معلومة

هل توجد اختلافات في الحمض النووي بين البشر اليوم والبشر منذ 2000 عام؟

هل توجد اختلافات في الحمض النووي بين البشر اليوم والبشر منذ 2000 عام؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل توجد فروق ذات دلالة إحصائية في جينومنا مقارنة بجينات أسلافنا منذ 1000 إلى 2000 عام؟

وإذا كانت هناك فروق ذات دلالة إحصائية ، فهل تؤدي إلى اختلافات معنوية في الصفات المظهرية؟


من المرجح أن تكون الاختلافات الأكبر في العلامات اللاجينية على الحمض النووي. تختلف البيئة اليوم كثيرًا عما كانت عليه قبل 2000 عام وهذه الاختلافات هي محددات أقوى للتغير اللاجيني من تغيير التسلسل.

2000 سنة هي حوالي 40 جيلًا فقط وهذا ليس كثيرًا لرؤية اختلافات كبيرة في تسلسل الحمض النووي أو ترددات الأليل - بمجرد إزالة التجمعات المؤسسة من التحليل.

يتأثر الطول بشكل كبير بالوراثة ، ولكن يمكن أن تحجبه البيئة - لا سيما النظام الغذائي. من المرجح أن تثير الأنظمة الغذائية التي تحتوي على نسبة عالية من البروتين التعبير عن "أليلات الارتفاع" ولكن فقط لدرجة أن الكثير من البروتين غير صحي أيضًا.

أضيفت في تحرير 4 أبريل 2012: يجب أن أضيف أن إجابتي مكتوبة من منظور تواتر الأليلات أو العلامات اللاجينية عبر مجموعة سكانية.


في الأدبيات ، هناك أمثلة على تحليل الحمض النووي من عينة قديمة جدًا. على سبيل المثال ، انظر إلى تحليل كل من الحمض النووي النووي والميتوكوندريا المأخوذ من 62 شخصًا مدفونًا تم استخراج رفاتهم من مقبرة منغولية يرجع تاريخها إلى 2000 عام، كما وصفها Keyser-Traqui et al. 2003 ، Am J Hum Genet 73 (2): 247-260. على الرغم من أن المنشور متاح للجميع ، فإن تسلسل الحمض النووي غير متاح ، ولم يتم وصف أي مقارنة مع الحمض النووي المنغولي الحالي في الدراسة ، ولكن بالتأكيد يجب أن يكون سؤالك قابلاً للإجابة.


يعتمد ذلك على ما تحدده على أنه مهم.

يتم إعطاء معدل الطفرة في الإنسان الذي تمكنت من العثور عليه حوالي 140 نقطة أساس لكل جينوم لكل جيل http://sandwalk.blogspot.com/2015/04/human-mutation-rates-whats-right-number.html

2000 سنة مضت 40 جيل. هذا يعني حوالي 5600 نقطة أساس في المتوسط ​​في جينوم مكون من 3200 مليون زوج قاعدي… 0.000175٪ حسب الحساب. بجانب من المستحيل العثور عليه.

هل هذا مهم؟

وظيفيًا ... معظم الطفرات التي يمكن توريثها على الرغم من تعدد الأجيال هي طفرة صامتة ... ليس لها آثار سلبية أو إيجابية. (يتم التخلص من الطفرات السلبية بسرعة نسبيًا).

فهل كل هذه الطفرات صامتة؟ لا ، البعض يفعل أشياء ... وهذه طفرات عادة ما تكون مرتبطة بجهاز المناعة ... أكثر قدرة على النجاة من أمراض مثل الحصبة والطاعون الأسود والجدري ، إلخ.

إذن هم هذه التغييرات كبيرة؟ حسنًا ... نعم ... في ذلك إذا لم يكن لديك تلك التغييرات في الحمض النووي فمن المحتمل أن تموت. ومع ذلك ، فإن هذه التغييرات هي تغييرات هيكلية طفيفة في مستقبلات البروتينات التي تستخدمها تلك العوامل الممرضة للوصول إلى الخلية. طفيفة للغاية. لا تزال البروتينات قادرة على أداء وظيفتها الطبيعية ولكنها مختلفة بما يكفي بحيث لا تمتلك مسببات الأمراض مرورًا مجانيًا مثل مرض الجدري مع الأمريكيين الأصليين.


علم الوراثة وتطور الإنسان

الاختراقات التكنولوجية الحديثة في التحليل الجينومي ، جنبًا إلى جنب مع المعلومات الأثرية والأنثروبولوجية القديمة واللغوية وغيرها ، تمنحنا الآن فرصة لا مثيل لها لتتبع تطور البشرية وحركة # 8217 في الوقت المناسب - كيف تطورنا وتميزنا وتناسلنا عدة مرات ، ووصلنا إلى حاضرنا سكان على مستوى الكوكب.

حتى وقت قريب ، كانت النظرية الرائدة لأصل السكان البشري ، المعروفة باسم & # 8220serial مؤسس & # 8221 ، تصور أن البشر المعاصرين يتوسعون خارج إفريقيا والشرق الأدنى منذ حوالي 50000 عام وترك السكان المنحدرين على طول طرق هجرتهم. كان يُعتقد أن مستوطنات هذه المجموعات ظلت غير مختلطة لعشرات الآلاف من السنين ، وبالتالي تم تصنيفها وفقًا للموقع والمظهر السطحي والثقافة على أنها من شرق آسيا والقوقاز وغرب إفريقيا والأمريكيين الأصليين والأستراليين.

نحن نعلم الآن ، بفضل دراسات الحمض النووي القديم (aDNA) ، أن نموذج المؤسس التسلسلي خاطئ. اتضح أن السكان الحاليين هم في الواقع خليط من مجموعات سكانية شديدة التباين لم تعد موجودة. كما أن السكان الحاليين ، بفضل الهجرة الدائمة والاختلاط ، ليسوا أحفادًا حصريًا للسكان الذين عاشوا في نفس المواقع قبل عشرة آلاف عام.

انجاز علمي

الإعلان عن الأشجار التطورية بناءً على التباين في الحمض النووي للميتوكوندريا في إصدار 1987 من طبيعة سجية، تلتها دراسة عن تطور كروموسوم Y البشري بعد سنوات قليلة ، أذهلت العالم. من النمط الذي تم إنشاؤه بواسطة الاختلافات الجينية العشوائية في كلا السلالتين ، يمكن لعلماء الوراثة استنتاج الحقائق بدلاً من الافتراضات ويمكنهم بالطبع إنشاء أشجار عائلية لكل شخص على قيد الحياة اليوم.

تشكل جزيئات الحمض النووي الجينوم البشري ، الشفرة الجينية التي يرثها كل منا من آبائنا. يتكون الحمض النووي من سلاسل مزدوجة من الجزيئات تسمى النيوكليوتيدات مصنوعة من المواد الكيميائية الأدينين (A) ، السيتوزين (C) ، الجوانين (G) والثيمين (T). كل سلسلة ، مقسمة إلى 23 كروموسوم ، تضيف ما يصل إلى حوالي ثلاثة مليارات كتلة كيميائية في الطول. الجينات عبارة عن أجزاء من هذه السلاسل ، يبلغ طولها عمومًا حوالي ألف نيوكليوتيد ، كل منها تخبر شيئًا عن كيفية بناء الجسم.

في كل مرة يتم فيها تكوين البويضة والحيوانات المنوية ، يتم نسخ ما يقرب من 3 مليارات زوج أساسي من الحمض النووي الذي يشتمل على جيناتنا. تسمى الاختلافات العشوائية في هذه المتواليات الموروثة الطفرات - أو علامات. إنها ما يجعلنا أفرادًا ، وهي أيضًا الوسيلة التي يمكن من خلالها تحديد أصل الفرد. بما أن هذه التغييرات تحدث بمعدل ثابت معروف بمرور الوقت مرة واحدة تقريبًا كل ألف نيوكليوتيدات كلما زاد عدد الاختلافات بين طفرات شخصين ، كلما ابتعدوا عن مشاركة سلف مشترك.

الحمض النووي للميتوكوندريا (mtDNA) موروث فقط من خلال خط الأم في البشر. مكنت هذه المعرفة علماء الوراثة من إثبات أن البشرية كلها تنحدر من سلف أنثى واحدة ، تُعرف الآن باسم "حواء الميتوكوندريا" ، وأثبتت أن مسقط رأسها ، وموطن البشرية جمعاء ، هو أفريقيا.

تحتوي جميع الثدييات الذكرية على كروموسوم Y واحد يحتوي على جين يسمى SRY ، والذي يؤدي إلى نمو الذكر. يتم تمرير كروموسوم Y بشكل أساسي دون تغيير من جيل إلى آخر ، بمعنى آخر ، يرتبط الحمض النووي لكروموسوم Y لجميع الرجال الأحياء من خلال سلف ذكر واحد عاش منذ 60.000 - 100.000 سنة. مكّن هذا الاكتشاف علماء الوراثة السكانية من تتبع أسلاف البشر من خلال نمط الطفرات أو العلامات المحمولة على كروموسوم Y الذكري.


الحمض النووي القديم يخبر أنواعنا & # 039 التاريخ

منذ ما يقرب من 20 عامًا ، طور العلماء تقنيات لاستخراج كميات صغيرة من الحمض النووي من العينات القديمة ، مثل العظام أو الفراء أو حتى التربة ، واستخدموا طرقًا حساسة للغاية لتسلسل الحمض النووي المستخرج [انظر تسلسل الحمض النووي]. سمحت لنا الدراسات الجينومية مثل هذه بفحص الجينوم البشري منذ حوالي 500000 عام عندما كان أسلافنا (الأنواع الانسان العاقل) كانت متباينة عن الأنواع المماثلة الأخرى ، مثل الإنسان البدائي أو إنسان نياندرتال.

حتى الآن ، علمنا أن إنسان نياندرتال اتخذ مسارًا مختلفًا عن البشر في هجراتهم حول العالم ، ولكن لا تزال هناك آثار لتسلسل الحمض النووي لإنسان نياندرتال في جينوماتنا اليوم. قد تؤثر هذه الامتدادات الصغيرة من الحمض النووي على السمات التي ساعدت الناس على البقاء بطريقة ما ، مما يزيد من احتمالية انتقالها إلى أطفالهم. على سبيل المثال ، وجدت دراسة أجريت عام 2017 أن بعض الأوروبيين ما زالوا يحملون تسلسلات شبيهة بإنسان نياندرتال تؤثر على إيقاعاتهم اليومية ، مما يجعلهم أكثر عرضة لأن يكونوا أشخاصًا صباحًا أو "بومة ليلية". في المقابل ، قد تكون بعض متغيرات الحمض النووي قد حدثت للتو في مجموعة سكانية واحدة دون غيرها. وجدت الدراسة نفسها اختلافات في MC1R كان الجين الذي يؤدي إلى الشعر الأحمر نادرًا جدًا أو غير موجود في إنسان نياندرتال ، لذلك يبدو أن هذه السمة خاصة بالبشر. نظرًا لأننا نجد طرقًا أفضل لعزل الحمض النووي من البقايا القديمة وتحسين تقنيات تسلسل الحمض النووي لدينا ، فسوف نتعلم المزيد عن تاريخ جنسنا البشري.

منذ ما يقرب من 20 عامًا ، طور العلماء تقنيات لاستخراج كميات صغيرة من الحمض النووي من العينات القديمة ، مثل العظام أو الفراء أو حتى التربة ، واستخدموا طرقًا شديدة الحساسية لتسلسل الحمض النووي المستخرج [انظر تسلسل الحمض النووي]. سمحت لنا الدراسات الجينومية مثل هذه بفحص الجينوم البشري منذ حوالي 500000 عام عندما كان أسلافنا (الأنواع الانسان العاقل) كانت متباينة عن الأنواع المماثلة الأخرى ، مثل الإنسان البدائي أو إنسان نياندرتال.

حتى الآن ، علمنا أن إنسان نياندرتال اتخذ مسارًا مختلفًا عن البشر في هجراتهم حول العالم ، ولكن لا تزال هناك آثار لتسلسل الحمض النووي لإنسان نياندرتال في جينوماتنا اليوم. قد تؤثر هذه الامتدادات الصغيرة من الحمض النووي على السمات التي ساعدت الناس على البقاء بطريقة ما ، مما يزيد من احتمالية انتقالها إلى أطفالهم. على سبيل المثال ، وجدت دراسة أجريت عام 2017 أن بعض الأوروبيين ما زالوا يحملون تسلسلات شبيهة بإنسان نياندرتال تؤثر على إيقاعاتهم اليومية ، مما يجعلهم أكثر عرضة لأن يكونوا أشخاصًا صباحًا أو "بومة ليلية". في المقابل ، قد تكون بعض متغيرات الحمض النووي قد حدثت للتو في مجموعة سكانية واحدة دون غيرها. وجدت الدراسة نفسها اختلافات في MC1R كان الجين الذي يؤدي إلى الشعر الأحمر نادرًا جدًا أو غير موجود في إنسان نياندرتال ، لذلك يبدو أن هذه السمة خاصة بالبشر. نظرًا لأننا نجد طرقًا أفضل لعزل الحمض النووي من البقايا القديمة وتحسين تقنيات تسلسل الحمض النووي لدينا ، فسوف نتعلم المزيد عن تاريخ جنسنا البشري.


