تبارهای ارواح؛ انسان‌های امروزی وارث ژن‌هایی از دو گونه ناشناخته هستند

ژنوم انسان‌های امروزی حامل ردپای دو تبار منقرض‌شده و ناشناخته از انسان‌هاست. پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، با ابداع روشی تازه برای بازسازی شجره‌نامه‌ی ژنتیکی بیش از ۵۰۰ نمونه از ژنوم انسان‌های سراسر جهان، بدون نیاز به هیچ نمونه‌ی دی‌ان‌ای باستانی، توانستند نشانه‌هایی از آمیزش انسان امروزی با دو جمعیت باستانی ناشناخته را کشف کنند.

به‌گزارش لایو‌ساینس، پژوهشگران این جمعیت‌ها را «تبارهای ارواح» می‌نامند. براساس یافته‌های پژوهشی تازه، یکی از این تبارها ردی از DNA خود را در ژنوم تمام انسان‌های امروزی، فارغ از نژاد و خاستگاه جغرافیایی، برجای گذاشته است. تبار دیگر که پژوهشگران آن را «فوق‌باستانی» می‌خوانند، به نزدیک به دو میلیون سال پیش بازمی‌گردد و تنها در ژنوم برخی از مردم اقیانوسیه قابل ردیابی است.

پریا مورجانی، ژنتیک‌دان تکاملی انسان در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و از نویسندگان مطالعه، توضیح می‌دهد که این جمعیت‌های منقرض‌شده احتمالاً صدها هزار سال، یا حتی بیش از یک میلیون سال پیش می‌زیسته‌اند، اما ردپای میراث ژنتیکی‌شان همچنان در ژنوم ما حفظ شده است.

درطول دهه‌های اخیر، شواهد ژنتیکی متعددی نشان داده‌اند که گونه‌ی ما، یعنی هومو ساپینس یا انسان خردمند در دوره‌هایی از تاریخ تکاملی خود با خویشاوندان منقرض‌شده‌ای همچون نئاندرتال‌ها و دنیسوواها آمیزش داشته است. بیشتر مردمی که تبار آفریقایی جنوب صحرا ندارند، حدود ۱ تا ۲٫۴ درصد از ژنوم خود را از نئاندرتال‌ها به ارث برده‌اند و آسیایی‌ها و مردم اقیانوسیه (ساکنان جزایر اقیانوس آرام) نیز حدود ۰٫۱ تا ۶ درصد تبار دنیسووانی در ژنوم خود دارند.

مورجانی می‌گوید: «DNA باستانی درک ما از تکامل انسان را دگرگون کرده، اما تنها می‌تواند درباره‌ی جمعیت‌هایی اطلاعات بدهد که DNA‌-شان باقی مانده باشد. DNA تنها در شرایط بسیار خاص، عموماً محیط‌های سرد و خشک، دوام می‌آورد؛ به همین دلیل بخش بزرگی از تاریخ تکاملی ما، به‌ویژه در آفریقا، دیگر مناطق گرمسیری و بازه‌های زمانی بسیار دور، همچنان از دسترسمان خارج مانده است.»

مورجانی و همکارانش، پژوهش خود را با این فرضیه آغاز کردند که ژنوم هر فرد، حاوی سابقه‌ای از کل تبار اوست. آن‌ها به دنبال پاسخ این پرسش بودند که آیا می‌توان نشانه‌هایی از نیاکان دیرینه و منقرض‌شده را در دل ژنوم انسان‌های امروزی یافت یا نه.

پژوهشگران روشی تازه برای مقایسه و تحلیل بیش از ۵۰۰ ژنوم کامل از انسان‌های امروزی سراسر جهان ابداع کردند. با استفاده از این داده‌ها، تیم شجره‌نامه‌ی کامل هر بخش از ژنوم افراد را بازسازی کرد؛ به این ترتیب، درخت‌های تبارشناسی دقیقی ترسیم شد که نشان می‌دهند لحظه‌ی انشعاب و ادغام هر رشته‌ی ژنتیکی در کجا رخ داده است. تمرکز اصلی تیم تحقیق بر نیاکانی بود که تفاوت ژنتیکی عمیقی با انسان امروزی داشتند و مدت‌ها پیش از مسیر تکامل انسان مدرن جدا شده بودند.

برخلاف روش‌های پیشین، تکنیک تازه نیازی به نمونه‌ی DNA از فسیل‌ها ندارد تا بتواند توالی‌های ژنتیکی باستانی را در ژنوم انسان امروزی شناسایی کند. به گفته‌ی مورجانی، دیگر لازم نیست منتظر یافتن فسیل‌هایی با کیفیت حفاظت استثنایی بمانیم؛ ژنوم انسان‌های زنده‌ی امروزی خود حامل ردپای نیاکان باستانی است و روش‌های تبارشناسی ژنتیکی امکان بازیابی بخشی از این تاریخ پنهان را فراهم می‌کنند.

پژوهشگران روش تازه را نخست در عمل آزمودند و دریافتند که به‌درستی نیاکان نئاندرتالی و دنیسووایی را در ژنوم انسان امروزی شناسایی می‌کند. اما فراتر از آن، این روش نشانه‌هایی از آمیزش با گروه‌های منقرض‌شده‌ی ناشناخته‌ای را نیز آشکار کرد که تاکنون هیچ‌کس از وجودشان خبر نداشت.

براساس یافته‌های تیم، DNA یکی از این تبارهای ارواح در ژنوم همه‌ی انسان‌های امروزی یافت می‌شود. این یافته نشان می‌دهد که این تبار پیش از آخرین موج مهاجرت هومو ساپینس از آفریقا به دیگر نقاط جهان، یعنی بیش از ۵۰هزار سال پیش، در آفریقا با انسان امروزی آمیزش داشته است.

