معلومة

ما هي بعض الأمثلة على التزاوج بين الأنواع التي تفصل بينها 5 ملايين سنة أو أكثر؟

ما هي بعض الأمثلة على التزاوج بين الأنواع التي تفصل بينها 5 ملايين سنة أو أكثر؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

التهجين مقيد بأن النسل يشترك في الجينات الخاصة بالوالدين. ما هي بعض الأمثلة على التهجين الذي حدث ، حيث تم فصل النوعين بمقدار 5 ملايين سنة أو أكثر؟


أنا أعتمد قليلاً على ما تعنيه بالتهجين. على أي حال ، لن تكون إجابتي مرضية تمامًا.

نقل الجينات الأفقي

إذا كنت تشير إلى أي تبادل للمواد الوراثية من ، فيمكنك إلقاء نظرة على Salzberg et al. (2001) الذي أبلغ عن 40 جينًا تم نقلها أفقيًا من البكتيريا.

إليسيا كلوروتيكا هي سبيكة بحرية قادرة على التمثيل الضوئي بفضل نقل الجينات الأفقي (شوارتز وآخرون ، 2014)

التهجين النموذجي

إذا كنت تفكر في نوع من أنواع زواج الأقارب الأكثر شيوعًا ، فقد ترغب في التفكير في ذلك

بغل هو الهجين بين حمار ذكر وأنثى حصان. يشترك الحمار والحصان في سلف مشترك يبلغ حوالي 4.5 مليون سنة (وفقًا لـ Live Science). غالبًا ما تكون البغال عقيمة ولكن بعضها كان خصبًا (Rong et al. 1988 ؛ انظر أيضًا هذا المقال من موقع Denver ؛ شكرًاiayork)

Platanus × acerifolia عبارة عن مزيج هجين بين بلاتانوس أورينتاليس و بلاتانوس أوكسيدنتاليس. بلاتانوس هي أجناس قديمة إلى حد ما مع وجود حفريات عمرها 115 مليون سنة (من ويكي). ومع ذلك ، لا أعرف كم عمر السلف المشترك بينهما P. orientalis و P. اوكسيدنتاليس

هناك الكثير من الأمثلة الأخرى في ويكيبيديا> هجين ، لكنني فشلت في العثور على تقدير جيد للأصل المشترك لأولئك الذين ربما كان لديهم سلف مشترك يزيد عمره عن 5 ملايين سنة ، لكن من المحتمل أن يكون موجودًا بالنظر إلى أن مثال البغل يبلغ بالفعل 4.5 مليون سنة.


فيما يلي بعض الأبحاث حول تقارب هجين السرخس بعد 60 مليون سنة:

http://www.iflscience.com/plants-and-animals/distant-species-produce-hybrid-60-million-years-after-their-split/

يبدو أن بعض الخمائر في مصنع جعة بعد 10-20 مليون سنة: http://www.iflscience.com/plants-and-animals/distant-species-produce-hybrid-60-million-years-after-their-split/

غنم ماعز بعد 7 ملايين سنة: https://whyevolutionistrue.wordpress.com/2014/08/03/a-new-geep-a-sheepgoat-hybrid/

لتطور التوقيت http://www.timetree.org/


كشفت دراسة مفاجئة أن الشمبانزي تزاوج مع قرود البونوبو

تمامًا مثل البشر الأوائل الذين تزاوجوا مع إنسان نياندرتال ، يبدو أن أقرب أقربائنا كان لديهم أيضًا بعض الأوقات الممتعة مع بعضهم البعض. وفقًا لتحليل جيني جديد ، فإن واحد بالمائة من جينوم الشمبانزي يأتي من قرود البونوبو.

الشمبانزي والبونوبو هما النوعان الوحيدان في الجنس مقلاة وهم يمثلون أقرب أقربائنا الجيني. كلا النوعين يسكنان غابة الكونغو في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى ، وفي بعض المناطق تكون موائلهما قريبة جدًا من بعضها البعض & # 8211 على الرغم من فصلها عن طريق نهر الكونغو. على الرغم من كونهم أذكياء ويظهرون العديد من السمات البشرية ، إلا أنهم معرضون للخطر وغالبًا ما يتم اصطيادهم أو الاحتفاظ بهم كأسرى. هذا هو السبب الرئيسي وراء إجراء الدراسة & # 8211 ليس لتحديد الروابط بين النوعين ، ولكن للمساعدة في الحفاظ على الشمبانزي.

& # 8220 هذا هو أكبر تحليل لجينوم الشمبانزي حتى الآن ويظهر أنه يمكن استخدام علم الوراثة لتحديد مكان وجود الشمبانزي في البرية بدقة ، & # 8221 قال الدكتور كريس تايلر سميث ، من معهد ويلكوم ترست سانجر.

& # 8220 يمكن أن يساعد هذا في إطلاق سراح الشمبانزي الذي تم أسره بشكل غير قانوني وإعادته إلى المكان الصحيح في البرية وتقديم دليل أساسي لاتخاذ إجراءات ضد الخاطفين. & # 8221

ومع ذلك ، فقد أسفر البحث عن بعض المعلومات البيولوجية المثيرة للاهتمام. وجد الباحثون أن النوعين تباعدا عن سلف مشترك بين 1.5 و 2 مليون سنة مضت. لكن بعض مجموعات الشمبانزي كانت لديها مفاجأة: DNA البونوبو مضمّن في جيناتها.