يكشف الحمض النووي القديم النقاب عن جزء مهم مفقود من تاريخ البشرية

أخذ عينات من الأسنان في غرفة الأبحاث IVPP Credit: IVPP

كشفت الجينومات التي تم إصدارها حديثًا من شرق آسيا في العصر الحجري الحديث النقاب عن قطعة مفقودة من عصور ما قبل التاريخ البشرية ، وفقًا لدراسة أجراها فريق البروفيسور فو تشيومي من معهد علم الحفريات الفقارية والأنثروبولوجيا القديمة (IVPP) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم.

الدراسة المنشورة في علم في 14 مايو ، يكشف أن حركة السكان لعبت دورًا عميقًا في التاريخ الجيني المبكر لشرق آسيا.

استخدم الباحثون تقنيات متقدمة في التقاط الحمض النووي القديم لاستعادة الحمض النووي القديم من 25 فردًا يعود تاريخهم إلى 9500-4200 عام وفرد واحد يعود تاريخه إلى 300 عام من شمال وجنوب شرق آسيا.

يلقي الحمض النووي المتسلسل حديثًا الضوء على فترة مهمة في تاريخ شرق آسيا المبكر: الانتقال من الصيد والجمع إلى الاقتصادات الزراعية.

إحدى الفرضيات المتعلقة بحركة السكان في شرق آسيا هي أنه خلال العصر الحجري الحديث ، حلت "الطبقة الثانية" من المزارعين محل "الطبقة الأولى" من الصيادين في شرق وجنوب شرق آسيا.

بينما تمت دراسة علم الوراثة لدى البشر القدامى في جنوب شرق آسيا وسيبيريا والأرخبيل الياباني جيدًا ، لم يُعرف حتى الآن سوى القليل عن جينات البشر القدامى في شمال وجنوب الصين.

وجدت الأستاذة فو وفريقها أن هؤلاء البشر من العصر الحجري الحديث يشتركون في أقرب علاقة وراثية مع سكان شرق آسيا الحاليين الذين ينتمون إلى هذه "الطبقة الثانية". يشير هذا إلى أنه قبل 9500 عام ، كان من الممكن بالفعل العثور على السلالات الأولية التي تتكون منها التركيبة الجينية لشرق آسيا اليوم في شرق آسيا القارية.

جمجمة Qihe 2 ، أ

فرد يبلغ من العمر 8400 عام من Qihe Cave ، فوجيان ، الصين الائتمان: FAN Xuechun

في حين يمكن العثور على أسلاف أكثر تباينًا في جنوب شرق آسيا والأرخبيل الياباني ، في البر الرئيسي الصيني ، أظهر السكان من العصر الحجري الحديث بالفعل ميزات وراثية تنتمي إلى شرق آسيا الحاليين.

والجدير بالذكر أن هذا يشمل أوائل العصر الحجري الحديث في جنوب شرق آسيا الذين يرجع تاريخهم إلى

بعد 8000 عام من هذه الدراسة ، كان من المفترض أن تكون "الطبقة الأولى" من الآسيويين الأوائل ، وفقًا للفرضية السابقة. في الواقع ، أظهرت الأستاذة فو وفريقها أنهم يشتركون في علاقة أوثق مع "الطبقة الثانية" الحالية من شرق آسيا. وبالتالي ، فشلت نتائج الدراسة الحالية في دعم نموذج التشتت "ذو الطبقتين" في شرق آسيا في العصر الحجري الحديث في هذه المنطقة.

وجد العلماء أيضًا أن سكان شرق آسيا في وقت مبكر من العصر الحجري الحديث كانوا أكثر تمايزًا وراثيًا عن بعضهم البعض من شرق آسيا الحاليين. في أوائل العصر الحجري الحديث في شرق آسيا منذ 9500 سنة مضت ، كان السلالة الشمالية موجودة على طول النهر الأصفر وحتى السهوب الشرقية لسيبيريا ، تختلف عن السلالة الجنوبية التي كانت موجودة على طول ساحل البر الرئيسي الجنوبي للصين والجزر في مضيق تايوان منذ 8400 سنة مضت. .

ربما تكون حركة السكان قد بدأت بالفعل في التأثير على شرق آسيا بحلول أواخر العصر الحجري الحديث. على سبيل المثال ، ربما يكون جنوب شرق آسيا المتأخر من العصر الحجري الحديث قد شاركوا في اتصال بشمال شرق آسيا الساحلي ، وربما امتد أسلافهم إلى الشمال أيضًا.

اليوم ، لا يتم فصل معظم سكان شرق آسيا بوضوح إلى مجموعتين متميزتين. يشترك شرق آسيا في الوقت الحاضر من كل من الشمال والجنوب في علاقة وراثية أوثق مع شمال شرق آسيا من العصر الحجري الحديث على طول النهر الأصفر مقارنة بجنوب شرق آسيا في العصر الحجري الحديث على الساحل الجنوبي للصين.

تظهر التحليلات الإضافية أنهم جميعًا تقريبًا مزيج من السلالة الشمالية والجنوبية من العصر الحجري الحديث في شرق آسيا ، حيث يلعب السلالة الشمالية دورًا أكبر. كانت حركة السكان ، ولا سيما من الشمال على طول النهر الأصفر باتجاه الجنوب ، جزءًا بارزًا من عصور ما قبل التاريخ في شرق آسيا بعد العصر الحجري الحديث.

قطعة من العظم الصخري من أ

فرد يبلغ من العمر 9500 عام من كهف بيانبيان ، شاندونغ ، الصين. كان هذا الشخص جزءًا من مجموعة سلالة شمالية وجدت على طول النهر الأصفر وحتى السهوب الشرقية لسيبيريا Credit: GAO Wei

ومن المثير للاهتمام أن الصينيين الهان الحاليين في جميع المقاطعات ، في الشمال والجنوب ، يظهرون قدرًا مماثلاً من التأثيرات الشمالية والجنوبية.

السلالة الجنوبية ، رغم أنها أقل تمثيلاً في شرق آسيا اليوم ، كان لها تأثير واسع على مناطق أخرى. يُظهر المتحدثون الأسترونيزيون الحاليون ، الذين يشتركون في علاقة وراثية وثيقة مع سكان شرق آسيا الحاليين ولكنهم يعيشون عبر مجموعة واسعة من الجزر في جنوب شرق آسيا وجنوب غرب المحيط الهادئ ، علاقة وراثية وثيقة بشكل ملحوظ مع سكان العصر الحجري الحديث من الساحل الجنوبي للصين .

لطالما ألمحت المواد الأثرية التي يعود تاريخها إلى العصر الحجري الحديث الأوسط إلى العلاقة بين سكان الجزر الأسترونيزية والسكان في شرق آسيا القاري. الآن ، تظهر العلاقات الجينية التي كشفتها البروفيسور فو وفريقها دليلًا لا لبس فيه على أن المتحدثين باللغة الأسترونيزية نشأوا اليوم من السكان الأصليين الأوسترونيزيين الذين اشتقوا من جنوب الصين منذ 8400 عام على الأقل.

يسلط التاريخ الذي كشف عنه هؤلاء البشر القدامى البالغ عددهم 26 الضوء على التأثير العميق للحركة السكانية والخلط على تاريخ البشرية ، لكنهم يكشفون أيضًا عن استمرارية تمتد إلى 9500 عام. على عكس أوروبا ، لم يكن للتأثيرات من آسيا الوسطى أي دور في تكوين أصل شرق آسيا ، مع الاختلاط الذي يحدث إلى حد كبير على المستوى الإقليمي بين سكان الشمال والجنوب في شرق آسيا.

القائمة الكاملة للأجداد الموجودة عبر شرق آسيا خلال العصر الحجري الحديث لا تزال غير معروفة ، حيث لم يتم استرداد البيانات على مستوى الجينوم من العديد من المناطق الداخلية في شرق آسيا.

لكن الروابط الساحلية بين السكان القدامى في سيبيريا واليابان والصين وجنوب شرق آسيا تشير إلى أنه مع استرجاع ودراسة المزيد من الحمض النووي القديم ، سيتم الكشف عن تاريخ معقد من الاتصال السكاني والاختلاط في عصور ما قبل التاريخ البشري في شرق آسيا.


الروابط الجينية بين سيبيريا والأمريكتين

تبين أن الصبي كان ينتمي إلى مجموعة من الأشخاص لم يتم اكتشافهم من قبل ، ومع ذلك فقد ساهم في الوراثة الجينية لأسلاف الأمريكيين الأصليين. أوضح البروفيسور ميلتزر أن "الأدلة الجينومية أظهرت روابط لم نكن نعلم بوجودها بين مختلف الثقافات والسكان وغياب الروابط التي اعتقدنا أنها موجودة بالفعل". "تاريخ السكان البشري أكثر تعقيدًا بكثير مما كان يُعتقد سابقًا."

نظرًا للموقع الشمالي الذي تم العثور فيه على رفات الصبي ، فقد ساعد هذا الاكتشاف في تأكيد النظرية القائلة بأن أسلاف الأمريكيين الأصليين أقاموا في سيبيريا في الماضي البعيد ، قبل أن يشقوا طريقهم إلى الأمريكتين عبر جسر برينج سترايت البري. ربطت هذه الأرض بين سيبيريا وألاسكا خلال العصر الجليدي الأخير ، عندما كانت مستويات سطح البحر أقل ، منذ ما بين 12000 و 15000 عام.

عبر بعض الأمريكيين الأصليين الجسر سيرًا على الأقدام قبل أن يتجهوا جنوبًا على طول ممرات خالية من الجليد. أبحر آخرون أسفل ساحل المحيط الهادئ من نقاط الإطلاق الواقعة على طول الجسر ، وهبطوا في مواقع مختلفة على سواحل أمريكا الشمالية والجنوبية وهاجروا شرقًا من هناك.

لم يواجه السكان الأصليون أي مقاومة من السكان الأصليين ، وانتشر الأمريكيون الأصليون الأوائل عبر أمريكا الشمالية والوسطى والجنوبية بسرعة كبيرة. على مدى آلاف السنين القليلة التالية ، قاموا ببناء مجموعة معقدة من المجتمعات الأمريكية الأصلية المتميزة والفريدة من نوعها. قال ميلتزر: "لقد رأينا مدى سرعة تحرك الناس في جميع أنحاء العالم عندما يكون لديهم قارة لأنفسهم ، ولم يكن هناك ما يعيقهم". "كانت هناك ميزة انتقائية لرؤية ما كان فوق التل التالي."

تمكن تحليل الحمض النووي من حل ألغاز متعددة تتعلق بتاريخنا القديم ، كما في حالة رجل كينويك ، الذي يمكن رؤية إعادة بناء وجهه أعلاه. (بريتني تاتشيل / مؤسسة سميثسونيان )


مسح جيني شامل يكشف عن جوانب جديدة للتطور

وقال مارك ستويكل من جامعة روكفلر في نيويورك لوكالة فرانس برس انه بالنسبة لسكان الكوكب البالغ عددهم 7.6 مليار نسمة ، أو 500 مليون من العصافير المنزلية ، أو 100،000 طائر رمل ، فإن التنوع الجيني "هو نفسه تقريبا".

من كان يشك في أن الاختبار الجيني المحمول المستخدم في الكشف عن ألواح السوشي التي ترهن سمك البلطي للتونة يمكن أن يقدم رؤى عميقة للتطور ، بما في ذلك كيفية ظهور أنواع جديدة؟

ومن كان يظن أنه يبحث في خمسة ملايين من هذه اللقطات الجينية - التي تسمى "رموز DNA الشريطية" - التي تم جمعها من 100000 نوع حيواني بواسطة مئات الباحثين حول العالم وتم إيداعها في قاعدة بيانات GenBank التي تديرها الحكومة الأمريكية؟

سيكون ذلك مارك ستويكل من جامعة روكفلر في نيويورك وديفيد ثالر من جامعة بازل في سويسرا ، اللذان نشرتا معًا نتائج الأسبوع الماضي من المؤكد أنها ستتزاحم ، إن لم تنقلب ، أكثر من فكرة ثابتة حول كيفية تطور التطور.

فمن كتاب علم الأحياء ، على سبيل المثال ، أن الأنواع ذات التجمعات الكبيرة والمتباعدة - مثل النمل والجرذان والبشر - ستصبح أكثر تنوعًا وراثيًا بمرور الوقت.

قال ستويكل ، المؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في المجلة: "الجواب لا" التطور البشري.

وصرح لوكالة فرانس برس انه بالنسبة لسكان الكوكب البالغ عددهم 7.6 مليار نسمة ، أو 500 مليون من العصافير المنزلية ، أو 100،000 طائر رمل ، فإن التنوع الجيني "هو نفسه تقريبا".

ربما تكون النتيجة المذهلة للدراسة هي أن تسعة من كل 10 أنواع على الأرض اليوم ، بما في ذلك البشر ، نشأت منذ 100000 إلى 200000 سنة.

وقال تالر لوكالة فرانس برس "هذا الاستنتاج مثير للدهشة جدا وقد حاربت ضده بأقصى ما استطعت".

رد الفعل هذا مفهوم: كيف يفسر المرء حقيقة أن 90 في المائة من الحياة الحيوانية ، من الناحية الجينية ، هي تقريبًا نفس العمر؟

هل كان هناك حدث كارثي قبل 200 ألف سنة كاد يمسح الصفحة نظيفة؟

لفهم الإجابة ، على المرء أن يفهم تشفير الحمض النووي الشريطي. الحيوانات لها نوعان من الحمض النووي.

أكثر ما نعرفه ، الحمض النووي ، ينتقل في معظم الحيوانات عن طريق الآباء الذكور والإناث ويحتوي على المخطط الجيني لكل فرد.

في تحليل الرموز الشريطية للحمض النووي عبر 100000 نوع ، وجد الباحثون علامة منبهة تُظهر أن جميع الحيوانات تقريبًا ظهرت في نفس الوقت الذي ظهر فيه البشر

يتكون الجينوم - المكون من DNA - من أربعة أنواع من الجزيئات مرتبة في أزواج. في البشر ، هناك ثلاثة مليارات من هذه الأزواج ، مجمعة في حوالي 20000 جين.

لكن لدى جميع الحيوانات أيضًا الحمض النووي في الميتوكوندريا الخاصة بهم ، وهي الهياكل الدقيقة داخل كل خلية والتي تحول الطاقة من الغذاء إلى شكل يمكن للخلايا أن تستخدمه.

تحتوي الميتوكوندريا على 37 جينًا ، أحدها ، المعروف باسم COI ، يستخدم لعمل تشفير الحمض النووي الشريطي.

على عكس الجينات الموجودة في الحمض النووي النووي ، والتي يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا من نوع لآخر ، تمتلك جميع الحيوانات نفس مجموعة الحمض النووي للميتوكوندريا ، مما يوفر أساسًا مشتركًا للمقارنة.

الحمض النووي للميتوكوندريا هو أيضًا أبسط بكثير وأرخص للعزل.

حوالي عام 2002 ، قام عالم الأحياء الجزيئية الكندي بول هيبرت - الذي صاغ مصطلح "الرمز الشريطي للحمض النووي" - بتشكيل طريقة لتحديد الأنواع من خلال تحليل جين COI.

قال ثالر: "لقد أثبت تسلسل الميتوكوندريا أنه مثالي لهذا النهج الشامل للحيوان لأنه يحتوي فقط على التوازن الصحيح بين خاصيتين متعارضتين".

من ناحية أخرى ، يتشابه تسلسل الجينات COI في جميع الحيوانات ، مما يجعل من السهل الاختيار والمقارنة.

من ناحية أخرى ، تختلف مقتطفات الميتوكوندريا هذه بما يكفي لتكون قادرة على التمييز بين كل نوع.

قال ثالر: "إنه يتطابق تمامًا تقريبًا مع تعيينات الأنواع التي وضعها خبراء متخصصون في كل مجال حيواني".

في تحليل الرموز الشريطية عبر 100000 نوع ، وجد الباحثون علامة منبهة تظهر أن جميع الحيوانات تقريبًا ظهرت في نفس الوقت الذي ظهر فيه البشر.

ما رأوه كان نقصًا في ما يسمى بالطفرات "المحايدة" ، وهي تغييرات طفيفة في الحمض النووي عبر الأجيال لا تساعد ولا تؤذي فرص الفرد في البقاء على قيد الحياة.

بعبارة أخرى ، لم تكن ذات صلة من حيث الدوافع الطبيعية والجنسية للتطور.

وجدت دراسة جديدة للحمض النووي أن تسعة من كل عشرة أنواع على الأرض اليوم ، بما في ذلك البشر ، نشأت منذ 100000 إلى 200000 سنة

إن مدى تشابه أو عدم تشابه هذه الطفرات "المحايدة" مع بعضها البعض يشبه حلقات الأشجار - فهي تكشف عن العمر التقريبي للأنواع.

وهو ما يعيدنا إلى سؤالنا: لماذا ظهرت الغالبية العظمى من الأنواع الموجودة اليوم في نفس الوقت تقريبًا؟

الصدمة البيئية هي أحد الاحتمالات ، كما أوضح جيسي أوسوبيل ، مدير برنامج البيئة البشرية في جامعة روكفلر.

وقال لوكالة فرانس برس تعليقا على الدراسة "الفيروسات والعصور الجليدية والمنافسون الجدد الناجحون وفقدان الفريسة - كل هذا قد يتسبب في فترات ينخفض ​​فيها عدد الحيوانات بشكل حاد".

"في هذه الفترات ، يكون من الأسهل للابتكار الجيني أن يكتسح السكان ويساهم في ظهور أنواع جديدة."

لكن آخر حدث حقيقي للانقراض الجماعي كان قبل 65.5 مليون سنة عندما قضى كويكب محتمل على الديناصورات البرية ونصف جميع الأنواع على الأرض. هذا يعني أن "عنق الزجاجة" السكاني ليس سوى تفسير جزئي في أحسن الأحوال.

قال ستويكل: "أبسط تفسير هو أن الحياة تتطور دائمًا".

"من الأرجح - في جميع الأوقات في التطور - أن الحيوانات الحية في تلك المرحلة نشأت مؤخرًا نسبيًا."

وفقًا لوجهة النظر هذه ، يستمر النوع لفترة معينة فقط من الوقت قبل أن يتطور إلى شيء جديد أو ينقرض.

ومع ذلك - اكتشاف آخر غير متوقع من الدراسة - للأنواع حدود جينية واضحة جدًا ، ولا يوجد الكثير بينهما.

قال ثالر: "إذا كان الأفراد نجومًا ، فالأنواع مجرات". "إنها مجموعات مدمجة في اتساع مساحة التسلسل الفارغ."

وقال إن غياب الأنواع "المتوسطة" أمر حير داروين أيضًا.


هل تسلسل الحمض النووي دقيق؟

يجب التغلب على العديد من الصعوبات لتحديد تسلسل دقيق للحمض النووي القديم. يتضمن تسلسل الحمض النووي تحديد الترتيب الصحيح للمكونات الفردية (القواعد) التي تتكون منها الحمض النووي. يعد التلوث والتدهور من أكبر العقبات. 6 يأتي التلوث من البكتيريا الموجودة في الحفرية (والتي يمكن أن تمثل أحيانًا أكثر من 90 ٪ من الحمض النووي الموجود!) ومن البكتيريا المنقولة من خلال التعامل مع البشر المعاصرين. يحدث التحلل عندما يتم "تقطيع" الحمض النووي وتعديل بعض مكونات الحمض النووي عن طريق التفاعلات الكيميائية. لحسن الحظ ، طور العلماء تقنيات تحد بشكل كبير من خطر التلوث والتدهور مما يؤدي إلى تغيير تسلسل الحمض النووي البشري الفعلي ، لذلك يكون تأثيرها ضئيلًا في العادة.

هناك قضية أخرى تتعلق بالعدد المحدود من الأفراد القدامى الذين لديهم حمض نووي قابل للحياة. على سبيل المثال ، لا يوجد سوى اثنين من البقايا الأحفورية المعروفة للدينيسوفان من كهف واحد. هم يمثلون شخصين على الأكثر. قارن ذلك بآلاف البشر المعاصرين الذين تم تسلسل الحمض النووي. قد لا تعكس عينة صغيرة من السكان القدامى النطاق الكامل للتنوع في تلك المجموعة المعينة. على النقيض من ذلك ، فإن عينات الإنسان البدائي تأتي من أكثر من عشرة أفراد مختلفين في مواقع في قارات مختلفة ، لذلك هم أكثر عرضة لتمثيل السكان ككل.

