Ученые обнаружили прямые доказательства эволюционного отбора

Существует множество исследований факторов, оказавших влияние на геном человека с конца последнего ледникового периода

Антропологи из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце и генетики из Университетского колледжа Лондона в сотрудничестве с археологами из Берлина и Киева проанализировали древнюю ДНК скелетов и обнаружили, что эволюция оказала значительное влияние на геном человека даже в последние 5000 лет, в результате чего мы можем наблюдать устойчивые изменения во внешности современного человека, сообщается в Past Horizons.

Детальное описание результатов этого исследовательского проекта было опубликовано на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В течение нескольких лет генетики отслеживали отголоски естественного отбора в геномах современных живущих людей, но такие в большей степени наблюдательные методы, как правило, не очень точны. Результаты таких исследований не могли достоверно говорить о том, когда точно эволюционный отбор проявил себя, вытеснив ту или иную черту.

Исследователи Майнца и Лондона решили использовать новый подход. Он включал в себя анализ ДНК скелетов, добытых археологами, и сравнение доисторических данных с данными о современных европейцах. Для этого использовалось компьютерное моделирование. Когда генетические изменения нельзя было объяснить случайностью наследования, исследователи делали вывод о роли селекции там, где частота мутации значительно увеличивалась в конкретной популяции.

Миграция в северные широты

При исследовании многочисленных генетических маркеров, находимых у древних и современных живущих людей, Сандра Уайльд из палеогенетической группы Института антропологии в Майнце заметила поразительные различия в генах, связанных с волосами, кожей и пигментацией глаз. «Доисторические европейцы в регионе, который мы изучали, были явно темнее, чем их современные потомки, – говорит Уайльд. – Более темный фенотип, скорее всего, был приоритетным на протяжении сотен тысяч лет. Все наши предки были сильнее пигментированы. Однако все, должно быть, изменилось за последние 50 000 лет, когда люди начали мигрировать в северные широты», – заявила она.

Захоронение в Кировограде. Скелет представителя ямной культуры, датировка – около 5000 лет. Фото Alla V. Nikolova с сайта uni-mainz.de

Витамин D

«В Европе мы находим особенно широкий спектр генетической изменчивости в отношении пигментации», – добавляет соавтор исследования доктор Карола Кирсано, которая также является членом группы палеогенетиков Майнцского университета. По ее словам, ученые не ожидали, что естественный отбор произойдет в направлении более легкой пигментации в период последних нескольких тысяч лет. Обнаруженные исследователями изменения касались также сопротивления малярии и усвоения лактозы. Авторы научного проекта видят этому несколько объяснений.

«Возможно, наиболее очевидным является то, что это результат адаптации к снижению уровня солнечного света в северных широтах», – говорит профессор Марк Томас, представляющий лондонский колледж. Ученый рассказывает о том, что витамин D в коже содержится у большинства людей в мире из-за ультрафиолетового облучения, но в северных широтах ситуация иная. И если люди не получали много витамина D, то более светлая кожа становилась естественным проявлением эволюционного хода событий.

Но объяснение феномена витамином D имеет и свои недостатки, когда мы говорим о цвете волос и глаз. Ученые допускают вероятность, что более светлые волосы и цвет глаз функционировали как сигнал, указывающий на некую групповую принадлежность. Это, в свою очередь, возможно, играло роль при выборе партнера. Половой отбор такого рода распространен у животных и, вероятно, также был одной из движущих сил эволюции человека на протяжении последних нескольких тысячелетий.

Естественный отбор в прошлом и в настоящем

«Мы действительно ожидали, что результаты исследования укажут на изменения в геноме человека посредством динамики населения, то есть миграции. В целом генетические изменения, связанные с естественным отбором, должны были быть скорее исключением, чем правилом», – пишут авторы. Но следует иметь в виду, что результаты исследователей необязательно означают, что все, прошедшее естественный отбор в прошлом, по-прежнему имеет положительное влияние на современных людей. Характеристики, переданные с помощью отбора, являются скорее особенностью отдельных групп людей, а не всеобъемлющим правилом адаптации к окружающей среде.