& # 8220 وجدنا أن الشمبانزي الأوسط والشرقي يشترك بشكل ملحوظ في المواد الجينية مع البونوبو أكثر من سلالات الشمبانزي الأخرى. هذه الشمبانزي لديها ما لا يقل عن 1٪ من جينوماتها مشتقة من قرود البونوبو. هذا يدل على أنه لم يكن هناك انفصال نظيف ، لكن الاختلاف الأولي أعقبه نوبات عرضية من الاختلاط بين الأنواع.

لم يفكر العديد من علماء الأحياء حتى في التزاوج بين النوعين ، لذا كان هذا مفاجئًا للغاية ، لكن النتائج كانت واضحة جدًا. هناك تشابه واضح بين ما توصلت إليه الدراسة التي أُجريت على أنواعنا ووجدت أن البشر الأوائل وإنسان نياندرتال قد تباعدوا عن نفس السلف ، لكنهم تزاوجوا أيضًا لفترة طويلة. يحمل البشر غير الأفارقة بداخلهم جزءًا كبيرًا من الحمض النووي لإنسان نياندرتال. قال الدكتور Tomàs Marquès-Bonet ، قائد الدراسة من معهد التطور البيولوجي (جامعة بومبيو فابرا و CSIC) في برشلونة:

& # 8220 هذه هي الدراسة الأولى التي تكشف عن حدوث أحداث تدفق الجينات القديمة بين الأنواع الحية الأقرب إلى البشر & # 8212 البونوبو والشمبانزي. وهذا يعني أن التكاثر الناجح بين الأنواع القريبة ربما كان منتشرًا بالفعل في أسلاف البشر والقردة الحية. & # 8221


تم اكتشاف أقرب حدث تهجين بين البشر القدامى

صورة: شجرة تطورية تتضمن أربع حلقات مقترحة لتدفق الجينات. يشير الحدث غير المعروف سابقًا منذ 744372 عامًا (باللون البرتقالي) إلى حدوث تهجين بين أسلاف نياندرتال ودينيسوفان في أوراسيا. عرض المزيد

ائتمان: مقتبس من آلان روجرز

لمدة ثلاث سنوات ، حاول عالم الأنثروبولوجيا آلان روجرز حل لغز تطوري. يفك بحثه تشابك ملايين السنين من التطور البشري من خلال تحليل خيوط الحمض النووي من الأنواع البشرية القديمة المعروفة باسم أشباه البشر. مثل العديد من علماء الوراثة التطورية ، يقارن روجرز جينومات أشباه البشر بحثًا عن أنماط وراثية مثل الطفرات والجينات المشتركة. يطور أساليب إحصائية تستنتج تاريخ البشر القدامى.

في عام 2017 ، قاد روجرز دراسة وجدت أن سلالتين من البشر القدامى ، إنسان نياندرتال ودينيسوفان ، انفصلا في وقت أبكر بكثير مما كان يعتقد سابقًا واقترح حجمًا ضيقًا للسكان. لقد تسبب في بعض الجدل - جادل علماء الأنثروبولوجيا مافيسوني و Pr & # 252fer بأن طريقتهم في تحليل الحمض النووي أسفرت عن نتائج مختلفة. وافق روجرز ، لكنه أدرك أن أيًا من الطريقتين تفسر البيانات الجينية جيدًا.

"كلتا الطريقتين قيد المناقشة كانت تفتقر إلى شيء ما ، ولكن ماذا؟" سأل روجرز ، أستاذ الأنثروبولوجيا في جامعة يوتا.

تمكنت الدراسة الجديدة من حل هذا اللغز ، وبفعلها ذلك ، وثقت أول حدث معروف للتزاوج بين المجموعات البشرية القديمة - وهي مجموعة تُعرف باسم "الأثرياء الفائقين" في أوراسيا التي تزاوجت مع أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان منذ حوالي 700000 عام. كان الحدث بين مجموعتين كانتا أقرب إلى القرابة من أي مجتمع آخر تم تسجيله. اقترح المؤلفون أيضًا جدولًا زمنيًا منقحًا للهجرة البشرية من إفريقيا إلى أوراسيا. توفر طريقة تحليل الحمض النووي القديم طريقة جديدة للنظر إلى الوراء إلى الوراء أكثر من أي وقت مضى.

قال روجرز ، المؤلف الرئيسي للدراسة: "لم نعرف أبدًا عن حلقة التزاوج هذه ولم نتمكن أبدًا من تقدير حجم السكان القدامى". "نحن فقط نلقي الضوء على فترة زمنية في تاريخ التطور البشري كانت مظلمة تمامًا في السابق."

نُشرت الورقة في 20 فبراير 2020 في المجلة تقدم العلم.

من افريقيا والتهجين

درس روجرز الطرق التي يتم من خلالها مشاركة الطفرات بين الأفارقة والأوروبيين المعاصرين وإنسان نياندرتال القديم ودينيسوفان. تضمن نمط المشاركة خمس حلقات من التهجين ، بما في ذلك واحدة لم تكن معروفة من قبل. تتضمن الحلقة المكتشفة حديثًا تهجينًا منذ أكثر من 700000 عام بين مجموعة سكانية "قديمة للغاية" انفصلت عن جميع البشر الآخرين منذ حوالي مليوني عام ، وأسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان.

كانت مجموعات أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان القديمة للغاية أكثر ارتباطًا من أي زوج آخر من المجموعات البشرية المعروفة سابقًا بالتزاوج. على سبيل المثال ، تم فصل الإنسان الحديث والنياندرتال لمدة 750.000 سنة عندما تزاوجوا. تم فصل أسلاف الإنسان البدائي والنياندرتال ودينيسوفان لأكثر من مليون سنة.

قال روجرز: "هذه النتائج المتعلقة بالتوقيت الذي حدث فيه التهجين في سلالة الإنسان تخبر شيئًا عن المدة التي يستغرقها تطور العزلة الإنجابية".

