شارك أسلافنا “ الإنسان العاقل ” العالم مع إنسان نياندرتال ودينيسوفان وأنواع أخرى من البشر الذين يعيش حمضهم النووي في جيناتنا

عندما نشأ الإنسان الحديث الأول في شرق إفريقيا في وقت ما بين 200000 و 300000 سنة ، كان العالم مختلفًا جدًا مقارنةً بالعالم اليوم. ربما كان الاختلاف الأكبر هو أننا – نعني الناس من جنسنا البشري ، الانسان العاقل – كانت فقط واحدة من عدة أنواع من البشر (أو أشباه البشر) التي كانت موجودة في نفس الوقت على الأرض.

من إنسان نياندرتال المعروف ودينيسوفان الأكثر غموضًا في أوراسيا ، إلى “الهوبيت” الضئيل هومو فلوريسينسيس في جزيرة فلوريس في إندونيسيا ، إلى هومو ناليدي التي عاشت في جنوب إفريقيا ، كثرت العديد من أشباه البشر.

ثم ، منذ ما بين 30،000 و 40،000 سنة ، اختفت جميع أنواع أشباه البشر باستثناء نوع واحد ، ولأول مرة كنا بمفردنا.

حتى وقت قريب ، كان أحد الألغاز حول تاريخ البشرية هو ما إذا كان أسلافنا قد تفاعلوا وتزاوجوا مع هذه الأنواع الأخرى من البشر قبل انقراضهم. كان هذا السؤال الرائع موضوعًا لمناقشات كبيرة ومثيرة للجدل بين العلماء لعقود من الزمن ، لأن البيانات اللازمة للإجابة على هذا السؤال ببساطة لم تكن موجودة. في الواقع ، بدا للكثيرين أن البيانات لن تكون موجودة أبدًا.

ومع ذلك ، لم يول سفانتي بابو سوى القليل من الاهتمام لما اعتقده الناس أنه ممكن أو غير ممكن. مكّن إصراره في تطوير أدوات لاستخراج وتسلسل وتفسير الحمض النووي القديم من تحديد تسلسل جينومات إنسان نياندرتال ودينيسوفان والبشر المعاصرين الأوائل الذين عاشوا منذ أكثر من 45000 عام.

لتطوير هذا المجال الجديد من علم الأحياء القديمة ، مُنح Pääbo جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2022. هذا التكريم ليس فقط تقديرًا مستحقًا عن انتصارات بابو ، ولكن أيضًا لعلم الجينوم التطوري والأفكار التي يمكن أن تسهم في فهم أكثر شمولاً لصحة الإنسان والمرض.

الخلط والتزاوج ، الذي كشفه الحمض النووي

كشفت الدراسات الجينية للأشخاص الأحياء على مدى العقود العديدة الماضية عن الخطوط العامة للتاريخ البشري. نشأ جنسنا البشري في إفريقيا ، منتشرًا من تلك القارة منذ حوالي 60 ألف عام ، وانتشر في النهاية إلى جميع الأماكن الصالحة للسكن على الأرض تقريبًا. توجد أنواع أخرى من البشر عندما هاجر الإنسان الحديث في جميع أنحاء العالم ، لكن البيانات الجينية أظهرت القليل من الأدلة على تزاوج البشر المعاصرين مع أشباه البشر الآخرين.

لكن على مدار العقد الماضي ، كشفت دراسة الحمض النووي القديم ، المستعاد من الحفريات التي يصل عمرها إلى حوالي 400 ألف عام ، عن تقلبات وتحولات جديدة مذهلة في قصة تاريخ البشرية.

على سبيل المثال ، قدم جينوم الإنسان البدائي البيانات اللازمة لإثبات أن البشر والنياندرتال قد تزاوجوا. لقد ورث الأشخاص غير الأفارقة الأحياء اليوم حوالي 2٪ من جينوماتهم من أسلاف إنسان نياندرتال ، وذلك بفضل هذا النوع من التهجين.

في واحدة من أكبر المفاجآت ، عندما قام Pääbo وزملاؤه بتسلسل الحمض النووي القديم الذي تم الحصول عليه من جزء صغير من عظام إصبع يُفترض أنه إنسان نياندرتال ، اتضح أنه نوع غير معروف تمامًا من البشر ، يسمى الآن Denisovans. تزاوج البشر والدينيسوفان أيضًا ، مع وجود أعلى مستويات من أسلاف دينيسوفان اليوم – ما بين 4٪ و 6٪ – في الأفراد من أصل محيطي.

اللافت للنظر أن الحمض النووي القديم لامرأة تبلغ من العمر 90 ألف عام كشف أن لديها أمًا من إنسان نياندرتال وأب من دينيسوفان. على الرغم من وجود العديد من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها ، فإن الصورة الناشئة عن تحليلات الحمض النووي القديم والحديث هي أنه لم يتداخل العديد من أشباه البشر في الزمان والمكان فحسب ، بل كان التزاوج شائعًا نسبيًا.

الجينات القديمة التي تحملها اليوم

من المؤكد أن تقدير نسبة السلالة التي يمتلكها الأفراد المعاصرون من إنسان نياندرتال أو دينيسوفان أمر مثير للاهتمام. لكن نسب النسب توفر معلومات محدودة حول عواقب هذه التزاوجات القديمة.

