In den Genomen des späten europäischen Neandertalers konnten keine Spuren der Hybridisierung mit Sapiens gefunden werden • Alexander Markov • Wissenschaftsnachrichten zu den "Elementen" • Anthropologie, Paläontologie, Genetik

In den Genomen der späten europäischen Neandertaler konnten keine Spuren der Hybridisierung mit Sapiens gefunden werden

Abb. 1. Fünf Neandertalerknochen und -zähne, aus denen die alte DNA in ausreichenden Mengen isoliert werden konnte, um die Kerngenome zu sequenzieren. Schwarze Kreise Neandertaler-Stellen, für die früher Daten über Kern-DNA (zumindest fragmentarisch) erhalten wurden, werden notiert. Bild aus dem Artikel in der DiskussionNatur

Ein internationales Team von Paläogenetikern unter der Leitung von Svante Peabo berichtete über eine grobe Lektüre der nuklearen Genome von fünf "späten" Neandertalern, die vor 47.000 bis 39.000 Jahren im heutigen Belgien, Frankreich, Kroatien und Russland lebten. Die Studie wurde durch neue Methoden der Aufreinigung uralter DNA aus bakteriellen und modernen menschlichen Verunreinigungen ermöglicht. Eine Analyse der Genome zeigte, dass sich die Vorfahren der späten europäischen Neandertaler vor 150.000-90.000 Jahren von den Vorfahren der Neandertalerpopulation trennten, die vor 55.000 Jahren die Vorfahren der modernen außerafrikanischen Menschheit durchschnitten. Obwohl die Sapiens, die nach Europa kamen, sich weiterhin mit den lokalen Neanderthalern vermischten (wie aus dem oberpaläolithischen Sapiens Genom aus der rumänischen Oasa-Höhle hervorgeht), konnten in den Genomen der späteren Neandertaler keine giftigen Verunreinigungen gefunden werden.Die Studie zeigte auch, dass der späte Neandertaler aus der Mezmaisky-Höhle (Nordkaukasus) den westeuropäischen Neandertalern näher ist als dem älteren Individuum aus derselben Höhle. Dies deutet auf Langstreckenwanderungen europäischer Neandertaler kurz vor dem Aussterben hin.

Svante Peabo und seine Kollegen vom Institut für evolutionäre Anthropologie der Leipziger Max-Planck-Gesellschaft verbessern weiterhin Methoden zur Gewinnung und Reinigung von DNA aus alten Knochen. Sie entdeckten kürzlich, dass, wenn ein altes Knochenmaterial mit einer 0,5% igen Natriumhypochloritlösung behandelt wird, fast die gesamte moderne DNA in der Probe zerstört wird. Die alte DNA leidet viel weniger. Dadurch kann der Anteil an alter DNA in der Probe um ein Vielfaches erhöht werden (siehe: P. Korlević et al., 2015. Reduzierung mikrobieller und menschlicher Kontamination). Zusammen mit den vielen Tricks, die früher erfunden wurden (siehe Links am Ende der Nachrichten), ermöglicht es Ihnen, unschätzbare genetische Informationen aus den Knochen zu extrahieren, die vor 5-8 Jahren hoffnungslos erschienen: Es gibt so wenig alte DNA in ihnen und so viele moderne Schadstoffe.

Aus solchen "Abfall" -Knochen und -zähnen gelang es den Wissenschaftlern, bis zu fünf neue Entwürfe für Neandertaler-Kern-Genome zu extrahieren (das heißt mit geringer Deckung zu lesen).Genauer gesagt entpuppten sich die neuen Genome am Ende als vier, denn der Knochen aus der kroatischen Vindia-Höhle gehörte, wie sich herausstellte, zu einem Neandertaler, dessen Kerngenom schon früher gelesen worden war.

Alle neuen Genome gehören zu den "späten" europäischen Neandertalern, die kurz vor dem Aussterben der Art lebten (was laut modernen Daten vor etwas weniger als 40.000 Jahren geschah). Die Orte und das Alter der Knochen sind in Abb. 1.

