטו על פני כדור הארץ לפני למעלה ממאה אלף שנה, צעדו יותר מ-20,000 קילומטרים ברגל מצפון אסיה ועד לקצה הדרומי ביותר של דרום אמריקה.

מסע זה היה אמור לקחת דורות רבים של בני אדם, אלפי שנים. בעבר, גם מסות יבשתיות היו שונות, כאשר קרח גישר על חלקים מסוימים שאפשר את המסלול.

המחקר, שנתמך על ידי קונסורציום GenomeAsia100K [1], פורסם השבוע בכתב העת Science , ו מנתח נתוני רצף DNA מ-1,537 אנשים המייצגים 139 קבוצות אתניות מגוונות.

במחקר השתתפו 48 מחברים מ-22 מוסדות ברחבי אסיה, אירופה ואמריקה.

החוקרים עקבו אחר מסע נדידה עתיק שהחל באפריקה, המשיך דרך צפון אסיה והסתיים בארץ האש בארגנטינה של ימינו, הנחשבת לגבול הסופי של הנדידה האנושית על פני כדור הארץ.

באמצעות השוואת דפוסים של אבות קדמונים משותפים ושונות גנטית המצטברת לאורך זמן, הצוות הצליח לעקוב אחר האופן שבו קבוצות התפצלו, עברו והסתגלו לסביבות חדשות. דפוסים אלה אפשרו לצוות לשחזר נתיבי נדידה עתיקים ולהעריך מתי אוכלוסיות שונות התפצלו.

המסלולים ששוחזרו סיפקו תמונה מפורטת של האופן שבו בני האדם המוקדמים הגיעו לקצה הרחוק של אמריקה, והממצאים הצביעו על כך שקבוצה חלוצה זו התגברה על אתגרים סביבתיים קיצוניים כדי להשלים את מסעה על פני אלפי שנים.

תובנה מרכזית הייתה שמהגרים מוקדמים אלה הגיעו מאמריקה הצפונית לקצה הצפון-מערבי של דרום אמריקה, שם פנמה של ימינו פוגשת את קולומביה, לפני כ-14,000 שנה.

מנקודת כניסה קריטית זו, האוכלוסייה התפצלה לארבע קבוצות עיקריות: אחת נותרה באגן האמזונס, בעוד האחרות עברו מזרחה לאזור הצ'אקו היבש ודרומה לשדות הקרח של פטגוניה, כשהן ניווטות בעמקי הרי האנדים, רכס ההרים הגבוה ביותר מחוץ לאסיה.

על ידי ניתוח הפרופילים הגנטיים של אוכלוסיות ילידיות באירואסיה ובדרום אמריקה, חוקרים מפרויקט GenomeAsia100K מיפו, לראשונה, את המגוון הגנטי הגדול באופן בלתי צפוי של אסיה.

הבנת הגירה וחוסן גנטי

המחקר שופך אור גם על ההשלכות האבולוציוניות של נדידה כה נרחבת.

לדברי פרופסור קים היי לים מבית הספר האסייתי לאיכות הסביבה של NTU, ממחברי המאמר המסע המפרך במשך אלפי שנים צמצם את הגיוון הגנטי של אוכלוסיית המהגרים.

"אותם מהגרים נשאו רק תת-קבוצה של מאגר הגנים באוכלוסיות אבותיהם לאורך מסעם הארוך. לפיכך, הגיוון הגנטי המופחת גרם גם למגוון מופחת בגנים הקשורים למערכת החיסון, דבר שיכול להגביל את גמישותה של אוכלוסייה להילחם במחלות זיהומיות שונות".

"זה יכול להסביר מדוע קהילות ילידים מסוימות היו רגישות יותר למחלות או מחלות שהובאו על ידי מהגרים מאוחרים יותר, כמו מתיישבים אירופאים. הבנת האופן שבו הדינמיקה של העבר עיצבה את המבנה הגנטי של האוכלוסייה הנוכחית יכולה להניב תובנות עמוקות יותר לגבי החוסן הגנטי האנושי."

ד"ר אלנה גוסארבה, עמיתת מחקר בכירה ב-SCELSE, אמרה כי קבוצות מוקדמות אלו התיישבו בנישות אקולוגיות חדשות, ובמשך מאות דורות, גופן ואורח חייהן התפתחו בתגובה לאתגרים הייחודיים של כל אזור.

"הממצאים שלנו מדגישים את יכולת ההסתגלות יוצאת הדופן של קבוצות ילידיות מוקדמות ומגוונות שהתיישבו בהצלחה בסביבות שונות מאוד. באמצעות טכנולוגיית ריצוף גנום שלם ברזולוציה גבוהה ב-SCELSE, אנו יכולים כעת לחשוף את ההיסטוריה העמוקה של ההגירה האנושית ואת העקבות הגנטיים שהותירו אחריהם המתיישבים הראשונים."

חשיבות הייצוג האסייתי במחקרים גנטיים

פרופסור סטפן שוסטר מאוניברסיטת NTU, המחבר הבכיר של המחקר והמנהל המדעי של קונסורציום GenomeAsia100K, אמר: "המחקר שלנו מראה כי מגוון גדול יותר של גנומים אנושיים נמצא באוכלוסיות אסייתיות, ולא באוכלוסיות אירופאיות, כפי שהונח זה מכבר עקב הטיה בדגימה בפרויקטים רחבי היקף של ריצוף גנום."

"זה מעצב מחדש את הבנתנו לגבי תנועות אוכלוסין היסטוריות ומניח בסיס חזק יותר למחקר עתידי על האבולוציה האנושית. התובנות החדשות שלנו מדגישות את החשיבות של הגדלת הייצוג של אוכלוסיות אסייתיות במחקרים גנטיים, במיוחד לאור העובדה שגנומיקה ממלאת תפקיד קריטי ברפואה מותאמת אישית, בריאות הציבור ובהבנת האבולוציה האנושית", הוסיף פרופ' שוסטר, שהוא יו"ר נשיא לגנומיקה בבית הספר למדעי הביולוגיה של NTU, וסגן מנהל המרכז ב-SCELSE.

על ידי מעקב אחר השפעת ההגירה והבידוד על מאפיינים גנטיים, המחקר מציע תובנות לגבי האופן שבו אוכלוסיות שונות מגיבות למחלות וכיצד התפתחה מערכת החיסון שלהן.

הממצאים גם עוזרים למדענים להבין טוב יותר את המבנה הגנטי של אוכלוסיות ילידים אמריקנים ולעזור לקובעי מדיניות להגן ולשמר טוב יותר את הקהילות הילידיות.

המחקר גם מדגים כיצד כלים גנומיים מתקדמים ושיתוף פעולה עולמי יכולים להעמיק את הבנתה של האנושות את האבולוציה האנושית ולהשפיע על פריצות דרך רפואיות ומדעיות עתידיות.

GenomeAsia100K  הוא קונסורציום ללא מטרות רווח המתמקד בריצוף וניתוח של 100,000 גנומים אסייתיים כדי לקדם התקדמות רפואית ספציפית לאוכלוסייה ורפואה מדויקת.