Новое исследование предполагает, что генетическая несовместимость, связанная с эритроцитами, между неандертальцами и современными людьми могла значительно снизить репродуктивный успех и ускорить исчезновение этого вида. Центральным элементом гипотезы является ген PIEZO1, который влияет на функцию красных кровяных телец и присутствовал как у Homo sapiens, так и у неандертальцев, но в разных версиях.
Неандертальский вариант гена PIEZO1 позволял гемоглобину в эритроцитах более прочно удерживать кислород. Эта особенность, схожая с той, что встречается у других человекообразных обезьян, вероятно, была полезна для выживания в условиях сильного холода и голода. В то же время у Homo sapiens развился новый вариант гена, который обеспечивал более эффективную передачу кислорода из эритроцитов в окружающие ткани.
Проблема несовместимости возникала, когда гибридная мать (неандерталец-человек) скрещивалась с отцом, который был либо современным человеком, либо также гибридом. Кровь матери с неандертальским вариантом PIEZO1 удерживала аномально высокое количество кислорода, что приводило к снижению его поступления к плоду через плаценту. Это могло вызывать гипоксию (кислородное голодание), задержку роста плода и выкидыши.
В долгосрочной перспективе такая материнско-плодовая несовместимость имела серьезные последствия. Многие потомки от подобных союзов не выживали, что приводило к сокращению передачи неандертальской митохондриальной ДНК, наследуемой по материнской линии. На протяжении нескольких поколений эта генетическая проблема подрывала репродуктивную способность гибридных популяций, постепенно ускоряя их исчезновение.
Исследование было опубликовано 29 сентября в виде препринта на сервере bioRxiv и на момент публикации еще не прошло рецензирование. Его авторы, во главе с Патриком Эппенбергером, соруководителем Группы эволюционной патофизиологии и изучения мумий в Институте эволюционной медицины в Цюрихе, сфокусировались на периоде около 45 000 лет назад, когда неандертальцы и ранние современные люди встречались и скрещивались на территории Евразии.
Эйприл Ноуэлл, археолог палеолита из Университета Виктории, назвала это исследование «крайне необходимым фрагментом головоломки» в вопросе вымирания неандертальцев. Она подчеркнула иронию в том, что генный вариант, который когда-то был полезен для неандертальцев, после скрещивания с современными людьми мог стать причиной их окончательной гибели.
Биологический антрополог Джон Хоукс из Университета Висконсина считает теорию несовместимости по гену PIEZO1 «интригующей». Он проводит аналогию с другими генетическими заболеваниями крови, в частности с резус-конфликтом у современных людей. Хоукс отмечает, что это один из многих потенциальных случаев, когда архаичный генный вариант оказывал негативное воздействие, что приводило к снижению его частоты в современных популяциях с течением времени.
При этом Джон Хоукс подчеркивает, что «не существует объяснений, основанных на одном гене, для такого долгого и сложного взаимодействия», как вымирание целого вида. Ген PIEZO1 не является единственной причиной, а лишь одним из множества факторов.
Авторы исследования, Эппенбергер и его коллеги, также утверждают, что этот процесс был медленным и постепенным. Они сравнивают его эффект с «ржавчиной, ослабляющей конструкцию, а не с единичным катастрофическим ударом». Данная работа ставит вопрос о том, «сколько еще локусов в геноме могли аналогичным образом привести к гибридным несовместимостям», указывая на необходимость дальнейших исследований в этой области.
Изображение носит иллюстративный характер
Неандертальский вариант гена PIEZO1 позволял гемоглобину в эритроцитах более прочно удерживать кислород. Эта особенность, схожая с той, что встречается у других человекообразных обезьян, вероятно, была полезна для выживания в условиях сильного холода и голода. В то же время у Homo sapiens развился новый вариант гена, который обеспечивал более эффективную передачу кислорода из эритроцитов в окружающие ткани.
Проблема несовместимости возникала, когда гибридная мать (неандерталец-человек) скрещивалась с отцом, который был либо современным человеком, либо также гибридом. Кровь матери с неандертальским вариантом PIEZO1 удерживала аномально высокое количество кислорода, что приводило к снижению его поступления к плоду через плаценту. Это могло вызывать гипоксию (кислородное голодание), задержку роста плода и выкидыши.
В долгосрочной перспективе такая материнско-плодовая несовместимость имела серьезные последствия. Многие потомки от подобных союзов не выживали, что приводило к сокращению передачи неандертальской митохондриальной ДНК, наследуемой по материнской линии. На протяжении нескольких поколений эта генетическая проблема подрывала репродуктивную способность гибридных популяций, постепенно ускоряя их исчезновение.
Исследование было опубликовано 29 сентября в виде препринта на сервере bioRxiv и на момент публикации еще не прошло рецензирование. Его авторы, во главе с Патриком Эппенбергером, соруководителем Группы эволюционной патофизиологии и изучения мумий в Институте эволюционной медицины в Цюрихе, сфокусировались на периоде около 45 000 лет назад, когда неандертальцы и ранние современные люди встречались и скрещивались на территории Евразии.
Эйприл Ноуэлл, археолог палеолита из Университета Виктории, назвала это исследование «крайне необходимым фрагментом головоломки» в вопросе вымирания неандертальцев. Она подчеркнула иронию в том, что генный вариант, который когда-то был полезен для неандертальцев, после скрещивания с современными людьми мог стать причиной их окончательной гибели.
Биологический антрополог Джон Хоукс из Университета Висконсина считает теорию несовместимости по гену PIEZO1 «интригующей». Он проводит аналогию с другими генетическими заболеваниями крови, в частности с резус-конфликтом у современных людей. Хоукс отмечает, что это один из многих потенциальных случаев, когда архаичный генный вариант оказывал негативное воздействие, что приводило к снижению его частоты в современных популяциях с течением времени.
При этом Джон Хоукс подчеркивает, что «не существует объяснений, основанных на одном гене, для такого долгого и сложного взаимодействия», как вымирание целого вида. Ген PIEZO1 не является единственной причиной, а лишь одним из множества факторов.
Авторы исследования, Эппенбергер и его коллеги, также утверждают, что этот процесс был медленным и постепенным. Они сравнивают его эффект с «ржавчиной, ослабляющей конструкцию, а не с единичным катастрофическим ударом». Данная работа ставит вопрос о том, «сколько еще локусов в геноме могли аналогичным образом привести к гибридным несовместимостям», указывая на необходимость дальнейших исследований в этой области.