Daran erinnern, dass das allererste Neandertaler-Kerngenom aus den DNA-Fragmenten von drei Individuen aus Kroatien zusammengestellt wurde und eine kleine Abdeckung hatte (siehe: Das Neandertaler Genom Lesen: Neandertaler haben ihre Spuren in den Genen des modernen Menschen hinterlassen, Elements, 05/10/2010). Dann das Genom einer Neanderthalerin aus der Denisova-Höhle im Altai, die vor etwa 120.000 Jahren (nach neuesten Schätzungen) lebte, und einer anderen Frau aus der Vindia-Höhle in Kroatien (Vindia-33.19), die vor etwas über 45.000 Jahren lebte ( es war ihr Genom, das während dieser Studie neu gelesen wurde). Darüber hinaus wurde das Neandertaler-Genom aus der Mezmaisky-Höhle (Mezmayskaya-1), das vor 70.000 bis 60.000 Jahren lebte, in Rohform gelesen.

Also, vier neue nukleare Genome (Männer und Frauen aus Belgien,Frauen aus Frankreich und ein weiterer Mann aus dem Nordkaukasus – Mezmay-2) verdoppeln die Basis für das Studium der genetischen Vielfalt der Neandertaler. Was das Genom der Neandertaler Mitochondrien anbetrifft, so wurden bereits mehr als zwei Dutzend davon gelesen (Abb. 2, a).

Abb. 2 Späte phylogenetische Bäume Homoauf mitochondrialer DNA (a), Y – Chromosom (b) und nukleare DNA (c). Rote Schrift Neue Neandertaler-Genome wurden identifiziert. Abbildung aus dem besprochenen Artikel in Natur

Eines der Hauptergebnisse der Arbeit ist ein phylogenetischer Baum, der auf sieben Neandertaler-Kerngenomen basiert (Abb. 2, c). Alle sieben Neandertaler bilden einen einzigen Zweig am Baum, etwas näher an Denisovets als an moderne Menschen. Dies ist ein erwartetes Ergebnis, das die bestehenden Vorstellungen über die Verwandtschaft von Neandertalern, Denisovans und Sapiens bestätigt.

Innerhalb des Neandertalerzweiges kann man eine Teilung nach Alter feststellen: Das älteste Individuum unterscheidet sich am meisten vom Neandertaler – die Frau aus der Denisova-Höhle ("Altai Neandertaler"), dann ist das Mezmay-1, das zweitälteste Altertum, vom Stamm getrennt.

Alle fünf späten Neandertaler (Mezmai-2, Vindia-33.19, zwei "Belgier" und "Franzosen") sind genetisch nahe beieinander. Innerhalb dieser Gruppe wird die für moderne Menschen charakteristische Regel beobachtet: Geographische Nähe korreliert mit genetischer Affinität.

Vor diesem Hintergrund ist bemerkenswert, dass der späte Neandertaler Mezmay-2 den späten Neandertalern aus Kroatien, Frankreich und Belgien näher stand als dem älteren Individuum aus derselben Höhle (Mezmay-1). Offensichtlich deutet dies auf einige Wanderungen des späten Neanderthalers hin, die kurz vor dem endgültigen Aussterben stattfanden. Die verfügbaren Daten reichen nicht aus, um die Richtung der Migration zu verstehen: ob Personen aus Westeuropa in den Nordkaukasus kamen oder umgekehrt. In jedem Fall fallen diese Migrationen in eine Ära, in der das Klima in Europa sehr hart und wechselhaft war. Starke Abkühlung könnte zum Aussterben der lokalen Populationen von Neandertalern führen, nach denen die entvölkerten Gebiete wieder von den Nachkommen der überlebenden Gruppen besiedelt wurden.

Die Forscher versuchten, in den späten Neandertaler-Genomen sapiens Unreinheiten zu finden, fanden aber nichts.Dieses Ergebnis kann als unerwartet bezeichnet werden, denn aufgrund der fünf späten Neandertaler lebten vier (alle außer Vindia-33.19) nach der Ankunft der Sapiens in Europa. In der Zwischenzeit zeigte sich, dass ein Cro-Magnon aus der rumänischen Oase-Höhle, der vor 42.000 bis 37.000 Jahren lebte, einen Neandertaler-Vorfahren im vierten bis sechsten Knie hatte (Q. Fu et al., 2015). Neandertaler-Vorfahren). Dies bedeutet, dass Sapiens, die nach Europa kommen, sich mit lokalen Neandertalern vermischen. Die Gene der europäischen Neandertaler durchdrungen den Cro-Magnon-Genpool. Sicher, dieses genetische Erbe erreichte die modernen Europäer nicht – vielleicht, weil die Hybriden ihre Fitness eingeschränkt hatten oder die Cro-Magnon-Stämme, die in Europa mit Neandertalern hybridisierten, einfach "unglücklich" waren. Vor diesem Hintergrund erscheint das völlige Fehlen von Verunreinigungen in den Genomen des späten Neandertalers eher unerwartet. Für sichere Schlussfolgerungen sind Daten nicht genug, aber Sie können sich über das Thema der angeblichen patlocalnosti spät phantasieren Homo (siehe: Neandertaler lebten in kleinen Gruppen und aßen sich gegenseitig, "Elemente", 13.01.2011) und Bräute aus einem schwachen und rückständigen Stamm würden eher zu einem starken und wohlhabenden Stamm werden als umgekehrt.