على سبيل المثال ، هل يؤثر الحمض النووي الموروث من إنسان نياندرتال ودينيسوفان على الوظائف البيولوجية التي تحدث داخل خلايانا؟ هل يؤثر هذا الحمض النووي على سمات مثل لون العين أو القابلية للإصابة بالأمراض؟ هل كانت تسلسلات الحمض النووي من أبناء عمومتنا التطوريين مفيدة على الإطلاق ، حيث تساعد البشر على التكيف مع البيئات الجديدة؟

للإجابة على هذه الأسئلة ، نحتاج إلى تحديد أجزاء الحمض النووي لإنسان نياندرتال ودينيسوفان المنتشرة في جميع أنحاء جينومات الأفراد المعاصرين.

في عام 2014 ، نشرت مجموعتي ومجموعة ديفيد رايش بشكل مستقل الخرائط الأولى لتسلسلات إنسان نياندرتال التي بقيت في الحمض النووي للإنسان الحديث. اليوم ، تم استرداد ما يقرب من 40٪ من جينوم الإنسان البدائي ليس عن طريق تسلسل الحمض النووي القديم المستعاد من الحفرية ، ولكن بشكل غير مباشر عن طريق تجميع متواليات الإنسان البدائي التي لا تزال موجودة في جينومات الأفراد المعاصرين.

وبالمثل ، في عام 2016 ، نشرت مجموعتي ومجموعة ديفيد رايش أول كتالوجات شاملة لتسلسلات الحمض النووي لدى الأفراد المعاصرين الموروثة من أسلاف دينيسوفان. من المثير للدهشة أننا عندما حللنا تسلسل دينيسوفان الذي لا يزال موجودًا في البشر اليوم ، اكتشفنا أنهم أتوا من مجموعتين مختلفتين من الدينسوفان ، وبالتالي حدثت موجتان منفصلتان على الأقل من التزاوج بين إنسان الدينيسوفان والإنسان الحديث.

يكشف تحليل الحمض النووي لإنسان نياندرتال ودينيسوفان في الإنسان الحديث أن بعض تسلسلهما كان ضارًا وسرعان ما تم إزالته من الجينوم البشري. في الواقع ، كان الجزء الأولي من أصل إنسان نياندرتال في البشر الذين عاشوا قبل حوالي 45000 عام حوالي 10٪. انخفض هذا المقدار بسرعة على مدى عدد صغير من الأجيال إلى 2 ٪ التي لوحظت في الأفراد المعاصرين.

خلقت إزالة التسلسلات القديمة الضارة أيضًا مناطق كبيرة من الجينوم البشري مستنفدة بشكل كبير من كل من سلالة نياندرتال ودينيسوفان. هذه الصحاري من تسلسلات أشباه البشر القديمة مثيرة للاهتمام لأنها قد تساعد في تحديد التغيرات الجينية التي تساهم في السمات البشرية الحديثة الفريدة ، مثل قدرتنا على اللغة والفكر الرمزي والثقافة ، على الرغم من وجود جدل حول مدى تميز هذه السمات بالنسبة للإنسان الحديث.

في المقابل ، هناك أيضًا تسلسلات موروثة من إنسان نياندرتال ودينيسوفان كانت مفيدة ، وساعدت البشر المعاصرين على التكيف مع البيئات الجديدة أثناء انتشارهم خارج إفريقيا. ارتفعت إصدارات النياندرتال للعديد من الجينات المرتبطة بالمناعة إلى وتيرة عالية في العديد من السكان غير الأفارقة ، مما ساعد البشر على الأرجح على تجنب التعرض لمسببات الأمراض الجديدة. وبالمثل ، هناك نسخة من EPAS1 الجين ، الذي يساهم في التكيف على ارتفاعات عالية في سكان التبت ، موروث من إنسان دينيسوفان.

لقد أصبح واضحًا أيضًا أن تسلسل الحمض النووي الموروث من أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان يساهم في عبء المرض لدى الأفراد الحاليين. لقد ثبت أن تسلسل النياندرتال يؤثر على كل من القابلية للإصابة بفيروس COVID-19 الشديد والحماية منه. كما ثبت أن تسلسل أشباه البشر القديم يؤثر على القابلية للإصابة بالاكتئاب والسكري من النوع 2 والداء البطني من بين أمور أخرى. ستكشف الدراسات الجارية بلا شك المزيد حول كيفية مساهمة نياندرتال ودينيسوفان في الإصابة بالأمراض التي تصيب الإنسان.

كنت طالبة دراسات عليا عندما كان مشروع الجينوم البشري على وشك الانتهاء منذ أكثر من عقدين بقليل. لقد انجذبت إلى علم الوراثة لأنني وجدت أنه من الرائع أنه من خلال تحليل الحمض النووي للأفراد الحاليين ، يمكنك معرفة جوانب حول تاريخ السكان الذي حدث منذ عشرات الآلاف من السنين.

اليوم ، أنا مفتون تمامًا بالقصص الموجودة في حمضنا النووي ، وقد أتاح عمل Svante Pääbo وزملاؤه سرد هذه القصص بطريقة لم تكن ممكنة من قبل.