Tiivistelmä
tiesitkö, että useimmat ihmiset ovat noin 3% Neandertalin DNA: ta? Noin 40 000 vuotta sitten muinaiset ihmiset ja Neandertalilaiset saivat lapsia yhdessä. Näiden kahden lajin sekoittuminen johti DNA: n vaihtoon, jota biologit kutsuvat introgressioksi. Kun Neandertalilaiset kuolivat sukupuuttoon, ihmisillä saattoi olla lapsia vain muiden ihmisten kanssa. Ajan myötä Neandertalin DNA: n osuus pieneni, mutta noin kolme prosenttia on jäljellä., Neandertalin geenit juuttuivat genomeihimme, koska niistä on meille hyötyä. Geeneillä, joita ihmiset saivat Neandertalilaisilta, on roolinsa kehon eri osissa, muun muassa aivoissa ja ruoansulatuselimistössä. Nämä Neandertalin geenit saattoivat tehdä ihmisistä älykkäämpiä ja nopeuttaa sopeutumistamme uusiin ruokavalioihin. Useat Neandertalin geenit ovat myös mukana immuunijärjestelmässä ja auttavat meitä torjumaan haitallisia viruksia ja bakteereja. Jälkeenpäin ajatellen olisi voinut olla hyvä, että kaukaisilla esi-isillämme oli lapsia neandertalilaisten kanssa. Niiden geenit auttoivat lajiamme selviytymään nykypäivään asti.,
Johdanto
Kun ylität leijona, tiikeri, saat liger. Nämä isot eläimet ovat yleensä steriilejä, eli ne eivät voi saada jälkeläisiä. Tutkijat ajattelivat pitkään, että eri lajien risteytysten—niin sanottujen hybridien—jälkeläiset olivat aina steriilejä. Lisätutkimukset kuitenkin paljastivat, että joillakin hybrideillä voi olla omat jälkeläisensä. Esimerkiksi vuonna 1943 ligerillä oli pentuja leijonan kanssa saksalaisessa Hellabrunnin eläintarhassa., Kun hybridit risteytyä yksi heidän vanhempien lajeja, kuten liger ja leijona Saksassa, DNA voi virrata yhdestä lajista toiseen. Tätä prosessia kutsutaan introgressioksi .
Introgressio selittää, miten ihmiset saivat jonkin verran Neandertalin DNA: ta. Ihmiset elivät pitkään vain Afrikan savanneilla. Noin 45000 vuotta sitten, he jättivät Afrikassa ja vaelsivat eurooppaan, missä he tulivat kosketuksiin toisen ihmisen-kuten lajien Neanderthals (Homo neanderthalensis). Neandertalilaiset eivät näyttäneet kovin erilaisilta kuin ihmiset., Ne olivat hieman tukevampia, niillä oli pidemmät kädet ja niiden silmien yläpuolella oli silmiinpistävä otsaharjanne (Kuva 1a). Joillakin ihmisillä oli lapsia näiden neandertalilaisten kanssa. Kun lapset kasvoivat, heillä oli omia lapsia. Ja niin edelleen. Näiden kahden ihmislajin sekoittuminen johti introgressioon, DNA: n vaihtoon. Koska ihmisillä ja Neandertalilaisilla oli lapsia vain Afrikan ulkopuolella, neandertalinihmisen DNA: ta ei nykyisistä afrikkalaisista löydy. Muualla maailmassa ihmisillä on kuitenkin noin 3% Neandertalin DNA: ta.,
- Kuva 1 – (A) kuva Neandertalin Natural History Museumissa Lontoossa (UK) (Allan Henderson|Flickr CC BY 2.0).
- (B), Kun ihmisen interbred kanssa Luolamies, tuloksena hybridi oli 50% ihmisen DNA: ta ja 50% Neandertalin DNA: ta. Jos hybrideillä oli lapsia ihmisen kanssa, Neandertalin DNA: n osuus laski 25 prosenttiin. Kunkin peräkkäisen sukupolven lapsia ihmisen kanssa, prosenttiosuus Neandertalin DNA: ta oli puolittunut ja laski seuraavasti: 50-25-12.5-6.25-3.125.,
Sekoittamalla Maalit
Mutta miksi useimmat ihmiset on vain noin 3% Neandertalin DNA: ta? Ensimmäisten ihmis-Neandertalinihybridien DNA oli 50% ihmistä ja 50% Neandertalia. Jos hybrideillä olisi lapsia ihmisen kanssa, Neandertalin DNA: n osuus laskisi noin 25 prosenttiin. Seuraavassa sukupolvessa prosentti puolittuisi jälleen. Jossain vaiheessa Neandertalilaiset kuolivat sukupuuttoon. Emme vieläkään tiedä tarkalleen, miksi. Tämän sukupuuttotapahtuman seurauksena ihmiset saattoivat saada lapsia vain muiden ihmisten kanssa., Ihmisen genomiin ei voitu lisätä uutta Neandertalin DNA: ta, ja Neandertalin DNA: n osuus pieneni nykyiseen 3 prosenttiin.
