W genomach współczesnych ludzi zachowały się fragmenty DNA pochodzące od co najmniej jednej dawno wymarłej linii ludzkiej, której nie da się obecnie przypisać do konkretnego gatunku. Nowa analiza sugeruje, że u każdej żyjącej dziś osoby od 0,5 do 1 procent DNA może pochodzić od tego tak zwanego widmowego przodka. Poszczególni ludzie mają jednak różne fragmenty tego dziedzictwa. Są one rozłożone stosunkowo równomiernie w genomie, dlatego po połączeniu danych od wielu osób można byłoby teoretycznie odtworzyć niemal cały genom tej wymarłej populacji.
Nowa metoda śledzi historię fragmentów DNA
Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley i innych ośrodków zastosowali metodę opartą na budowaniu drzewa genealogicznego dla poszczególnych części genomu. Takie podejście stało się możliwe dopiero niedawno, wraz z rozwojem metod obliczeniowych. Zespół sprawdził je, wykrywając w genomach współczesnych ludzi fragmenty pochodzące od neandertalczyków i denisowian, mimo że w tym etapie nie korzystał z DNA wydobytego ze skamieniałości. Wynik ten wskazuje, że podobną techniką można szukać śladów przodków, dla których nie zachował się materiał genetyczny.
Kluczowe znaczenie ma sposób, w jaki te fragmenty są zachowane. Współcześni ludzie nie noszą kompletnego genomu widmowego przodka. Każda osoba ma tylko jego niewielką część, ale fragmenty różnią się między ludźmi i obejmują prawie wszystkie regiony genomu. Naukowcy nie próbowali jeszcze połączyć ich w jeden hipotetyczny zapis, więc pełny genom nie został odtworzony. Ich analiza pokazuje jednak, że taki cel może być w przyszłości osiągalny na podstawie danych od wielu współczesnych osób.
Dwie odrębne linie dawnych ludzi
- Nowsza zidentyfikowana linia oddzieliła się od głównej gałęzi prowadzącej do Homo sapiens około 800 tysięcy lat temu, a później ponownie doszło do mieszania się populacji.
- Ponieważ ślady tej linii występują u wszystkich współczesnych ludzi, badacze sądzą, że wymiana genów mogła nastąpić w Afryce, gdzie ta populacja prawdopodobnie żyła.
- Starsza, tak zwana superarchaiczna linia oddzieliła się od głównej gałęzi około 1,8 miliona lat temu. Później jej fragmenty trafiły do denisowian w wyniku mieszania się populacji w Eurazji, a następnie do części współczesnych ludzi.
- Za możliwego przedstawiciela nowszej linii uznaje się Homo heidelbergensis, natomiast za kandydata dla linii superarchaicznej najczęściej wskazywany jest Homo erectus.
Rozkład odziedziczonych fragmentów różni się od tego, co widać w przypadku neandertalczyków i denisowian. Współcześni ludzie wspólnie zachowują tylko niewielką część ich genomów, a długie odcinki mają bardzo mały udział albo nie mają go wcale. Tymczasem w tych samych regionach badacze znaleźli stosunkowo dużo dziedzictwa po widmowym przodku. Jednym z możliwych wyjaśnień jest wielkość populacji. Neandertalczycy i denisowianie żyli w małych populacjach, w których łatwiej mogły utrwalać się niekorzystne mutacje. Dobór naturalny mógł później ograniczać udział ich DNA w określonych regionach genomu. Populacja widmowego przodka mogła być większa, dlatego jej dziedzictwo było częściej zachowywane albo pozostawało neutralne z punktu widzenia ewolucji. To interpretacja badaczy, a nie bezpośredni pomiar wielkości tej wymarłej populacji.
Kandydaci zapisani w skamieniałościach
Badacze podkreślają, że wskazanie konkretnych gatunków pozostaje hipotezą. Nowszy widmowy przodek może być spokrewniony z Homo heidelbergensis, gatunkiem znanym ze skamieniałości, którego obecność w Afryce datuje się jeszcze na około 300 tysięcy lat temu. W przypadku znacznie starszej linii superarchaicznej najbardziej prawdopodobnym kandydatem jest Homo erectus. Chris Stringer z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie ocenia, że wyniki tworzą pośrednią drogę do odtwarzania części genomów bardziej archaicznych ludzi. Nie jest to jednak bezpośrednie odczytanie DNA konkretnego gatunku ani dowód, że każda z proponowanych identyfikacji jest poprawna. Znaczenie badania polega przede wszystkim na pokazaniu, że współczesne genomy mogą przechowywać informacje o populacjach, po których nie pozostał dostępny materiał genetyczny ze skamieniałości.