Auf der Grundlage der erhaltenen genetischen Daten versuchten die Autoren, die Verzweigungspunkte des in Abb. 2, s, und bewerten den Grad der Verwandtschaft der untersuchten Neandertaler mit der Neandertaler Bevölkerung, die ihre zwei Prozent Marke auf die Genome der nicht-afrikanischen Sapiens hinterlassen. Diese Population, die sich mit Sapiens vermischte, die Afrika vor 55.000 Jahren verließen, lebten höchstwahrscheinlich im Nahen Osten. Sein Genpool kann anhand der Neandertalerfragmente beurteilt werden, die in unseren Genomen konserviert sind (siehe: 20% des Neandertalergenoms werden aus den Genen des modernen Menschen zusammengesetzt, Elements, 8. März 2014). Es stellte sich heraus, dass diese Population weniger mit dem Altai Neandertaler als mit allen anderen Neandertalern mit bekannten Genomen verwandt ist, aber unter diesen letzteren ist sie in gleichem Maße mit allen verwandt.

Den Autoren gelang es, die folgenden (sehr ungefähren) Datierungen der wichtigsten Knoten des Baumes zu erhalten:

  • Die Trennung der Vorfahren von Sapiens von den Vorfahren der Neandertaler und Denisoviten: vor 530.000 Jahren;
  • Trennung von Neandertalern und Denisovans vor 400.000 Jahren;
  • Die Trennung der Vorfahren des Altai Neandertalers von allen anderen Neandertalern mit bekannten Genomen: vor 150.000 Jahren;
  • Die Trennung der Bevölkerung, mit der die Sapiens, die aus Afrika kamen, sich mit bekannten Genomen von den übrigen Neanderthalern trennten: nach 150.000, aber vor bis zu 90.000 Jahren;
  • Die Trennung der Vorfahren des einzelnen Mezmaisk-1 vom späten europäischen Neandertaler: vor 90.000 Jahren.

Leider war die Qualität der Ablesung des Cromagnon-Genoms aus der rumänischen Oase-Höhle nicht ausreichend, um die Verwandtschaft des Neandertalers, der sein Vorfahre in der vierten bis sechsten Generation war, zu klären.

Die Hauptbedeutung der diskutierten Arbeit ist, dass sie gezeigt hat: Die Entwicklung von Methoden der Paläogenetik geht beschleunigt voran. Aus den Knochen, die erst vor fünf Jahren als wenig vielversprechend galten, können bereits vollständige Kerngenome gewonnen werden. Vielleicht ist der Tag nahe, an dem große populationsgenetische Studien ausgestorbener Populationen Realität werden.

Quelle: Mateja Hajdinjak, Qiaomei Fu, Alexander Hübner, Martin Petr, Fabrizio Mafessoni, Steffi Grote, Pontus Skoglund, Vagheesh Narasims, Hélène Rougier als Tory und Heyabele Crevecoeur, Isabelle Crevecoeur, Patrick Semal; Pavao Rudan, Ljubow V. Golowanowa, Vladimir B. Doronichev, Cosimo Posth, Johannes Krause, Petra Korlević, Sarah Nagel, Birgit Nickel, Montgomery Slatkin, Nick Patterson, David Reich, Kay Prüfer, Matthias Meyer, Svante Pääbo & Janet Rekonstruktion der genetischen Geschichte des späten Neandertalers // Natur. Veröffentlicht am 21. März 2018. DOI: 10.1038 / nature26151.

Zur Entwicklung von Methoden der Paläogenetik siehe auch:
1) Das menschliche Genom von Denisov wurde mit hoher Genauigkeit sequenziert, "Elements", 6. September 2012.
2) Das mitochondriale Genom des Heidelberger Mannes wurde gelesen: Die Vorfahren des Neandertalers entpuppten sich als Verwandte der Denisoviten auf der Mutterlinie, "Elements", 12/16/2013.

Alexander Markow


Like this post? Please share to your friends:
Schreibe einen Kommentar

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: