Изображение сгенерировано искусственным интеллектом
Большое генетическое исследование древних и современных жителей Европы, которое провели ученые из Университета Копенгагена (Дания), позволило выяснить, как изменялись наши физические и психические черты в последние 11 тысяч лет (это время ученые называют голоценом). Его результаты опубликованы в журнале Nature.
Ученые использовали набор данных из более чем 1600 геномов древних людей, живших в период от IX тысячелетия до нашей эры до конца I тысячелетия нашей эры. Эти данные были соотнесены с данными около 400 тысяч современных жителей, хранящихся в Британском биобанке.
Миграционные процессы
Авторы попытались выяснить, какие признаки, свойственные сейчас европейцам, достались от предков, а какие стали результатом естественного отбора и адаптации к новой среде и образу жизни. В анализе помог искусственный интеллект. Были определены селективные предпочтения (selective sweeps) каждой из трех групп предков современного европейца (охотников-собирателей, земледельцев-фермеров, кочевников-скотоводов).
Как утверждают авторы, они смогли увидеть влияние отбора в реальном времени. Исследование также помогло проследить миграцию земледельцев и животноводов по Европе.
В начале голоцена Европу населяли охотники-собиратели. Примерно 9 тысяч лет назад их стали теснить племена земледельцев-фермеров, пришедших с Анатолийского полуострова и заселивших запад континента (граница разделения на «запад» и «восток» проходит примерно между Балтийским и Черным морями).
Около 5 тысяч лет назад на континент из степей Азии пришли кочевники-животноводы, оставившие заметный след в генах жителей севера Европы.
Не всегда такие встречи были мирными. Новые данные показывают, что количество генов земледельцев резко возросло во многих местах Европы около 5900 лет назад. Земледельцы полностью заменили популяцию охотников-собирателей. Внезапная замена позволяет высказать сомнение в том, что встречи были мирными. По словам ученых, она очень напоминает колонизацию европейцами Америки, которые своими болезнями и насилием оказали разрушительное воздействие на местное население.
Что осталось от охотников-собирателей
Исследование показало, что от охотников-собирателей, живших в Европе 12 тысяч лет назад, современным европейцам остались гены, связанные с метаболизмом и адаптацией организма к голоду. Эти гены помогали нашим предкам выживать в условиях низкоуглеводного питания, состоявшего из мяса, рыбы, ягод и орехов.
Но в современных условиях, когда в нашем рационе много продуктов, богатых углеводами (спасибо земледельцам!), жиры и сахар, это приводит к высокому риску диабета ІІ типа, повышенному содержанию холестерина, ожирению и повышенному давлению.
Что принесли земледельцы
От земледельцев-фермеров современным европейцам досталась устойчивость к кишечным инфекциям, способность к усвоению растительных жиров и сахаров.
Укрепление иммунитета объясняется изменением образа жизни. Если охотники-собиратели жили достаточно обособленно, то земледельцы — достаточно плотно в поселениях вместе с домашними животными. В результате резко возрос риск заражения как от человека, так и от животного.
Как отмечают ученые, повышение иммунитета к кишечным инфекциям обернулось ростом риска заболеваний ветрянкой, которая стала активно распространяться по Европе примерно 8 тысяч лет назад.
Благодаря земледельцам у жителей Европы появился ген, который с одной стороны усилил защиту от инфекций мочевыделительных путей, с другой — повысил риск заражения гельминтами.
В то же время земледельцы принесли с собой повышенную предрасположенность к воспалительным заболеваниям кишечника, в частности к болезни Крона.
Еще один ген, который стал распространяться с приходом земледельцев около 8 тысяч лет назад, связан со способностью защиты от астмы. Но в тоже время он содействует более сильному зуду при укусе комара.
Гены фермеров сделали европейцев более тревожными, раздраженными и повысили у них чувство вины. В то же время они оказали мощное влияние на осветление кожи у жителей центральных и южных регионов (у жителей северных регионов гены, ответственные за светлую кожу, стали появляться 13 тысяч лет назад).
Что дали животноводы
Считается, что с распространением животноводства в геноме европейцев в результате естественного отбора появились возможности переваривать молоко. Но исследование показало, что новые варианты генов стали появляться у жителей Европы (особенно у земледельцев юго-восточной Европы и Кавказа) примерно на тысячу лет раньше массовой миграции сюда животноводов. Возможно, это связано с наличием у земледельцев домашнего скота.
Вместе с животноводами по Европе примерно 4 тысячи лет назад стал распространяться вариант гена, дающий большую защиту от инфекций, передающихся половым путем. Причем наиболее сильно — во времена Средневековья примерно 1000 лет назад. В то же время этот ген повысил риск псориаза.
Ученые также обратили внимание, что рост иммунной защиты организма или антиинфекционная адаптация заметны только с приходом в Европу животноводов.
Анализ ДНК патогенов в древних костях показал, что частота заболеваний, передающихся от животных к человеку (например, бубонная чума, болотная лихорадка) не поднималась в Европе до прихода животноводов, несмотря на то, что земледельцы растили домашний скот.
Гены, усилившие иммунный ответ на патогены у наших предков, являются причиной роста аутоиммунных заболеваний (например, рассеянного склероза) у современных жителей Европы. Причина этому — развитие медицины и повышение уровня гигиены, что значительно снизило воздействие опасных патогенов, но повернуло иммунную систему против своих собственных клеток.
Ученые также определили несколько вариантов генов, которые широко распространены у европейцев, но редко встречаются у жителей Африки или Восточной Азии. Они связаны с защитой от паротита (заушницы), но повышают риск развития аутизма.
Гены кочевников-животноводов сделали европейцев более высокими и увеличили их массу тела. Кроме этого, они получили больший объем форсированного выдоха.
Таким образом, как отмечают авторы, то, как выглядят и чем чаще болеют современные европейцы, зависит как от наследственности, полученной от разных предков, так и от постепенной адаптации к условиям жизни и окружающей среды. Дальнейшее распутывание этого генетического клубка — дело будущих исследований.
Читайте также:
Мир, дружба, секс: как в Европе сосуществовали древние охотники и земледельцы
Анализ ДНК помог разрешить загадку басков
Анализ древней ДНК показал: викинг — профессия, а не этнос
Привычку рано вставать людям передали неандертальцы — ученые
як у музеі Бярэсце