今日の人間はモザイクであり、私たちのゲノムは祖先が織りなす豊富なタペストリーです。化石が発見されるたびに、DNA 分析が行われるたびに、物語はより複雑になります。 、他の密接に関連しているが長い間絶滅した系統からの遺伝子断片を抱えています。現代の人間は、移動と分散、分離と再会の広大な歴史の産物です。この歴史は、ほんの 10 年前には想像もできなかったほどの多様性、移動、混合を特徴としています。
しかし、ネアンデルタール人が現代のヨーロッパ人の祖先と交配した、または最近発見されたデニソワ人が古い謎のグループと交配した、またはそれらすべてが互いに交配したと言うのは1つのことです.これらのカップリングがいつどこで発生したかについて具体的な詳細を提供することは別のことです.ケンブリッジ大学の進化遺伝学者である Aylwyn Scally は、次のように述べています。 「しかし、特定の単一の出来事を突き止めて、ええ、それが起こったことを本当に確信していると言うことは非常に困難です — 私たちが古代の DNA を持っていない限り.」
したがって、ピン留めされるイベントは比較的最近の傾向があり、60,000 年前のアフリカからの現生人類の移動から始まり、途中で出会ったホミニンの親戚 (ネアンデルタール人やデニソワ人など) と交流しました。それ以前の移動中、またはアフリカ内で以前に発生したイベント中に交配したという証拠はとらえどころのないものでした.
今、それが変わり始めています。プリンストン大学のルイス・シグラー統合ゲノミクス研究所のゲノミクス教授であるジョシュア・エイキーは、計算能力が向上したこともあり、「方法開発の次の波が見え始めています」と述べています。 「これにより、データから新しい推論を開始できるようになりました…前世代の方法では成し得なかったことです。」
科学者が時間をさかのぼって前例のないほど詳細に進化の関係を明らかにするにつれて、彼らの発見は人類の歴史の物語を複雑にし、以前は欠けていたいくつかの章をあいまいさから救い出しています.現生人類がアフリカを去る前に、古代人類からの遺伝子流動が現代の人類集団に予期せぬ影響を与えたという手がかりが浮かび上がってきている。一部の研究者は、通常の科学的焦点とは完全に逆転して、現生人類が他の系統にもたらした可能性のある遺伝的貢献を特定しています.これらの多くの影響は混乱し、絡み合っていますが、それらのすべてが、私たちが今知っているように人類を形作っています.
古い人間、新しいトリック
研究者が最初にネアンデルタール人の骨から DNA を回収したとき、それを理解するための利用可能な技術は強力でしたが、比較的単純でした。科学者は、古代と現代の配列を比較し、共有部位と変異を集計し、大量の統計分析を実施しました。 2010 年に彼らが発見したのは、5 万年から 6 万年前に始まったユーラシア大陸全体で起こった異種交配の結果、ネアンデルタール人の DNA が今日の非アフリカ系の人々のゲノムの約 2% を占めていることです。また、デニソワ人の DNA がパプア ニューギニアとオーストラリアの人々のゲノムの約 3% を占めていることも発見しました。
ウィスコンシン大学マディソン校の古人類学者であるジョン・ホークス氏は、「しかし、そのような非常に単純なアプローチは、失われた個体群がどのように相互作用したかの複雑さを整理するのにはあまり適していません」と述べています。また、研究者が交配がどのように展開したかについて特定の仮説を検証することもできません。
集団遺伝学者は、DNA データをさかのぼって数十万年前の共通の祖先を特定し、過去数万年前からの遺伝子流動の最近の出来事を検出することができました。しかし、「最近ではないほど古いが、古くはないほど若い」出来事から、これらの期間の間に発生した識別可能な交配は、「実際には余分なトリックが必要です」とホークスは言いました。それは、最近の出来事が古い出来事の足跡を汚してしまうからです。これらの古い出来事から取り残された DNA 配列は、非常に断片化および変異しているため、認識が困難であり、日付と場所をラベル付けすることはさらに困難です.