استخدم المؤلفون أدلة أخرى في الجينوم لتقدير متى انفصل البشر القدامى وحجم السكان الفعال. وقد قدّروا أن هذا الحيوان العتيق قد انفصل إلى نوع خاص به منذ حوالي مليوني سنة. هذا يتفق مع الأدلة الأحفورية البشرية في أوراسيا التي يبلغ عمرها 1.85 مليون سنة.

اقترح الباحثون أيضًا وجود ثلاث موجات من الهجرة البشرية إلى أوراسيا. الأول كان قبل مليوني عام عندما هاجر الأثريون الفائقون إلى أوراسيا وتوسعوا إلى عدد كبير من السكان. ثم قبل 700000 عام ، هاجر أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان إلى أوراسيا وتزاوجوا بسرعة مع أحفاد الأثرياء. أخيرًا ، توسع الإنسان الحديث إلى أوراسيا قبل 50000 عام حيث نعلم أنهم تزاوجوا مع البشر القدامى الآخرين ، بما في ذلك البشر البدائيون.

قال روجرز: "لقد كنت أعمل طوال العامين الماضيين على هذه الطريقة المختلفة لتحليل البيانات الجينية لاكتشاف التاريخ". "إنه لمن دواعي السرور أنك توصلت إلى طريقة مختلفة للنظر إلى البيانات وينتهي بك الأمر باكتشاف أشياء لم يتمكن الناس من رؤيتها بالطرق الأخرى."

كما ساهم في الدراسة ناثان إس هاريس وآلان أ. آخنباخ من قسم الأنثروبولوجيا بجامعة يوتا.

تنصل: AAAS و EurekAlert! ليست مسؤولة عن دقة النشرات الإخبارية المرسلة إلى EurekAlert! من خلال المؤسسات المساهمة أو لاستخدام أي معلومات من خلال نظام EurekAlert.


تزاوج أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان مع أشباه البشر "Superarchaic"

أظهرت دراسة جديدة أجراها باحثون من قسم الأنثروبولوجيا في جامعة يوتا أنه منذ أكثر من 700000 عام ، تزاوج أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان مع أسلافهم الأوراسيين & # 8212 أفرادًا من السكان `` الفائقين '' الذين انفصلوا عن البشر الآخرين حوالي 2 منذ مليون سنة.

إنسان نياندرتال الأوائل الذي عاش في Sima de los Huesos ، وهو موقع كهف في جبال أتابويركا ، إسبانيا. رصيد الصورة: © Kennis & amp Kennis / Madrid Scientific Films.

قال البروفيسور آلان روجرز من جامعة يوتا ، المؤلف الرئيسي للدراسة: "لم نعرف أبدًا عن هذه الحلقة من التهجين ولم نتمكن أبدًا من تقدير حجم السكان الفائقين".

"نحن فقط نلقي الضوء على فترة زمنية في تاريخ التطور البشري كانت مظلمة تمامًا في السابق."

درس البروفيسور روجرز وزملاؤه الطرق التي يتم بها مشاركة الطفرات بين الأفارقة والأوروبيين المعاصرين ، والنياندرتال والدينيسوفان القدماء.

تضمن نمط المشاركة خمس حلقات من التهجين ، بما في ذلك واحدة لم تكن معروفة من قبل.

تتضمن الحلقة المكتشفة حديثًا تهجينًا منذ أكثر من 700000 عام بين مجموعة من السكان "الخارقة" ذات الصلة البعيدة والتي انفصلت عن جميع البشر الآخرين منذ حوالي مليوني عام ، وأسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان.

كانت مجموعات أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان الفائقة القرابة أكثر ارتباطًا من أي زوج آخر من المجموعات البشرية المعروفة سابقًا بالتزاوج. على سبيل المثال ، تم فصل الإنسان الحديث والنياندرتال لمدة 750.000 سنة عندما تزاوجوا.

تم فصل أسلاف النياندرتال ودينيسوفان عن الأسلاف الفائقة لأكثر من مليون سنة.

قال البروفيسور روجرز: "هذه النتائج المتعلقة بالتوقيت الذي حدث فيه التزاوج في سلالة الإنسان تخبر شيئًا عن المدة التي يستغرقها تطور العزلة الإنجابية".

استخدم الباحثون أدلة أخرى في الجينوم لتقدير متى انفصل البشر القدامى وحجم السكان الفعال.

قدّروا أن المواد الفائقة قد انفصلت إلى نوع خاص بها منذ حوالي مليوني سنة. يتفق هذا مع الأدلة الأحفورية البشرية في أوراسيا التي يبلغ عمرها 1.85 مليون سنة.

تشير شجرة تطورية تتضمن أربع حلقات مقترحة لتدفق الجينات ، الحدث غير المعروف سابقًا قبل 744372 عامًا (برتقالي) ، إلى حدوث تزاوج بين أسلاف نياندرتال ودينيسوفان في أوراسيا. رصيد الصورة: روجرز وآخرون، دوى: 10.1126 / sciadv.aay5483.

اقترح العلماء أيضًا وجود ثلاث موجات من الهجرة البشرية إلى أوراسيا.

الأول كان قبل مليوني سنة عندما هاجر الخارقون إلى أوراسيا وتوسعوا إلى عدد كبير من السكان.

ثم قبل 700000 عام ، هاجر أسلاف إنسان نياندرتال ودينيسوفان إلى أوراسيا وتزاوجوا سريعًا مع أحفاد الخارقة.