tätä skenaariota voi verrata kahden värin maalien sekoittamiseen. Sanotaan, että kaadat keltaista (Neandertalilaista) ja punaista (ihmisen) maalia isoon ämpäriin. Tuloksena on oranssi seos, joka edustaa ensimmäistä ihmis-Neandertalinihybridiä. Kun lisäät lisää punaista maalia, sekoitus muuttuu ajan myötä yhä punaisemmaksi. Toisin sanoen DNA muuttuu ajan myötä yhä inhimillisemmäksi, kun ihmisillä on lapsia muiden ihmisten kanssa.,
Jos teemme matikan, voimme nähdä, että saavutamme 3% Neandertalin DNA: ta noin viidessä sukupolvessa ihmisistä, jotka lisääntyvät muiden ihmisten kanssa. Jokaisessa sukupolvessa, prosenttiosuus Neandertalin DNA: ta on puolittunut ja vähentää seuraavasti: 50-25-12.5-6.25-3.125 (Kuva 1B). Oletetaan, että yksi sukupolvi on 25 vuotta, ikä, jolla ihmisillä voi olla lapsia. Silloin ihmisen olisi pitänyt saavuttaa 3% Neandertalin DNA: ta noin 125 vuodessa (5 × 25). Mutta ihmiset ja Neandertalilaiset parittelivat yli 40000 vuotta sitten! Siinä on iso ero. Neandertalin DNA: n osuuden pitäisi olla paljon, paljon pienempi., Ymmärtääksemme, miksi emme ole menettäneet kaikkea Neandertalin DNA: ta, meidän on opittava toisesta käsitteestä: adaptiivisesta introgressiosta.
Mustat Sudet
adaptiivisen introgression ymmärtämiseksi matkaamme Pohjois-Amerikkaan, jossa susilaumat vaeltavat metsissä. Luontodokumentteja katsellessa saattoi huomata, että näillä susilla on useimmiten harmaa Turkki. Tarkkanäköiset tutkijat havaitsivat kuitenkin, että oli joitakin susia, joilla oli tummempi Turkki. Mistä tuo tumma turkki tuli? Tutkijat tutkivat näiden susien DNA: ta ja havaitsivat, että tumman Turkin aiheutti jokin geenin muunnos., Yllättävää kyllä, susilla ei yleensä ole tätä geenin muunnosta. Mutta koirilla on! Lisäanalyysit paljastivat, että aiemmin koirilla ja susilla oli pentuja yhdessä. Näiden kahden lajin sekoittuminen johti DNA: n vaihtoon, mukaan lukien muunnosgeeni, joka antoi susille tummemman Turkin . Tämän tummemman sävyn vuoksi nämä sudet olivat paremmin naamioituneet metsään, mikä teki niistä parempia metsästäjiä. DNA: n—tai introgression—vaihto auttoi susia sopeutumaan ympäristöönsä. Siksi tätä prosessia kutsutaan adaptiiviseksi introgressioksi., Yksilöt, joilla oli tummempi Turkki, selvisivät harmaita ystäviään paremmin ja heillä oli enemmän poikasia. Nämä pennut näyttivät vanhemmiltaan ja niillä oli myös tummempi Turkki. Ajan myötä tummemman Turkin geneettinen muunnos yleistyi populaatiossa (kuva 2). Evoluutiobiologien mukaan tummaturkkinen piirre oli luonnonvalinnan alainen. Jos palaamme analogiaan kahden värin sekoittamisesta, voit verrata hyödyllistä geneettistä muunnosta, kuten tummaa turkista, kovaan keltaiseen maaliin. Ei väliä kuinka paljon punaista maalia lisäät, keltainen möykky ei sekoita, se kelluu punaisessa seoksessa.,
- Kuva 2 – Koska hybridisaatio koirat, sudet hankittu geneettinen variantti musta turkis.