یولین ژانگ، زیست‌شناس محاسباتی دانشگاه کالیفرنیا برکلی و از نویسندگان مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: «پژوهش‌های پیشین نشان داده بودند احتمالاً تبار ارواحی، یعنی تباری از جمعیت‌های باستانی ناشناخته، در انسان امروزی وجود دارد، اما مشخص نکرده بودند این تبار ناشناخته تنها در آفریقایی‌ها حضور دارد یا نه و این رخداد آمیزشی دقیقاً چه زمانی رخ داده است. ما در این مطالعه توانستیم مکان‌های ژنومی مرتبط با این تبار ارواح را در انسان امروزی شناسایی و نقشه‌برداری کنیم و نشان دهیم این تبار در همه‌ی انسان‌های امروزی حضور دارد، نه فقط آفریقایی‌ها.»

یکی از نامزدهای احتمالی برای تبار ارواح، انسان هایدلبرگی (Homo heidelbergensis) است؛ گونه‌ای انسان‌تبار که از حدود ۷۰۰هزار تا ۲۰۰هزار سال پیش در آفریقا و اروپا می‌زیسته است. کریس استرینگر، دیرین‌مردم‌شناس موزه‌ی تاریخ طبیعی لندن، می‌گوید موافق است که این تبار ارواح می‌تواند همان انسان هایدلبرگی باشد؛ گونه‌ای که تا حدود ۳۰۰هزار سال پیش نیز در آفریقا حضور داشته است.

پژوهشگران همچنین شواهدی یافتند که نشان می‌دهد مردم اقیانوسیه ردپایی از تباری فوق‌باستانی را به ارث برده‌اند که حدود ۱٫۸ میلیون سال پیش، یعنی پیش از پیدایش نیای مشترک انسان امروزی، نئاندرتال‌ها و دنیسوواها، از مسیر تکاملی نیاکان انسان جدا شده بود. این DNA فوق‌باستانی به‌طور میانگین تنها حدود ۰٫۰۰۲ درصد از ژنوم افراد اقیانوسیه‌ی بررسی‌شده را تشکیل می‌دهد و در درون بخش‌هایی از ژنوم که منشأ دنیسوانی دارند یافت شده است؛ نشانه‌ای از اینکه این DNA فوق‌باستانی از طریق آمیزش با دنیسوواها به انسان امروزی راه یافته است.

فرناندو ویانیا، ژنتیک‌دان جمعیت در دانشگاه کلرادو بولدر، می‌گوید قدمت DNA فوق‌باستانی نشان می‌دهد احتمالاً این توالی‌ها نخست از انسان راست‌قامت (Homo erectus)، صاحب طولانی‌ترین عمر یک گونه‌ی شناخته‌شده‌ی انسانی، به دنیسوواها و سپس به انسان امروزی راه یافته‌اند. به گفته‌ی وی، این فرضیه منطقی به نظر می‌رسد، چرا که جمجمه‌های یافت‌شده از انسان راست‌قامت در یون‌شیان چین، ویژگی‌های مشترکی با فسیل‌های دنیسوانی دارند. با‌این‌حال، تاکنون تنها بخش محدودی از مواد ژنتیکی این گونه تحلیل شده است.

به گفته‌ی ویانیا، یافته‌های مطالعه نشان می‌دهند انسان امروزی محصول آمیزش چند گونه‌ی متفاوت است و «دورگه‌شدن قاعده بوده، نه استثنا». او افزود این پدیده در تکامل بسیاری از گونه‌های دیگر نیز رایج بوده و این یافته‌ها به بازنگری در نگرش علمی ما نسبت به استثناگرایی انسانی کمک می‌کند.

بخش‌های ژنتیکی برجای‌مانده از تبارهای تازه‌کشف‌شده در سراسر ژنوم انسان پراکنده‌اند، اما بیشترین تراکم آن‌ها در بخش‌هایی از ژنوم دیده می‌شود که با سامانه‌ی ایمنی و عملکرد متابولیک ارتباط دارند. مورجانی این الگو را منطقی می‌داند، چرا که نیاز به سازگاری با میکروب‌های تازه و منابع غذایی جدید، یکی از قوی‌ترین محرک‌های تکامل انسان بوده است. آمیزش با دیگر گروه‌های منقرض‌شده‌ی انسانی، به انسان امروزی امکان داد DNA بالقوه سودمند را به دست آورد.

مورجانی در جمع‌بندی یافته‌ها افزود: «این پژوهش تغییری بنیادین در نگاه ما به تکامل انسان را تقویت می‌کند. تاریخ انسان، به‌جای یک درخت شاخه‌ای ساده، بیش از پیش به‌صورت شبکه‌ای پیچیده از جمعیت‌ها ظاهر می‌شود که از طریق چرخه‌های مکرر جدایی، مهاجرت و آمیزش به هم متصل‌اند.»

پژوهشگران امیدوارند در آینده با استفاده از روش تازه، نشانه‌هایی از دیگر تبارهای ارواح را نیز شناسایی کنند؛ به‌ویژه آن‌هایی که خاستگاهشان مناطقی همچون آفریقا و جنوب آسیاست و در مطالعات DNA باستانی کمتر نمایندگی داشته‌اند. به گفته‌ی مورجانی، تکنیک تازه می‌تواند به پژوهشگران کمک کند تاریخ تکاملی گونه‌های دیگر را نیز در مواردی که DNA فسیلی کمیاب یا ناموجود است، بررسی کنند.

مطالعه در نشریه‌ی ساینس منتشر شده است.