أخيرًا ، توسع الإنسان الحديث إلى أوراسيا قبل 50000 عام حيث نعلم أنهم تزاوجوا مع البشر القدامى الآخرين ، بما في ذلك البشر البدائيون.

قال البروفيسور روجرز: "لقد عملت طوال العامين الماضيين على هذه الطريقة المختلفة لتحليل البيانات الجينية لاكتشاف التاريخ".

"إنه لمن دواعي السرور أنك توصلت إلى طريقة مختلفة للنظر إلى البيانات وينتهي بك الأمر باكتشاف أشياء لم يتمكن الناس من رؤيتها بالطرق الأخرى."


هل يمكن أن يؤدي التهجين بين البشر والنياندرتال إلى تعزيز الدماغ البشري؟

تشير دراسة جديدة إلى أن التطور البشري لم يكن مجرد طفرات مفيدة عفوية تنشأ داخل سلالة الإنسان.

هل يمكن أن يكون التزاوج بين إنسان قديم وإنسان نياندرتال - ربما يحدث في حالة واحدة فقط - قد أدخل متغيرًا جينيًا في السكان البشريين عزز وظائف الدماغ البشري؟ هذا السؤال هو لب دراسة جديدة أجراها باحثون في معهد هوارد هيوز الطبي وجامعة شيكاغو.

البحث الجديد الذي تم نشره على الإنترنت خلال أسبوع 6 نوفمبر 2006 ، في الطبعة الأولى من وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)، يشير إلى أن التطور البشري لم يكن مجرد طفرات مفيدة عفوية تنشأ داخل سلالة الإنسان. قد يتأثر التطور البشري أيضًا بالتزاوج مع الآخرين وطي قال كبير مؤلفي الدراسة ، Bruce T.

لا تشكل هذه النتائج بأي حال من الأحوال دليلاً قاطعًا على أن إنسان نياندرتال كان مصدر النسخة الأصلية من D allele. ومع ذلك ، فإن شهادتنا تظهر أنه أحد أفضل المرشحين.

قال العلماء إنهم طوروا أقوى دليل جيني حتى الآن يشير إلى أن البشر وإنسان نياندرتال قد تزاوجوا عندما كانوا موجودين معًا منذ آلاف السنين. تتناقض فرضية التهجين مع نظرية بارزة واحدة على الأقل تفترض أنه لم يحدث أي تهجين عندما التقى النوعان ببعضهما البعض.

تعاون لان في الدراسات مع باتريك دي إيفانز ونيتسان ميكيل بوبروف وإريك جيه فالندر وريتشارد آر هدسون ، وجميعهم من جامعة شيكاغو.

في دراساتهم ، أجرى لان وزملاؤه تحليلًا إحصائيًا تفصيليًا لبنية تسلسل الحمض النووي للجين ميكروسيفالين، والذي من المعروف أنه يلعب دورًا في تنظيم حجم المخ لدى البشر. تؤدي الطفرات في الجين البشري إلى نمو دماغ أصغر بكثير ، وهي حالة تسمى صغر الرأس.

أسفرت الدراسات السابقة التي أجرتها مجموعة لاهن عن أدلة على أن ميكروسيفالين للجين فئتان متميزتان من الأليلات. فئة واحدة ، تسمى D alleles ، وتتكون من مجموعة من الأليلات مع تسلسل DNA متشابهة إلى حد ما. تسمى الفئة الأخرى الأليلات غير D. أظهر لان وزملاؤه سابقًا أن جميع النسخ الحديثة من الأليلات D نشأت من نسخة سلف واحدة منذ حوالي 37000 عام ، والتي زادت بعد ذلك في التردد بسرعة وهي موجودة الآن في حوالي 70 في المائة من سكان العالم. يشير هذا الارتفاع السريع في التردد إلى أن الأليلات D خضعت لانتقاء إيجابي في التاريخ الحديث للبشر. وهذا يعني أن هذه الأليلات منحت ميزة اللياقة البدنية لأولئك الذين امتلكوا واحدة منها ، بحيث حقق هؤلاء الأشخاص نجاحًا إنجابيًا أعلى بقليل من الأشخاص الذين لم يمتلكوا الأليلات ، كما قال لان.

إن تقدير أن جميع النسخ الحديثة من الأليلات D تنحدر من نسخة سلف واحدة منذ حوالي 37000 عام ، يعتمد على قياس اختلاف التسلسل بين النسخ المختلفة للأليلات D. عندما يتم تمرير نسخة من الجين من جيل إلى آخر ، يتم إدخال الطفرات بمعدل ثابت ، بحيث أن عددًا معينًا من الأجيال لاحقًا ، فإن النسخ المتحدرة من الجين تختلف في المتوسط ​​عن بعضها البعض في تسلسل الحمض النووي بواسطة a قدر معين. قال لان ، كلما زاد عدد الأجيال ، زاد اختلاف تسلسل الحمض النووي بين نسختين متسللتين. وبالتالي يمكن استخدام مقدار الاختلاف في التسلسل بين النسخ المختلفة للجين لتقدير مقدار الوقت التطوري الذي انقضى منذ أن انحدرت النسختان من سلفهما المشترك.

في الدراسات الجديدة الواردة في PNAS، أجرى الباحثون مقارنات تفصيلية في التسلسل بين الأليلات D والأليلات غير D لـ ميكروسيفالين. قرر العلماء أن هاتين الفئتين من الأليلات قد تطورتا على الأرجح في سلالتين منفصلتين لحوالي 1.1 مليون سنة - مع تطور الأليلات غير D في الانسان العاقل النسب والأليلات D تطورت في العصور القديمة ، وانقرضت الآن ، وطي النسب. ثم ، منذ حوالي 37000 عام ، عبرت نسخة من D allele من العصور القديمة وطي النسب إلى البشر ، ربما عن طريق التهجين بين أفراد المجموعتين. انتشرت هذه النسخة لاحقًا في البشر من نسخة واحدة عندما عبرت لأول مرة في البشر إلى أليل موجود الآن في ما يقدر بنحو 70 في المائة من السكان في جميع أنحاء العالم اليوم.