من المهم أيضًا الاعتراف بالعديد من الافتراضات التطورية التي يتم إجراؤها عند مقارنة تسلسل الحمض النووي للأفراد القدامى بالإنسان الحديث .7 على سبيل المثال ، تم افتراض سلف مشترك بين الإنسان والشمبانزي. ذكرت إحدى الأوراق ، "لتقدير تباعد تسلسل الحمض النووي. . . بين جينومات إنسان نياندرتال وتسلسل الجينوم البشري المرجعي. . . [استخدمنا] تسلسل الجينوم المستنتج للسلف المشترك للإنسان والشمبانزي كمرجع لتجنب التحيزات المحتملة. يدرس علماء الخلق بنشاط طرق لتجنب هذه التحيزات حتى يمكن إجراء مقارنات أكثر صحة.


عشر سنوات من تحليل الجينوم القديم علمت العلماء "ماذا يعني أن تكون إنسانًا"

فيديو: أدت كرة من شعر يبلغ من العمر 4000 عام تم تجميدها بمرور الوقت حول مشط عظم الحوت إلى إعادة بناء أول جينوم بشري قديم منذ أكثر من عقد بقليل.

الائتمان: كلية سانت جون ، جامعة كامبريدج

أدت كرة من شعر يبلغ من العمر 4000 عام تم تجميدها بمرور الوقت حول مشط عظم الحوت إلى إعادة بناء أول جينوم بشري قديم منذ أكثر من عقد بقليل.

جُمِع الشعر ، الذي كان محفوظًا في التربة الصقيعية القطبية الشمالية في جرينلاند ، في الثمانينيات وتم تخزينه في متحف في الدنمارك. لم يكن حتى عام 2010 عندما تمكن عالم الأحياء التطوري البروفيسور إسك ويلرسليف من استخدام تسلسل الحمض النووي الريادي لإعادة بناء التاريخ الجيني للشعر.

وجد أنها جاءت من رجل من أقدم الناس المعروفين للاستقرار في جرينلاند المعروفة باسم ثقافة السقّاق. كانت هذه هي المرة الأولى التي يستعيد فيها العلماء جينوم بشري قديم بالكامل.

الآن مراجعة للعقد الأول من الجينوميات القديمة للأمريكتين نُشرت في طبيعة سجية اليوم (16 يونيو 2021) كتبه البروفيسور ويلرسليف ، زميل كلية سانت جون ، جامعة كامبريدج ، ومدير مركز GeoGenetics التابع لمؤسسة Lundbeck ، جامعة كوبنهاغن ، مع أحد مساعديه منذ فترة طويلة البروفيسور ديفيد ميلتزر ، عالم الآثار المقيم في Southern Methodist تُظهر جامعة تكساس كيف أن أول تحليل في العالم لجينوم قديم أشعل شرارة `` عقد من الاكتشافات المذهلة ''.

قال البروفيسور ويلرسليف: "كانت السنوات العشر الماضية مليئة بالمفاجآت في فهم سكان الأمريكتين - غالبًا ما أشعر كطفل في عيد الميلاد في انتظار رؤية الحمض النووي المثير الذي أنا على وشك التخلص منه! العقل هو مدى مرونة وقدرة البشر الأوائل الذين قمنا بترتيب تسلسل الحمض النووي منها - لقد احتلوا بيئات مختلفة للغاية وغالبًا ما يسكنونها في فترة زمنية قصيرة.

"لقد تعلمنا في المدرسة أن الناس سيبقون في أماكنهم حتى ينمو السكان إلى مستوى تنفد فيه الموارد. لكننا وجدنا الناس ينتشرون في جميع أنحاء العالم لمجرد الاستكشاف والاكتشاف والخوض في المغامرات.

"لقد أوضحت لنا السنوات العشر الماضية الكثير عن تاريخنا وما يعنيه أن تكون إنسانًا. لن نرى أبدًا هذا العمق من الخبرة البشرية على هذا الكوكب مرة أخرى - دخل الناس مناطق جديدة بدون أي فكرة على الإطلاق عما كان أمامنا يخبرنا الكثير عن قدرة الإنسان على التكيف وكيف يتصرف البشر ".

لعقود من الزمان ، اعتمد العلماء على الاكتشافات الأثرية لإعادة بناء الماضي ولم تكن النظريات دقيقة دائمًا. كان يعتقد سابقًا أنه كان هناك في وقت مبكر من الأمريكيين غير الأصليين في الأمريكتين ، لكن تحليل الحمض النووي القديم حتى الآن أظهر أن جميع البقايا القديمة التي تم العثور عليها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالأمريكيين الأصليين المعاصرين أكثر من أي مجموعة أخرى في أي مكان آخر في الولايات المتحدة. العالمية.

وأضاف البروفيسور ميلتزر ، الذي عمل في المراجعة مع البروفيسور ويلرسليف بينما كان السابق في كلية سانت جون بصفته باحثًا زائرًا في بوفورت: "أظهرت الأدلة الجينومية وجود روابط لم نكن نعلم بوجودها بين الثقافات والسكان المختلفين وغياب الروابط التي كنا نظن أنه موجود بالفعل ، وكان تاريخ السكان البشري أكثر تعقيدًا بكثير مما كان يعتقد سابقًا.

"الكثير مما تم اكتشافه حول سكان الأمريكتين لا يمكن التنبؤ به. لقد رأينا مدى سرعة تحرك الناس حول العالم عندما يكون لديهم قارة لأنفسهم ، ولم يكن هناك ما يعيقهم. كان هناك ميزة انتقائية لرؤية ما كان فوق التل التالي ".

في عام 2013 ، رسم العلماء خريطة جينوم لطفل يبلغ من العمر أربع سنوات توفي في جنوب وسط سيبيريا قبل 24000 عام. اكتشف علماء الآثار الروس دفن طفل سيبيري من العصر الحجري القديم الأعلى في عشرينيات القرن الماضي بالقرب من قرية مالتا ، على طول نهر بيلايا. كان تسلسل جينوم Mal'ta أمرًا أساسيًا لأنه أظهر وجود مجموعة سكانية لم يتم أخذ عينات منها سابقًا والتي ساهمت في أصل السكان السيبيريين والأمريكيين الأصليين.

بعد ذلك بعامين ، نشر البروفيسور ويلرسليف وفريقه أول جينوم أمريكي أصلي قديم ، تم تسلسله من بقايا طفل رضيع دفن بشكل احتفالي منذ أكثر من 12000 عام في أنزيك ، مونتانا.

في عام 2015 ، كان تحليلهم الجينومي القديم قادرًا على حل لغز كينويك مان ، أحد أقدم الهياكل العظمية وأكثرها اكتمالًا على الإطلاق في الأمريكتين ، وواحد من أكثر الهياكل العظمية إثارة للجدل.