ニューヨークにあるコールド スプリング ハーバー研究所の量的生物学者であるアダム シーペルと彼の同僚たちは、このような物語のギャップに注目することにしました。彼らは、現生人類からネアンデルタール人への遺伝子の流れの兆候を探すことに特に関心を持っていました。その遺伝情報の流れは、逆の場合よりも研究が困難です。なぜなら、それが起こったのはずっと昔のことだけではありません。また、参照すべきゲノムが少ないためです。ネアンデルタール人のゲノムがそのまま残っているか、デニソワ人から回収された単一のゲノムが残っています。この課題により、再び新しい方法の必要性が生じました。
そのような新しい技術の 1 つを使用して、最初は 2016 年に、次に今年の夏の初めに投稿されたプレプリントで、シーペルと彼のチームは、ネアンデルタール人の DNA の約 3%、おそらく 6% が、ネアンデルタール人と交配した現生人類に由来することを発見しました。 20万年以上前。世界中で現生人類を生み出した同じグループは、ネアンデルタール人が後にネアンデルタール人に与えるよりも (少なくとも少し) 多くの DNA をネアンデルタール人に提供しました。 「あなたはネアンデルタール人を見ているだけだと思いますが、実際にはネアンデルタール人と現生人類の混合物を見ているのです。」
「それはクールだ」とホークスは言った。このような高レベルの遺伝子混合は、「道路を走っている車の 6% が赤であると言っているようなものですが、どういうわけか、赤い車にまったく気付かなかったのです。それに気がつくべきだ。」それでも、一般的に使用されている方法はそうではありませんでした。ホークス氏にとって、この省略は、たとえ正確に定量化できなくても、まだ発見されていない共有された遺伝物質がもっとたくさんあるかもしれないことを示唆しています。より高度な技術がそれを変えるかもしれません.
単発以上
この発見はまた、数十万年以上前にさかのぼる、アフリカからの現生人類の複数回の移動があったというすでに説得力のある一連の証拠に追加されます。現生人類は、ネアンデルタール人とデニソワ人が去った後にアフリカで進化し、60,000 年前に有名なアフリカ外のディアスポラまで大陸に留まったと考えられていました。しかし最近、化石の証拠はそうではないことを示しています:昨年報告されたイスラエルの人間の顎骨は 180,000 年前のものであり、ギリシャの頭蓋骨の破片はさらに古いものであり、以前の人間の移動を示しています.
実際、考古学者は、その頭蓋骨の破片で、シーペルと彼のチームがゲノム研究で推測した、遠い昔の出エジプトの可能性のあるメンバーに出くわした可能性があります。 1970年代にギリシャで発見された際、ネアンデルタール人に分類されていたこの化石は、テュービンゲン大学の古人類学者カテリーナ・ハルバティとその同僚によって先月分析された.構造的には、現代の人間の頭蓋骨のように見えましたが、約 210,000 年前のものと推定されていました。 (現代の頭骨との構造的類似性は、ギリシャの化石の再構築モデルに現れるため、結論は議論の余地があり、遺伝子研究で確認するために DNA が回収されるまでは、おそらく議論が続くでしょう.)
現在、DNA の証拠は、この修正された移住物語を裏付けているようです。振り返ってみると、「人類の人口と進化は 20 万年前と同じように乱雑で、細分化され構造化されていたと言うのは非常に自然なことのように思えます。今日と同じです。」
「私たちが知っているような人間の進化を引き起こした…特別な進化的イベントまたは遺伝的イベントがこれまでにあったと主張するのは難しい」と彼は付け加えた.人間は何十万年もの間、さまざまな集団が混ざり合いながら進化を続けてきました。 (実際、Scally は、私たちの種はもともとアフリカの単一の個体群から進化したのではなく、大陸全体に広がる相互に関連した多数の個体群から進化したと考えています。)
「これは、『ああ、これは奇妙な 1 回限りのものではない』ということです」とホークス氏は言います。 「それは継続的な相互作用です。」
興味深いのは、現生人類の子孫をヨーロッパとアジアに残したと思われる移住は、6万年前の移住だけだったということです。以前に移動したグループは、明らかにすべて消滅するか、ネアンデルタール人または他の古代集団に吸収されました。 「以前の出来事があったとしたら、今日の私たちの中に祖先や無視できるほどの祖先を本質的に残さなかった.」
これは、「このネアンデルタール人の遺産は、それらの人々が持っていた唯一の子孫である可能性がある」ことを意味する可能性があると彼は言いました.さらに、その後の移動中にネアンデルタール人が現生人類と交配したとき、おそらくその DNA の一部が現生人類のゲノムに再び混合され、ホモ サピエンスの古い信号が埋め込まれました。 今日生きている個人の遺伝物質への歴史。