يعتمد تقدير 1.1 مليون سنة الذي يفصل بين السلالتين على مقدار اختلاف التسلسل بين الأليلات D وغير D. على الرغم من أن هوية هذا عفا عليها الزمن وطي لم يتم تحديد النسب بعد ، يجادل الباحثون بأن المرشح المحتمل هو إنسان نياندرتال. 1.1 مليون سنة انفصال بين البشر وهذا عفا عليه الزمن وطي تتوافق تقريبًا مع التقديرات السابقة لمقدار الوقت التطوري الذي يفصل بين الانسان العاقل قال لهن: النسب ونسب إنسان نياندرتال. علاوة على ذلك ، فإن وقت إدخال الأليل D في البشر - منذ حوالي 37000 عام - هو الوقت الذي تواجد فيه البشر والنياندرتال معًا في أجزاء كثيرة من العالم.

قال لان إن بيانات المجموعة تشير إلى أنه من غير المرجح أن يكون التزاوج مزيجًا جينيًا شاملاً ، ولكنه حدث نادر - وربما حتى فردي - أدى إلى ظهور الأليل السلفي D الموجود سابقًا في هذا الآخر. وطي الأنواع في خط الإنسان.

قال لان: "لا تشكل هذه النتائج بأي حال من الأحوال دليلاً قاطعًا على أن إنسان نياندرتال كان مصدر النسخة الأصلية من D allele". ومع ذلك ، فإن أدلتنا تظهر أنه أحد أفضل المرشحين. يتوافق الجدول الزمني - بما في ذلك إدخال الأليل إلى البشر قبل 37000 عام وأصله في سلالة انفصلت عن الخط البشري قبل 1.1 مليون سنة - مع الاتصال بين البشر البدائيين والتاريخ التطوري.

وهناك دليل ثالث ، وإن كان أضعف ، وهو أن الأليلات D أكثر انتشارًا في أوراسيا وأقل في أفريقيا جنوب الصحراء ، وهو ما يتوافق مع الأصل في المنطقة السابقة. وقال لان: "نحن نعلم أن إنسان نياندرتال قد تطور خارج إفريقيا".

وقال لان أيضا أنه على الرغم من تعطيل ميكروسيفالين يؤدي الجين عند البشر إلى أدمغة أصغر ، ولا يزال دور الأليلات D في تطور الدماغ غير معروف. وقال: "قد لا تغير الأليلات D حتى حجم المخ ، لكنها قد تجعل الدماغ أكثر كفاءة إذا كان يؤثر بالفعل على وظائف المخ". "على سبيل المثال ، قد يكون لدى الشخص الذي يرث الأليل D دماغًا أكثر كفاءة بشكل طفيف في المتوسط. في حين أن هذا التحسين قد يمنح فقط ميزة تطورية خفية لهذا الشخص ، عندما ينتشر هذا التأثير عبر ألف جيل من الانتقاء الطبيعي ، ستكون النتيجة دفع الأليلات D إلى انتشار مرتفع للغاية ".

يعتقد لان وزملاؤه أن الجينات الأخرى قد تظهر علامات منبهة مماثلة لأصل قديم وطي سلالات مثل إنسان نياندرتال. يستخدمون حاليًا أداتهم التحليلية للبحث عن دليل على هذا الأصل لجينات أخرى في الجينوم البشري.

وقال إن مثل هذه النتائج قد يكون لها آثار أوسع لفهم التطور البشري من مجرد الكشف عن إمكانية التزاوج بين الإنسان والنياندرتال. بالإضافة إلى أنه ربما يكون أقوى دليل وراثي لإدخال الجينات من العصور القديمة وطي من الأنواع إلى البشر ، أعتقد أن هذا الاكتشاف يوضح أن تطور جنسنا البشري قد تأثر بشدة بتدفق الجينات من جنسنا القريب "، قال لان.

"العثور على دليل على الاختلاط ليس كل هذا مفاجئًا. لكن دراستنا توضح إمكانية أن التهجين ساهم في متغيرات مفيدة في مجموعة الجينات البشرية التي انتشرت لاحقًا. وهذا يعني أن تطور البيولوجيا البشرية قد تأثر بمساهمة المتغيرات الجينية المفيدة من الأقارب القدامى التي استبدلناها أو حتى قتلناها.

قال لان ، حتى الآن ، فإن الجدل العلمي حول التبادل الجيني بين البشر والآخرين وطي أدت الأنواع إلى نظريتين متنافستين بارزتين. يعتقد المرء أن البشر المعاصرين تشريحيا استبدلوا الأنواع القديمة ، مع عدم وجود تهجين. وتنص الدول الأخرى على حدوث تهجين واسع النطاق وأن البشر المعاصرين قد تطوروا من هذا التهجين في العديد من مناطق العالم.

قال لان إن الأدلة الجينية والأحفورية للنظرية "متعددة الأقاليم" الأخيرة لم تكن حاسمة ، لذا فقد فقدت هذه النظرية مصداقيتها إلى حد كبير. ومع ذلك ، قال ، فإن الدليل الأحدث على تبادل الجينات - بالإضافة إلى الأدلة الجينية الأخرى التي قد تتبع ذلك - يمكن أن يؤدي إلى إصدار أكثر اعتدالًا يؤكد أن بعض التبادل الجيني قد حدث بالفعل. علاوة على ذلك ، سيصبح من المقدر بشكل متزايد أن مثل هذا التبادل الجيني قد يجعل جنسنا أكثر ملاءمة.