كانت البقايا التي يبلغ عمرها 9000 عام محاطة بعاصفة من الجدل عندما أصبحت الولاية القضائية على الهيكل العظمي محور عقد من الدعاوى القضائية بين خمس قبائل أمريكية أصلية ، ادعت ملكية الرجل الذي أطلقوا عليه اسم Ancient One ، والولايات المتحدة سلاح المهندسين بالجيش.

قضى البروفيسور ويلرسليف ، الذي تعلم عن حق كيف يتنبه للحساسيات الثقافية عند البحث عن الحمض النووي القديم ، معظم العقد الماضي يتحدث إلى أفراد المجتمع القبلي لشرح عمله بالتفصيل والسعي للحصول على دعمهم.

هذا يعني أنه كان قادرًا على الاتفاق مع أعضاء قبيلة كولفيل ، ومقرها ولاية واشنطن حيث تم العثور على الرفات ، على أنهم سيتبرعون ببعض من الحمض النووي الخاص بهم للسماح للبروفيسور ويلرسليف وفريقه بتحديد ما إذا كان هناك رابط جيني بينهم وبينهم. كينويك مان.

قال جاكي كوك ، وهو سليل قبيلة كولفيل وأخصائي الإعادة إلى الوطن للقبائل الكونفدرالية في محمية كولفيل: "لقد أمضينا ما يقرب من 20 عامًا في محاولة إعادة القديم إلينا. كان هناك تاريخ طويل من عدم الثقة بين العلماء وقبائل الأمريكيين الأصليين ، لكن عندما قدم لنا Eske عن عمل الحمض النووي الخاص به على طفل Anzick ، ​​وقف الشعر على ذراعي.

"كنا نعلم أنه لا ينبغي علينا الموافقة على اختبار الحمض النووي ، وكانت هناك مخاوف من أنه يتعين علينا القيام بذلك في كل مرة لإثبات الانتماء الثقافي ، لكن أعضاء مجلسنا ناقشوا الأمر مع كبار السن وتم الاتفاق على أن أراد توفير الحمض النووي للدراسة يمكن ".

The Kennewick Man genome, like the Anzick baby, revealed the man was a direct ancestor of living Native Americans. The Ancient One was duly returned to the tribes and reburied.

Cook added: "We took a risk but it worked out. It was remarkable to work with Eske and we felt honoured, relieved and humbled to be able to resolve such an important case. We had oral stories that have passed down through the generations for thousands of years that we call coyote stories - teaching stories. These stories were from our ancestors about living alongside woolly mammoths and witnessing a series of floods and volcanoes erupting. As a tribe, we have always embraced science but not all history is discovered through science."

Work led by Professor Willerslev was also able to identify the origins of the world's oldest natural mummy called Spirit Cave. Scientists discovered the ancient human skeleton back in 1940 but it wasn't until 2018 that a striking discovery was made that unlocked the secrets of the Ice Age tribe in the Americas.

The revelation came as part of a study that genetically analysed the DNA of a series of famous and controversial ancient remains across North and South America including Spirit Cave, the Lovelock skeletons, the Lagoa Santa remains, an Inca mummy, and the oldest remains in Chilean Patagonia.

Scientists sequenced 15 ancient genomes spanning from Alaska to Patagonia and were able to track the movements of the first humans as they spread across the Americas at 'astonishing' speed during the Ice Age and also how they interacted with each other in the following millennia.

The team of academics not only discovered that the Spirit Cave remains was a Native American but they were able to dismiss a longstanding theory that a group called Paleoamericans existed in North America before Native Americans. Spirit Cave was returned to The Fallon Paiute-Shoshone Tribe, a group of Native Americans based in Nevada, for burial.

Professor Willerslev added: "Over the past decade human history has been fundamentally changed thanks to ancient genomic analysis - and the incredible findings have only just begun."

تنصل: AAAS و EurekAlert! ليست مسؤولة عن دقة النشرات الإخبارية المرسلة على EurekAlert! من خلال المؤسسات المساهمة أو لاستخدام أي معلومات من خلال نظام EurekAlert.


The 2% Difference

If you find yourself sitting close to a chimpanzee, staring face to face and making sustained eye contact, something interesting happens, something that is alternately moving, bewildering, and kind of creepy. When you gaze at this beast, you suddenly realize that the face gazing back is that of a sentient individual, who is recognizably kin. You can't help but wonder, What's the matter with those intelligent design people?

Chimpanzees are close relatives to humans, but they're not identical to us. We are not chimps. Chimps excel at climbing trees, but we beat them hands down at balance-beam routines they are covered in hair, while we have only the occasional guy with really hairy shoulders. The core differences, however, arise from how we use our brains. Chimps have complex social lives, play power politics, betray and murder each other, make tools, and teach tool use across generations in a way that qualifies as culture. They can even learn to do logic operations with symbols, and they have a relative sense of numbers. Yet those behaviors don't remotely approach the complexity and nuance of human behaviors, and in my opinion there's not the tiniest bit of scientific evidence that chimps have aesthetics, spirituality, or a capacity for irony or poignancy.

What accounts for those differences? A few years ago, the most ambitious project in the history of biology was carried out: the sequencing of the human genome. Then just four months ago, a team of researchers reported that they had likewise sequenced the complete chimpanzee genome. Scientists have long known that chimps and humans share about 98 percent of their DNA. At last, however, one can sit down with two scrolls of computer printout, march through the two genomes, and see exactly where our 2 percent difference lies.

Given the outward differences, it seems reasonable to expect to find fundamental differences in the portions of the genome that determine chimp and human brains — reasonable, at least, to a brainocentric neurobiologist like me. But as it turns out, the chimp brain and the human brain differ hardly at all in their genetic underpinnings. Indeed, a close look at the chimp genome reveals an important lesson in how genes and evolution work, and it suggests that chimps and humans are a lot more similar than even a neurobiologist might think.

DNA, or deoxyribonucleic acid, is made up of just four molecules, called nucleotides: adenine (A), cytosine (C), guanine (G), and thymine (T). The DNA codebook for every species consists of billions of these letters in a precise order. If, when DNA is being copied in a sperm or an egg, a nucleotide is mistakenly copied wrong, the result is a mutation. If the mutation persists from generation to generation, it becomes a DNA difference — one of the many genetic distinctions that separate one species (chimpanzees) from another (humans). In genomes involving billions of nucleotides, a tiny 2 percent difference translates into tens of millions of ACGT differences. And that 2 percent difference can be very broadly distributed. Humans and chimps each have somewhere between 20,000 and 30,000 genes, so there are likely to be nucleotide differences in every single gene.

To understand what distinguishes the DNA of chimps and humans, one must first ask: What is a gene? A gene is a string of nucleotides that specify how a single distinctive protein should be made. Even if the same gene in chimps and humans differs by an A here and a T there, the result may be of no consequence. Many nucleotide differences are neutral — both the mutation and the normal gene cause the same protein to be made. However, given the right nucleotide difference between the same gene in the two species, the resulting proteins may differ slightly in construction and function.