Siepel の分析によると、そのようなネストされた混合は、まさにデニソワ人で起こったことのようです。チームがデニソワ人のゲノムを調べたところ、さらに初期のヒト族の DNA 断片が発見されました。これは、独自のゲノムが発見されておらず、配列決定もされていない集団の痕跡です。 ホモ・エレクトスだったかもしれない 約100万年前に現生人類の祖先から分裂し、ユーラシア大陸に広がった。この正体不明のグループからの寄与は、デニソワ人のゲノムの約 1% しか構成されていなかったため、「私たちの検出力の限界に達していた」と Siepel 氏は述べています。その後の異種交配の過程で、その 1% のごく一部が、東南アジア、パプア ニューギニア、および東アジアの一部の現生人類に受け継がれました。 「私たちの分析が正しければ、現生人類に存在する非常に多様な DNA シーケンスの小さなセットは、2 つの異種交配イベントを経ているはずです」と Siepel 氏は述べています。
アフリカへの帰還
「基本的には、集団が出会うと混ざり合うという教訓が得られます」と Akey は要約しました。 Akey の研究室のポスドク研究員である Serena Tucci は、この研究は「より洗練された計算アプローチ、過去について推論するための計算フレームワークの必要性を示している」と述べています。
Siepel の場合、それは、さまざまな遺伝子の分岐遺伝パターンを推測することによって、膨大な数の仮説を検証することを意味していました。他の科学者は、さまざまな確率論的アプローチに依存し始めています。 「計算能力がますます洗練されるにつれて、これらのタイプの方法はますます利用しやすくなり、実現可能になるでしょう」と Akey 氏は述べています。 「実際、これらのモデルよりも優れたものはありません。彼らはデータのすべての機能を使用します。」
シーペルは現在、彼のアプローチを歴史のとらえどころのない他の側面に適用したいと考えています。彼は、アフリカ大陸における先史時代の人口動態に特に関心を持っています。古代の遺伝子混合イベントが現代のアフリカのゲノムにどのように影響したかについてはほとんど研究されていませんが、最近 PLOS Genetics で 2 人の研究者が報告しています。 アフリカの人間は、ヨーロッパとアジアの集団の祖先が分裂して移動する前と後の両方で、別の古代のヒト族グループと交配した.科学者の推定によると、その未知のグループの DNA は現在、現生人類の祖先の 4% から 8% を占めています。
とは言うものの、Siepel の手法は、おそらくこれらの統計とその意味についてより深い洞察を提供する可能性があります。まだ不明です。
ロンドンの自然史博物館の人類学者であり、ギリシャの化石を研究した研究チームのメンバーであるクリス・ストリンガーは、「アフリカは将来、より多くのデータを提供する地域の1つだと思います.
Siepel はまた、彼のアルゴリズムを使用して、これらの DNA 配列に作用する自然淘汰の兆候を探しています。古代のヒト族は、現代のヒト族からより多くの遺伝子を運ぶことで、より良い状態にあったか、より悪い状態にあったか?これまでのところ、彼のチームは、200,000 年前に現生人類からネアンデルタール人への遺伝子の流れにおける正または負の選択の証拠を発見していません。ホークスへ。
「おそらくネアンデルタール人が実際に私たちであることを示唆しています」と彼は言いました。 「彼らと同じように、彼らは私たちの別のバージョンに過ぎないのかもしれません。」
これは、他の種でも研究できることです。Siepel は、特定の鳥の種分化に働く力の調査をすでに開始しています。 「私たちがしなければならないことは、私たちが現在持っているこれらのより複雑なモデル、この乱雑な図を取り、それを他の種に適用することです」とスカリーは言いました.
もちろん、これらの個体群の歴史を推測することは複雑なプロセスです。 「遺伝学が推測できることにも限界があります」とエイキーは言いました。場合によっては、代替の歴史的シナリオが基本的にゲノム記録に同じ影響を与えることがあり、そのような状況では、さらに優れた遺伝子分析方法を使用しても、データから答えを絞り出すのは困難です。それでも彼は、その限界に到達するにはほど遠いと付け加えました。
スカリーは同意した。 「今日、人間の多様性には膨大な量の情報があります。 「まだ発見すべきことがたくさんあります。」
この記事はに転載されました Wired.com .