محتويات

تحرير علم الوراثة

نسبة الخليط تحرير

في 7 مايو 2010 ، بعد تسلسل الجينوم لثلاثة من Vindija Neanderthals ، تم نشر مسودة تسلسل جينوم إنسان نياندرتال وكشف أن إنسان نياندرتال شارك المزيد من الأليلات مع السكان الأوراسيين (على سبيل المثال الفرنسية ، الهان الصينية ، وبابوا غينيا الجديدة) مقارنة مع جنوب الصحراء الكبرى السكان الأفارقة (مثل اليوروبا وسان). [8] وفقًا لـ Green et al. (2010) ، كما يقول المؤلفون ، فإن أفضل تفسير للتشابه الجيني الملحوظ هو التدفق الجيني الأخير من إنسان نياندرتال إلى الإنسان الحديث بعد الهجرة من إفريقيا. [8] قدّروا نسبة السلالة المشتقة من إنسان نياندرتال لتكون 1-4٪ من الجينوم الأوراسي. [8] بروفر وآخرون. (2013) قدرت النسبة بين 1.5 - 2.1٪ لغير الأفارقة ، [9] استدل Lohse and Frantz (2014) على معدل أعلى من 3.4-7.3٪ في أوراسيا. [10] في عام 2017 ، نشر Prüfer et al. راجعوا تقديراتهم إلى 1.8 - 2.6٪ لغير الأفارقة خارج أوقيانوسيا. [11]

وفقًا لدراسة لاحقة أجراها Chen et al. (2020) ، الأفارقة (على وجه التحديد ، 1000 سكان أفريقيين من الجينوم) لديهم أيضًا خليط من الإنسان البدائي ، [12] مع مزيج الإنسان البدائي هذا في الأفراد الأفارقة الذي يمثل 17 ميجا قاعدة ، [12] والتي تمثل 0.3٪ من جينومهم. [3] وفقًا للمؤلفين ، اكتسب الأفارقة مزيجهم من الإنسان البدائي في الغالب من الهجرة العكسية من قبل الشعوب (البشر المعاصرون الذين يحملون خليط إنسان نياندرتال) التي تباعدت عن أسلاف الأوروبيين (فيما بعد الانقسام بين شرق آسيا والأوروبيين). [12] يُقترح أن تكون هذه الهجرة الخلفية قد حدثت منذ حوالي 20000 عام. [3] ومع ذلك ، فإن بعض العلماء ، مثل عالم الوراثة ديفيد رايش ، يشككون في استنتاجات الدراسة التي تشير إلى اختلاط إنسان نياندرتال في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى. [13]

تقدم تحرير الجينوم

تم العثور على حوالي 20٪ من جينوم إنسان نياندرتال متقدمًا أو مندمجًا في البشر المعاصرين (من خلال تحليل شرق آسيا والأوروبيين) ، [14] ولكن تم تقدير الرقم أيضًا بحوالي الثلث. [15]

تعديل معدل خليط التجمعات السكانية الفرعية

تم العثور على مزيج نياندرتال أعلى في شرق آسيا منه في الأوروبيين ، [14] [16] [17] [18] [19] والذي يقدر بنحو 20٪ أكثر من الانغماس في شرق آسيا. [14] [16] [19] يمكن تفسير ذلك من خلال حدوث المزيد من الأحداث المختلطة في أسلاف شرق آسيا الأوائل بعد انفصال الأوروبيين عن شرق آسيا ، [4] [14] [16] [17] [ 19] تمييع سلالة نياندرتال في الأوروبيين من قبل السكان ذوي أصول نياندرتال المنخفضة من الهجرات اللاحقة ، [4] [16] [19] أو الانتقاء الطبيعي الذي ربما كان أقل نسبيًا في شرق آسيا منه في الأوروبيين. [4] [18] [19] تشير الدراسات التي تحاكي نماذج المزيج إلى أن انخفاض فعالية تنقية الانتقاء ضد أليلات إنسان نياندرتال في شرق آسيا لا يمكن أن يفسر النسبة الأكبر من أصل إنسان نياندرتال من شرق آسيا ، وبالتالي يفضل النماذج الأكثر تعقيدًا التي تتضمن نبضات إضافية من دخول الإنسان البدائي في شرق آسيا. [20] [21] تُظهر مثل هذه النماذج نبضًا لأسلاف أوراسيا ، يليها انفصال ونبض إضافي لأجداد شرق آسيا. [4] لوحظ أن هناك تباينًا صغيرًا ولكنه مهم في معدلات اختلاط الإنسان البدائي بين السكان الأوروبيين ، ولكن لا يوجد اختلاف كبير بين سكان شرق آسيا. [14] بروفر وآخرون. (2017) لاحظ أن سكان شرق آسيا يحملون المزيد من الحمض النووي لإنسان نياندرتال (2.3-2.6٪) من سكان غرب أوراسيا (1.8-2.4٪). [11]

