Две популяции пигмеев на одном тропическом острове. Один вымер десятки тысяч лет назад; другой все еще живет там. Они связаны?
Это простой вопрос, на ответ на который ушли годы.
Поскольку никто не смог восстановить ДНК из окаменелостей Homo floresiensis (по прозвищу «хоббит»), исследователям пришлось создать инструмент для поиска архаичных генетических последовательностей в современной ДНК.
Техника была разработана учеными в лаборатории Джошуа Акей, профессора экологии и эволюционной биологии, и Института интегративной геномики Льюиса-Сиглера в Принстонском университете.
«В вашем геноме - и в моем - есть гены, которые мы унаследовали от неандертальцев», - сказала Серена Туччи, научный сотрудник лаборатории Эйки. «Некоторые современные люди унаследовали гены от денисовцев [еще одного вымершего вида людей], которые мы можем проверить, потому что у нас есть генетическая информация от денисовцев.
"Но если вы хотите найти другой вид, например, Floresiensis, нам не с чем сравнивать, поэтому нам пришлось разработать другой метод: мы "раскрашиваем" куски генома на основе источника. Мы сканируем геном и ищите фрагменты, принадлежащие разным видам - неандертальцы, денисовцы или что-то неизвестное."
Она использовала эту технику с геномами 32 современных пигмеев, живущих в деревне недалеко от пещеры Лианг Буа на острове Флорес в Индонезии, где в 2004 году были обнаружены окаменелости H. floresiensis.
«У них определенно много неандертальцев», - сказал Туччи, который был первым автором статьи, опубликованной в августе.3 в журнале Science, в котором подробно описаны их выводы. «У них есть немного денисовского. Мы ожидали этого, потому что знали, что была какая-то миграция, которая шла из Океании во Флорес, поэтому у этих популяций была какая-то общая родословная».
Но никаких хромосомных "кусков" неизвестного происхождения не было.
«Если бы был какой-то шанс узнать хоббита генетически по геномам существующих людей, это был бы он», - сказал Ричард «Эд» Грин, доцент кафедры биомолекулярной инженерии Калифорнийского университета в Санта-Клаусе. Круз (UCSC) и соответствующий автор статьи. «Но мы этого не видим. Нет никаких признаков передачи генов от хоббита к людям, живущим сегодня».
Исследователи обнаружили эволюционные изменения, связанные с диетой и низким ростом. Рост очень сильно передается по наследству, и генетики идентифицировали множество генов с вариантами, связанными с более высоким или низким ростом. Туччи и ее коллеги проанализировали геномы пигмеев Флореса в отношении генов, связанных с ростом, идентифицированных у европейцев, и обнаружили высокую частоту генетических вариантов, связанных с низким ростом..
«Это звучит скучно, но на самом деле это очень важно», - сказал Грин. «Это означает, что эти генные варианты присутствовали у общего предка европейцев и пигмеев Флорес. Они стали короткими в результате отбора, воздействовавшего на эти постоянные вариации, уже присутствующие в популяции, так что нет необходимости в генах архаичного гоминина, чтобы объяснить их небольшой размер. рост."
Геном пигмея Флореса также продемонстрировал признаки отбора в генах ферментов, участвующих в метаболизме жирных кислот, называемых ферментами FADS (десатураза жирных кислот). Эти гены были связаны с диетическими адаптациями у других рыбоядных популяций, включая инуитов в Гренландии.
Ископаемые свидетельства указывают на то, что H. floresiensis был значительно меньше, чем современные пигмеи Флореса, ростом около 3. Рост 5 футов (106 сантиметров, ниже среднего американского детсадовца), в то время как современные пигмеи в среднем на 15 дюймов выше (145 сантиметров). По словам Туччи, Floresiensis также отличался от H. sapiens и H. erectus своими запястьями и ступнями, вероятно, из-за необходимости лазить по деревьям, чтобы избежать драконов Комодо.
Резкое изменение размеров животных, изолированных на островах, - обычное явление, которое часто связывают с ограниченными пищевыми ресурсами и отсутствием хищников. Как правило, на островах крупные виды мельчают, а мелкие - крупнее. Во времена H. floresiensis Флорес был домом для карликовых слонов, гигантских драконов Комодо, гигантских птиц и гигантских крыс, все из которых оставили кости в пещере Лян Буа.
«Острова - это особое место для эволюции», - сказал Туччи. «Этот процесс, островная карликовость, привел к появлению более мелких млекопитающих, таких как бегемоты и слоны, и более мелких людей».
Их результаты показывают, что островная карликовость независимо возникала по крайней мере дважды на острове Флорес, сказала она, сначала у H. floresiensis, а затем у современных пигмеев.
«Это действительно интригующе, потому что это означает, что эволюционно мы не такие уж особенные», - сказала она. «Люди похожи на других млекопитающих, мы подвержены тем же процессам».