История эволюции человека переписывается с помощью новых данных и большей вычислительной мощностиИстория эволюции человека переписывается с помощью новых данных и большей вычислительной мощности
Люди появились не в одном регионе Африки, как показало исследование, основанное на результатах моделирования. Скорее, наши предки перемещались и перемешивались на протяжении тысячелетий.
Широко распространенная идея о том, что современные люди произошли из одного региона Африки, ставится под сомнение. Модели, использующие огромное количество геномных данных, позволяют предположить, что люди произошли от нескольких предковых популяций по всему континенту. Все эти древние популяции, жившие более миллиона лет назад, были одним и тем же видом человекообразных, но генетически немного отличались друг от друга.
Модели, подтверждающие эту теорию, основаны на новом программном обеспечении и данных геномного секвенирования современных африканских и евразийских популяций, а также останков неандертальцев. Исследователи опубликовали результаты 17 мая в журнале Nature. Авторы исследования приводят дополнительные доказательства в пользу идеи о том, что "в Африке нет единого места рождения, и что эволюция человека - это процесс с очень глубокими африканскими корнями", - говорит Элеонора Скерри, эволюционный археолог из Института геоантропологии Макса Планка в Йене, Германия.
Теория единого происхождения была популярна на протяжении десятилетий, отчасти на основе данных об окаменелостях. Но эта теория плохо согласуется с данными, утверждает Скерри. Все орудия труда и физические черты, приписываемые Homo sapiens, появились по всей Африке примерно в одно и то же время - от 300 000 до 100 000 лет назад. Если бы люди распространились из одного места, археологи ожидали бы увидеть более поздние окаменелости дальше от центральной точки, а более древние - ближе к ней.
Древние виды человекообразных, или "предковые виды", имели локализованные популяции, которые, как считается, скрещивались друг с другом на протяжении тысячелетий, обмениваясь любыми генетическими различиями, которые у них возникали. Они также перемещались по Африке с течением времени. "Наши корни лежат в очень разнообразной общей популяции, состоящей из разрозненных местных популяций", - говорит Скерри. Переплетение этих ветвей, разделенных лишь слабыми генетическими различиями, породило концепцию человеческой эволюции, которую исследователи назвали "слабо структурированным стеблем" - больше похожим на спутанную лозу, чем на "древо жизни".
Хотя идея множественных точек происхождения не нова, объяснение слабо структурированного стебля является новым. По словам соавтора Бренны Хенн, генетика человека из Калифорнийского университета, в других моделях, изучающих множественное происхождение, не использовалось столько параметров, как в данном исследовании.
Исследователи использовали программное обеспечение, разработанное соавтором Саймоном Гравелом из Университета Макгилла в Монреале (Канада), которое позволяет координировать большие вычислительные мощности, необходимые для расширенного моделирования. В предыдущей работе не хватало генетических данных, поскольку она была сосредоточена в основном на Западной Африке, что означает, что не все огромное генетическое разнообразие континента было учтено. Это создавало неполную картину того, как предки современных людей могли смешиваться и перемещаться по ландшафту, и заставляло ученых делать предположения, чтобы заполнить пробелы в знаниях.
В это исследование были включены данные геномного секвенирования существующих восточных и западных африканских популяций и народа нама на юге Африки. Такое распространение геномных данных помогло исследователям понять и проследить историческое перемещение генов между поколениями. "Мы действительно хотели поработать и очень систематически оценить модели более творчески", - говорит Хенн. "Это новая конкретная модель эволюции человека".
В моделях использовались такие переменные, как миграция и слияние популяций, чтобы предсказать поток генов в течение тысяч лет. Затем эти прогнозы сравнивались с генетическими вариациями, наблюдаемыми сегодня, чтобы определить, какие модели лучше всего соответствуют данным.
Одно из ранее предложенных объяснений сегодняшнего разнообразия человечества заключается в том, что H. sapiens смешался с другими архаичными видами людей, которые разветвились и стали изолированными. Но Хенн и ее коллеги обнаружили, что слабоструктурированная модель стебля лучше подходит к данным, давая более четкое объяснение вариативности, наблюдаемой у современных людей.
В конечном счете, вопросы о происхождении человека все еще остаются. Хенн хочет добавить в модели больше ДНК из других регионов Африки, чтобы посмотреть, изменит ли это результаты. Она также надеется использовать полученные данные для прогнозирования того какие особенности могут быть обнаружены в человеческих окаменелостях из определенного региона.