تم تحديده لاحقًا بواسطة Chen et al. (2020) أن شرق آسيا لديهم 8٪ أكثر من سلالة نياندرتال ، منقحة من التقارير السابقة بنسبة 20٪ أكثر من سلالة نياندرتال ، مقارنة بالأوروبيين. [12] ينبع هذا من حقيقة أن أصل إنسان نياندرتال المشترك مع الأفارقة قد تم إخفاءه ، لأنه كان يُعتقد أن الأفارقة ليس لديهم خليط من إنسان نياندرتال وبالتالي تم استخدامهم كعينات مرجعية. [12] وهكذا ، فإن أي تداخل في اختلاط النياندرتال مع الأفارقة أدى إلى التقليل من تقدير خليط الإنسان البدائي في غير الأفارقة وخاصة في الأوروبيين. [12] أعطى المؤلفون نبضًا واحدًا من خليط النياندرتال بعد الانتشار خارج إفريقيا باعتباره التفسير الأكثر شحًا للإثراء في شرق آسيا ، لكنهم أضافوا أن الاختلاف في أصل الإنسان البدائي قد يُعزى أيضًا إلى التخفيف لحساب تم العثور على اختلافات الآن أكثر تواضعًا. [12] كنسبة من إجمالي تسلسل إنسان نياندرتال لكل مجموعة ، فإن 7.2٪ من التسلسل في الأوروبيين يتم مشاركته حصريًا مع الأفارقة ، بينما 2٪ من التسلسل في شرق آسيا يتم مشاركته حصريًا مع الأفارقة. [12]

يشير التحليل الجينومي إلى أن هناك انقسامًا عالميًا في اندماج الإنسان البدائي بين سكان إفريقيا جنوب الصحراء والمجموعات البشرية الحديثة الأخرى (بما في ذلك سكان شمال إفريقيا) بدلاً من السكان الأفارقة وغير الأفارقة. [22] تشترك مجموعات شمال إفريقيا في فائض مماثل من الأليلات المشتقة مع إنسان نياندرتال كما هو الحال مع السكان غير الأفارقة ، في حين أن المجموعات الأفريقية جنوب الصحراء الكبرى هي المجموعات البشرية الحديثة الوحيدة التي لم تختبر بشكل عام خليط إنسان نياندرتال. [23] وُجد أن الإشارة الجينية لإنسان نياندرتال بين سكان شمال إفريقيا تختلف اعتمادًا على الكمية النسبية للأصل الأصلي من شمال إفريقيا وأوروبا والشرق الأدنى وجنوب الصحراء الكبرى. باستخدام التحليل الإحصائي لنسبة السلالة f4 ، لوحظ أن المزيج المستنتج من إنسان نياندرتال هو: الأعلى بين سكان شمال إفريقيا الذين يتمتعون بأصل أصلي في شمال إفريقيا مثل البربر التونسيين ، حيث كان على نفس المستوى أو حتى أعلى من السكان الأوراسيين (100) -138٪) مرتفع بين سكان شمال إفريقيا الذين يحملون مزيجًا أكبر من أوروبا أو الشرق الأدنى ، مثل المجموعات في شمال المغرب ومصر (60-70٪) والأدنى بين سكان شمال إفريقيا مع خليط أكبر من جنوب الصحراء الكبرى ، كما هو الحال في جنوب المغرب (20٪). [24] كوينتو وآخرون. (2012) لذلك افترض أن وجود هذه الإشارة الجينية لإنسان نياندرتال في إفريقيا لا يرجع إلى التدفق الجيني الأخير من سكان الشرق الأدنى أو أوروبا لأنه أعلى بين السكان الذين يحملون أصلًا أصليًا يعود إلى ما قبل العصر الحجري الحديث من شمال إفريقيا. [25] كما لوحظت معدلات منخفضة ولكن مهمة من خليط إنسان نياندرتال في قبائل الماساي في شرق إفريقيا. [26] بعد تحديد أصل أفريقي وغير أفريقي بين الماساي ، يمكن استنتاج أن تدفق الجينات الحديثة غير الأفريقية (ما بعد إنسان نياندرتال) كان مصدر المساهمة حيث أن حوالي 30٪ من جينوم الماساي يمكن تعود إلى الانغماس غير الأفريقي منذ حوالي 100 جيل. [17]

المسافة إلى الأنساب تحرير

من خلال تقديم تسلسل جينوم عالي الجودة لإناث Altai Neanderthal ، فقد وجد أن مكون الإنسان البدائي في البشر المعاصرين غير الأفريقيين أكثر ارتباطًا بـ Mezmaiskaya Neanderthal (القوقاز) منه إلى Altai Neanderthal (سيبيريا) أو Vindija Neanderthals ( كرواتيا). [9] من خلال التغطية العالية التسلسل الجينوم لجزء من أنثى Vindija Neanderthal يبلغ من العمر 50000 عام ، وجد لاحقًا أن Vindija و Mezmaiskaya Neanderthals لا يبدو أنهما يختلفان في مدى تقاسم الأليل مع البشر المعاصرين. [11] في هذه الحالة ، وجد أيضًا أن مكون الإنسان البدائي في البشر المعاصرين غير الأفارقة يرتبط ارتباطًا وثيقًا ببدائى Vindija و Mezmaiskaya من إنسان نياندرتال Altai Neanderthal. [11] تشير هذه النتائج إلى أن غالبية الاختلاط في الإنسان الحديث جاء من مجموعات إنسان نياندرتال التي تباعدت (حوالي 80-100kya) من سلالتي Vindija و Mezmaiskaya Neanderthal قبل تباعد الأخيرين عن بعضهما البعض. [11]

