أمي إنسان نياندرتال ، وأبي دينيسوفان: أول اكتشاف لهجين قديم بين البشر
يكشف التحليل الجيني عن سليل مباشر لمجموعتين مختلفتين من البشر الأوائل.
ماثيو وارن …مجلة Nature
ترجمة د.أحمد خضير كاظم
كانت الأنثى التي ماتت منذ حوالي 90 ألف عام نصف إنسان نياندرتال ونصف إنسان دينيسوفان ، وفقًا لتحليل الجينوم لعظم تم اكتشافه في كهف سيبيريا. هذه هي المرة الأولى التي يتعرف فيها العلماء على فرد قديم ينتمي والديه إلى مجموعات بشرية متميزة. نُشرت النتائج في 22 أغسطس في مجلة Nature1.

يقول عالم الوراثة السكانية بونتوس سكوجلوند من معهد فرانسيس كريك في لندن: “إن العثور على شخص من الجيل الأول من أصول مختلطة من هذه المجموعات أمر غير عادي تمامًا”. “إنه حقًا علم رائع مصحوبًا بقليل من الحظ.”

أجرى الفريق ، بقيادة عالِم الوراثة القديمة فيفيان سلون وسفانتي بابو من معهد ماكس بلانك للأنثروبولوجيا التطورية في لايبزيغ بألمانيا ، تحليلًا للجينوم على جزء عظمي واحد تم استعادته من كهف دينيسوفا في جبال ألتاي في روسيا. يُطلق هذا الكهف اسمه على “Denisovans” ، وهي مجموعة من البشر المنقرضين تم التعرف عليهم لأول مرة على أساس تسلسل الحمض النووي من طرف عظمة إصبع تم اكتشافه هناك في عام 2008. منطقة ألتاي ، والكهف على وجه التحديد ، كانت أيضًا موطنًا لإنسان نياندرتال .
نظرًا لأنماط التباين الجيني في البشر القدامى والحديثين ، كان العلماء يعرفون بالفعل أن إنسان دينيسوفان وإنسان نياندرتال قد تزاوج مع بعضهما البعض – ومع الإنسان العاقل (انظر: “شجرة متشابكة”). لكن لم يعثر أحد من قبل على ذرية الجيل الأول من مثل هذه التزاوج ، ويقول Pääbo إنه شكك في البيانات عندما شاركها زملاؤه لأول مرة. “اعتقدت أنهم قد أفسدوا شيئًا ما.” قبل اكتشاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان ، الذي أطلق عليه الفريق اسم ديني بمودة ، تم العثور على أفضل دليل على ارتباط وثيق جدًا في الحمض النووي لعينة من الإنسان العاقل كان لها سلف إنسان نياندرتال خلال الأجيال 4-6 السابقة.
كشف النسب
اكتشف فريق Pääbo لأول مرة بقايا Denny منذ عدة سنوات ، من خلال البحث في مجموعة من أكثر من 2000 جزء من العظام مجهولة الهوية بحثًا عن علامات على وجود بروتينات بشرية. في ورقة بحثية نُشرت عام 2016 4 ، استخدموا التأريخ بالكربون المشع لتحديد أن العظم ينتمي إلى أشباه البشر الذين عاشوا منذ أكثر من 50000 عام (الحد الأعلى لتقنية التأريخ ؛ وقد وضع التحليل الجيني اللاحق العينة في حوالي 90 ألف عام ، وفقًا لبابو. ). ثم قاموا بعد ذلك بتسلسل الحمض النووي للميتوكوندريا للعينة – الحمض النووي الموجود داخل محولات طاقة الخلايا – وقارنوا تلك البيانات بالتسلسلات المأخوذة من البشر القدامى الآخرين. أظهر هذا التحليل أن الحمض النووي للميتوكوندريا للعينة جاء من إنسان نياندرتال.