- Tämä tumma takki väri teki sudet paremmin naamioitu metsässä, ja siten paremmin metsästäjät. Sudet saivat todennäköisemmin poikasia. Ajan myötä tummemman Turkin geneettinen muunnos yleistyi populaatiossa.
Hyödyllisiä Neandertalin Geenejä
sama mukautuva introgression tapahtui Neandertalin DNA: ta., Jotkin geenit osoittautuivat ihmisille hyödyllisiksi eivätkä Kadonneet ihmisen DNA: sta. 3% Neandertalin DNA: ta voidaan verrata useita keltainen läiskä, joka kellumaan punainen ihminen-maali. Mitä muutoksia nämä Neandertalin geenit antoivat meille? Tutkijat laativat luettelon kaikista niistä hyödyllisistä geeneistä, jotka saimme Neandertalilaisilta . Katsotaanpa joitakin näistä geeneistä. Esimerkiksi mikrokefaliini-geeni (MCPH1) varmistaa, että aivojen kehitys sujuu suunnitelmien mukaan., Ehkä tämä neandertalilainen geeni teki ihmisistä älykkäämpiä ja parempia selviämään tutkimattomilla alueilla. Muut Neandertalin geenit, kuten hajureseptori 12D3 (OR12D3), ovat tärkeitä ravinnon pilkkomiselle. Eurooppaan saapuneet ihmiset saivat vastaansa kaikenlaista uutta ruokaa. Neandertalilaisten geenit auttoivat heitä sopeutumaan nopeasti uuteen ruokavalioon. Jotkin geenit ovat saattaneet jopa muuttaa hampaidemme muotoa!
myös useat neandertalilaisilta saadut geenit näyttävät vaikuttavan immuunijärjestelmään suojaten meitä tietyiltä sairauksilta., Nämä geenit tekevät proteiineja, jotka etsivät ihmiskehosta haitallisia bakteereja ja viruksia. Kun he kohtaavat yhden, he vangitsevat sen ja varmistavat, että se ei enää vahingoita kehoa. Tämä muistuttaa poliisia, joka partioi kaduilla etsimässä rikollisia ja laittamassa heidät vankilaan. Kun ihmiset saapuivat eurooppaan, he kohtasivat monia uusia sairauksia, joita ei esiinny Afrikassa. Heidän kehonsa eivät olleet perehtyneet näihin sairauksiin ja he sairastuivat nopeasti., Neandertalilaiset olivat kuitenkin selviytyneet näistä taudeista tuhansia vuosia, ja heidän DNA: ssaan oli oikeat geenit näiden eurooppalaisten tautien aiheuttaneiden virusten ja bakteerien torjuntaan. Kun ihmiset saivat Neandertalin DNA: ta, he saivat myös geenit taistelemaan uusia viruksia ja bakteereja vastaan. Voisi sanoa, että ihmisillä on poliisipartio, joka tuntee alueen rikolliset. Se helpotti rikollisten vangitsemista ja vangitsemista. Kuten näistä esimerkeistä näkyy, DNA: n Neandertalin geeneistä on ollut paljon apua.,
Johtopäätös
Joten, jos et ole Afrikkalainen, DNA sisältää ripauksen Neandertalin geenejä. Nämä geenit jäi, koska he olivat luultavasti hyödyllisiä ihmisille, auttaa lajimme nykypäivään. Jälkeenpäin ajatellen olisi voinut olla hyvä, että kaukaisilla esi-isillämme oli lapsia neandertalilaisten kanssa. Ja jos sitä ajattelee, Neandertalilaiset eivät koskaan kuolleet sukupuuttoon-he elävät nykyihmisten DNA: ssa.
Sanasto
hybridi: kahden eri lajin välinen risti.
Introgressio: DNA: n vaihto lajien välillä hybridisaation avulla.,
luonnonvalinta: evoluutioprosessi, jolla suotuisat piirteet omaavat eliöt todennäköisemmin lisääntyvät. Näin tehdessään he siirtävät nämä piirteet seuraavalle sukupolvelle. Ajan myötä tämä prosessi mahdollistaa eliöiden sopeutumisen ympäristöönsä.
sopeutuminen: ominaisuus, joka lisää yksilön selviytymistä ja lisääntymistä verrattuna muihin populaation yksilöihin.,
eturistiriita Lausunto
kirjoittaja vakuuttaa, että tutkimus on tehty ilman mitään kaupallisia tai taloudellisia suhteita, jotka voitaisiin tulkita mahdollisia eturistiriitoja.
Arnold, M. L. 2006. Evoluutio Geneettisen Vaihdon Kautta. New York, NY: Oxford University Press.