One might assume that the differences between chimp and human genes boil down to those sorts of typographical errors: one nucleotide being swapped for a different one and altering the gene it sits in. But a close look at the two codebooks reveals very few such instances. And the typos that do occasionally occur follow a compelling pattern. It's important to note that genes don't act alone. Yes, each gene regulates the construction of a specific protein. But what tells that gene when and where to build that protein? Regulation is everything: It's important not to start up genes related to puberty during, say, infancy, or to activate genes that are related to eye color in the bladder.

In the DNA code list, that critical information is contained in a short stretch of As and Cs and Gs and Ts that lie just before each gene and act as a switch that turns the gene on or off. The switch, in turn, is flicked on by proteins called transcription factors, which activate certain genes in response to certain stimuli. Naturally, every gene is not regulated by its own distinct transcription factor otherwise, a codebook of as many as 30,000 genes would require 30,000 transcription factors — and 30,000 more genes to code for them. Instead, one transcription factor can flick on an array of functionally related genes. For example, a certain type of injury can activate one transcription factor that turns on a bunch of genes in your white blood cells, triggering inflammation.

Accurate switch flickers are essential. Imagine the consequences if some of those piddly nucleotide changes arose in a protein that happened to be a transcription factor: Suddenly, instead of activating 23 different genes, the protein might charge up 21 or 25 of them — or it might turn on the usual 23 but in different ratios than normal. Suddenly, one minor nucleotide difference would be amplified across a network of gene differences. (And imagine the ramifications if the altered proteins are transcription factors that activate the genes coding for still other transcription factors!) When the chimp and human genomes are compared, some of the clearest cases of nucleotide differences are found in genes coding for transcription factors. Those cases are few, but they have far-ranging implications.

The genomes of chimps and humans reveal a history of other kinds of differences as well. Instead of a simple mutation, in which a single nucleotide is copied incorrectly, consider an insertion mutation, where an extra A, C, G, or T is dropped in, or a deletion mutation, whereby a nucleotide drops out. Insertion or deletion mutations can have major consequences: Imagine the deletion mutation that turns the sentence "I'll have the mousse for dessert" into "I'll have the mouse for dessert," or the insertion mutation implicit in "She turned me down for a date after I asked her to go boweling with me." Sometimes, more than a single nucleotide is involved whole stretches of a gene may be dropped or added. In extreme cases, entire genes may be deleted or added.

More important than how the genetic changes arise — by insertion, deletion, or straight mutation — is where in the genome they occur. Keep in mind that, for these genetic changes to persist from generation to generation, they must convey some evolutionary advantage. When one examines the 2 percent difference between humans and chimps, the genes in question turn out to be evolutionarily important, if banal. For example, chimps have a great many more genes related to olfaction than we do they've got a better sense of smell because we've lost many of those genes. The 2 percent distinction also involves an unusually large fraction of genes related to the immune system, parasite vulnerability, and infectious diseases: Chimps are resistant to malaria, and we aren't we handle tuberculosis better than they do. Another important fraction of that 2 percent involves genes related to reproduction — the sorts of anatomical differences that split a species in two and keep them from interbreeding.

That all makes sense. Still, chimps and humans have very different brains. So which are the brain-specific genes that have evolved in very different directions in the two species? It turns out that there are hardly any that fit that bill. This, too, makes a great deal of sense. Examine a neuron from a human brain under a microscope, then do the same with a neuron from the brain of a chimp, a rat, a frog, or a sea slug. The neurons all look the same: fibrous dendrites at one end, an axonal cable at the other. They all run on the same basic mechanism: channels and pumps that move sodium, potassium, and calcium around, triggering a wave of excitation called an action potential. They all have a similar complement of neurotransmitters: serotonin, dopamine, glutamate, and so on. They're all the same basic building blocks.

The main difference is in the sheer number of neurons. The human brain has 100 million times the number of neurons a sea slug's brain has. Where do those differences in quantity come from? At some point in their development, all embryos — whether human, chimp, rat, frog, or slug — must have a single first cell committed toward generating neurons. That cell divides and gives rise to 2 cells those divide into 4, then 8, then 16. After a dozen rounds of cell division, you've got roughly enough neurons to run a slug. Go another 25 rounds or so and you've got a human brain. Stop a couple of rounds short of that and, at about one-third the size of a human brain, you've got one for a chimp. Vastly different outcomes, but relatively few genes regulate the number of rounds of cell division in the nervous system before calling a halt. And it's precisely some of those genes, the ones involved in neural development, that appear on the list of differences between the chimp and human genomes.

That's it that's the 2 percent solution. What's shocking is the simplicity of it. Humans, to be human, don't need to have evolved unique genes that code for entirely novel types of neurons or neurotransmitters, or a more complex hippocampus (with resulting improvements in memory), or a more complex frontal cortex (from which we gain the ability to postpone gratification). Instead, our braininess as a species arises from having humongous numbers of just a few types of off-the-rack neurons and from the exponentially greater number of interactions between them. The difference is sheer quantity: Qualitative distinctions emerge from large numbers. Genes may have something to do with that quantity, and thus with the complexity of the quality that emerges. Yet no gene or genome can ever tell us what sorts of qualities those will be. Remember that when you and the chimp are eyeball to eyeball, trying to make sense of why the other seems vaguely familiar.


Complex history

The analysis turned up evidence of this sort of nested insertion of DNA. The finding that الانسان العاقل seem to have mated with Neanderthals between 200,000 and 300,000 years ago meshes with previous evidence of some sort of mixing event between the two species prior to humans moving en masse to Europe, Siepel said.

The researchers also found that 1% of the Denisovan genome hails from the genes of an unknown ancestor, from an interbreeding event that must have happened, roughly, a million years ago. This mystery ancestor could have been الانسان المنتصب, Siepel said, because الانسان المنتصب likely did overlap in Eurasia with the ancestors of Denisovans and Neanderthals. However, these fragments are tiny and there are no الانسان المنتصب sequences to compare them to, so this is speculative.

In both cases, these interbreeding events were passed along again to modern humans: 15% of the interbreeding sequences found in Denisovans are present in people living today, the researchers found.

The new results are another piece of evidence that ancient and modern human lineages mixed relatively frequently, Siepel said.

"A picture is emerging of a series of distinct but related populations moving around the globe and frequently interacting with one another, with occasional interbreeding events that produced hybrid offspring," Siepel said. "These hybrid offspring might in some cases have suffered from reduced fitness — this is an area of controversy — but apparently many of them were healthy enough to survive and reproduce, leaving a patchwork of archaic and modern human DNA in Neanderthals, Denisovans and modern humans."


شاهد الفيديو: ما هي الحيوانات البشرية و لماذا تصنعهم اليابان (أغسطس 2022).