لكن هذا كان نصف الصورة فقط. يُورث الحمض النووي للميتوكوندريا من الأم ويمثل سلالة واحدة فقط من الميراث ، مما يترك هوية الأب ونسل الفرد الأوسع غير معروف.
في الدراسة الأخيرة ، سعى الفريق إلى الحصول على فهم أوضح لأسلاف العينة من خلال ترتيب تسلسل الجينوم الخاص بها ومقارنة التباين في الحمض النووي الخاص بها بثلاثة أشباه البشر الآخرين – إنسان نياندرتال ودينيسوفان ، وكلاهما موجود في كهف دينيسوفا ، والحديث. يوم الإنسان من أفريقيا. تطابق حوالي 40 ٪ من شظايا الحمض النووي من العينة الحمض النووي لإنسان نياندرتال – لكن 40 ٪ أخرى تتطابق مع دينيسوفان. من خلال تسلسل الكروموسومات الجنسية ، حدد الباحثون أيضًا أن الجزء جاء من أنثى ، وتشير سماكة العظم إلى أنها كانت تبلغ من العمر 13 عامًا على الأقل.

مع وجود كميات متساوية من DNA Denisovan و Neanderthal ، يبدو أن العينة لديها أحد الوالدين من كل مجموعة hominin. ولكن كان هناك احتمال آخر: ربما كان والدا ديني ينتميان إلى مجموعة هجينة من دينيسوفان وإنسان نياندرتال.
جينوم رائع
لمعرفة أي من هذه الخيارات كان أكثر احتمالا ، فحص الباحثون مواقع في الجينوم حيث تختلف جينات إنسان نياندرتال ودينيسوفان. في كل من هذه المواقع ، قارنوا أجزاء من الحمض النووي لديني بجينومات أشباه البشر القدامى. في أكثر من 40٪ من الحالات ، تطابقت إحدى شظايا الحمض النووي مع جينوم إنسان نياندرتال ، بينما تطابقت الأخرى مع جينوم إنسان دينيسوفان ، مما يشير إلى أنها حصلت على مجموعة واحدة من الكروموسومات من إنسان نياندرتال والأخرى من إنسان دينيسوفان. أوضح هذا أن ديني كان نسلًا مباشرًا لشخصين مختلفين ، كما يقول بابو. “لقد أوشكنا على القبض على هؤلاء الأشخاص متلبسين.”
تظهر النتائج بشكل مقنع أن العينة هي بالفعل هجين من الجيل الأول ، كما تقول كيلي هاريس ، عالمة الوراثة السكانية في جامعة واشنطن في سياتل ، والتي درست التهجين بين البشر الأوائل والنياندرتال. يوافق سكوجلوند على ذلك قائلاً: “إنها قضية واضحة حقًا”. “أعتقد أنها ستدخل في الكتب المدرسية على الفور.”

يقول هاريس إن المواجهات الجنسية بين إنسان نياندرتال ودينيسوفان ربما كانت شائعة جدًا. “عدد عظام الدينيسوفان النقية التي تم العثور عليها يمكنني الاعتماد عليها من جهة واحدة” ، كما تقول – لذا فإن حقيقة اكتشاف هجين بالفعل تشير إلى أن مثل هذا النسل كان منتشرًا على نطاق واسع. يثير هذا سؤالًا آخر مثيرًا للاهتمام: إذا تزاوج إنسان نياندرتال ودينيسوفان بشكل متكرر ، فلماذا ظل مجموعتي أشباه البشر متمايزتين وراثيًا لعدة مئات الآلاف من السنين؟ يقترح هاريس أن نسل إنسان نياندرتال ودينيسوفان قد يكون عقيمًا أو غير لائق بيولوجيًا بطريقة أخرى ، مما يمنع النوعين من الاندماج.

يقول كريس سترينجر ، عالم الأنثروبولوجيا القديمة في متحف التاريخ الطبيعي في لندن ، إن عمليات الاقتران بين إنسان نياندرتال ودينيسوفان قد يكون لها أيضًا بعض المزايا ، حتى لو كانت هناك تكاليف أخرى. كان إنسان نياندرتال ودينيسوفان أقل تنوعًا وراثيًا من البشر المعاصرين ، وبالتالي فإن التزاوج قد يوفر طريقة “لتكريس” جينوماتهم بقليل من التنوع الجيني الإضافي ، كما يقول. تثير الدراسة أيضًا أسئلة حول كيفية حدوث التزاوج بين المجموعات البشرية المختلفة ، كما يقول سترينجر – على سبيل المثال ، ما إذا كانت بالتراضي أم لا. قد يقدم سرد أكثر تفصيلاً لتدفق الجينات بين إنسان نياندرتال ودينيسوفان في المستقبل تلميحات عن السلوك البشري القديم.

اتصالات غاب
يوافق Pääbo على أن إنسان نياندرتال ودينيسوفان كان من الممكن أن يتكاثر بسهولة مع بعضهما البعض عندما التقيا – لكنه يعتقد أن تلك اللقاءات كانت نادرة. تم العثور على معظم بقايا إنسان نياندرتال عبر غرب أوراسيا ، في حين تم اكتشاف إنسان دينيسوفان حتى الآن فقط في كهف سيبيريا الذي يحمل اسمه. على الرغم من تداخل الأراضي العشبية للمجموعتين في جبال ألتاي وربما في أماكن أخرى ، إلا أن هذه المناطق كانت قليلة الكثافة السكانية. “أعتقد أن أي إنسان نياندرتال عاش غرب جبال الأورال لن يقابل أبدًا دينيسوفان في حياته” ، كما يقول بابو ، مشيرًا إلى سلسلة الجبال التي تمتد عبر غرب روسيا وكازاخستان.
لكن في بعض الأحيان ، ربما سافر السكان البدائيون من غرب أوراسيا إلى سيبيريا ، أو العكس. على أساس التباين في جينوم العينة ، استنتج الفريق أن والدة ديني النياندرتال كانت أكثر ارتباطًا بعينة إنسان نياندرتال وجدت على بعد آلاف الكيلومترات ، في كرواتيا ، مقارنة بأخرى وجدت على بعد أقل من متر واحد في نفس الكهف.
مات إنسان نياندرتال الكرواتي في الآونة الأخيرة أكثر من ديني – منذ حوالي 55000 سنة – في حين أن إنسان نياندرتال من كهف دينيسوفا يبلغ من العمر حوالي 120.000 سنة. يترك هذا احتمالين لتفسير أسلاف والدة ديني: إما أن مجموعة من إنسان نياندرتال الأوروبي جاءوا شرقًا إلى جبال ألتاي واستبدلوا جزئيًا إنسان نياندرتال في المنطقة قبل ولادة الهجين ، أو ربما غادرت مجموعة من إنسان نياندرتال جبال ألتاي إلى أوروبا في وقت ما بعد ولادة ديني. في كلتا الحالتين ، كما يقول هاريس ، فإن إنسان نياندرتال “لم يبق في مكان واحد لآلاف السنين”.

مع أم إنسان نياندرتال وأب دينيسوفاني ، ما الذي يجب أن نسميه العينة الجديدة؟ يقول بابو: “إننا نخجل قليلاً من استخدام كلمة” هجين “. يشير المصطلح إلى أن المجموعتين نوعان منفصلان من البشر ، بينما في الواقع الحدود بينهما ضبابية – كما تظهر الدراسة الجديدة. يقول هاريس إن تعريف نوع ما في العالم الطبيعي ليس واضحًا دائمًا ، ومن المثير للاهتمام أن نرى نقاشات طويلة الأمد حول كيفية تصنيف الكائنات الحية تبدأ في التطبيق على البشر.

مهما قرر العلماء الاتصال بديني ، يقول سكوجلوند إنه كان سيحب أن يكون قادرًا على مقابلتها. “ربما يكون الشخص الأكثر روعة الذي تم تسلسل الجينوم الخاص به على الإطلاق.”

Nature: 560 ، 417-418 (2018)

doi:https://doi.org/10.1038/d41586-018-06004-0-