عند تحليل الكروموسوم 21 لألتاي (سيبيريا) ، وإل سيدرون (إسبانيا) ، وفينديجا (كرواتيا) لإنسان نياندرتال ، تم تحديد أنه - من بين هذه السلالات الثلاثة - فقط إل سيدرون وفينديجا نياندرتال يعرضان معدلات كبيرة لتدفق الجينات (0.3-2.6) ٪) في البشر المعاصرين ، مما يشير إلى أن إل سيدرون وفينديجا إنسان نياندرتال مرتبطان ارتباطًا وثيقًا أكثر من إنسان نياندرتال ألتاي بإنسان نياندرتال الذي تزاوج مع الإنسان الحديث منذ حوالي 47000-65000 سنة. [28] على العكس من ذلك ، تم تحديد أن معدلات كبيرة من تدفق الجينات البشرية الحديثة إلى إنسان نياندرتال حدثت - من السلالات الثلاثة التي تم فحصها - فقط لألتاي نياندرتال (0.1-2.1٪) ، مما يشير إلى أن الجين البشري الحديث قد حدث بشكل أساسي في إنسان نياندرتال بعد انفصال إنسان نياندرتال ألتاي عن إل سيدرون وفينديجا إنسان نياندرتال الذي حدث منذ ما يقرب من 110.000 سنة. [28] تظهر النتائج أن مصدر تدفق الجينات البشرية الحديثة إلى إنسان نياندرتال نشأ من مجموعة من البشر الحديثين الأوائل منذ حوالي 100000 عام ، قبل هجرة أسلاف الإنسان الحديث من غير الأفارقة إلى خارج إفريقيا. . [28]

DNA الميتوكوندريا وكروموسوم Y.

لم يتم العثور على دليل على الحمض النووي للميتوكوندريا لإنسان نياندرتال في البشر المعاصرين. [29] [30] [31] هذا يشير إلى أن المزيج الناجح لإنسان نياندرتال حدث في أزواج مع ذكور إنسان نياندرتال وإناث بشرية حديثة. [32] [33] Possible hypotheses are that Neanderthal mitochondrial DNA had detrimental mutations that led to the extinction of carriers, that the hybrid offspring of Neanderthal mothers were raised in Neanderthal groups and became extinct with them, or that female Neanderthals and male Sapiens did not produce fertile offspring. [32] However this is contested by recent findings that suggest that the Neanderthal's Y chromosome was replaced by Sapiens' Y chromosomes after the human Y chromosome entered the Neanderthal gene pool, meaning that male Sapiens must have mated with female Neanderthals at some point. [2]

As shown in an interbreeding model produced by Neves and Serva (2012), the Neanderthal admixture in modern humans may have been caused by a very low rate of interbreeding between modern humans and Neanderthals, with the exchange of one pair of individuals between the two populations in about every 77 generations. [34] This low rate of interbreeding would account for the absence of Neanderthal mitochondrial DNA from the modern human gene pool as found in earlier studies, as the model estimates a probability of only 7% for a Neanderthal origin of both mitochondrial DNA and Y chromosome in modern humans. [34]

Reduced contribution Edit

There is a presence of large genomic regions with strongly reduced Neanderthal contribution in modern humans due to negative selection, [14] [18] partly caused by hybrid male infertility. [18] These large regions of low Neanderthal contribution were most-pronounced on the X chromosome—with fivefold lower Neanderthal ancestry compared to autosomes. [4] [18] They also contained relatively high numbers of genes specific to testes. [18] This means that modern humans have relatively few Neanderthal genes that are located on the X chromosome or expressed in the testes, suggesting male infertility as a probable cause. [18] It may be partly affected by hemizygosity of X chromosome genes in males. [4]

Deserts of Neanderthal sequences may also be caused by genetic drift involving intense bottlenecks in the modern human population and background selection as a result of strong selection against deleterious Neanderthal alleles. [4] The overlap of many deserts of Neanderthal and Denisovan sequences suggests that repeated loss of archaic DNA occur at specific loci. [4]

It has also been shown that Neanderthal ancestry has been selected against in conserved biological pathways, such as RNA processing. [18]

Consistent with the hypothesis that purifying selection has reduced Neanderthal contribution in present-day modern human genomes, Upper Paleolithic Eurasian modern humans (such as the Tianyuan modern human) carry more Neanderthal DNA (about 4–5%) than present-day Eurasian modern humans (about 1–2%). [35]

Rates of selection against Neanderthal sequences varied for European and Asian populations. [4]

Changes in modern humans Edit

In Eurasia, modern humans inherited adaptive introgression from archaic humans, which provided a source of advantageous genetic variants that are adapted to local environments and a reservoir for additional genetic variation. [4] Adaptive introgression from Neanderthals has targeted genes involved with keratin filaments, sugar metabolism, muscle contraction, body fat distribution, enamel thickness, and oocyte meiosis, as well as brain size and functioning. [36] There are signals of positive selection, as the result of adaptation to diverse habitats, in genes involved with variation in skin pigmentation and hair morphology. [36] In the immune system, introgressed variants have heavily contributed to the diversity of immune genes, of which there's an enrichment of introgressed alleles that suggest a strong positive selection. [36]

Genes affecting keratin were found to have been introgressed from Neanderthals into modern humans (shown in East Asians and Europeans), suggesting that these genes gave a morphological adaptation in skin and hair to modern humans to cope with non-African environments. [14] [18] This is likewise for several genes involved in medical-relevant phenotypes, such as those affecting systemic lupus erythematosus, primary biliary cirrhosis, Crohn's disease, optic disk size, smoking behavior, interleukin 18 levels, and diabetes mellitus type 2. [18]

Researchers found Neanderthal introgression of 18 genes—several of which are related to UV-light adaptation—within the chromosome 3p21.31 region (HYAL region) of East Asians. [37] The introgressive haplotypes were positively selected in only East Asian populations, rising steadily from 45,000 years BP until a sudden increase of growth rate around 5,000 to 3,500 years BP. [37] They occur at very high frequencies among East Asian populations in contrast to other Eurasian populations (e.g. European and South Asian populations). [37] The findings also suggests that this Neanderthal introgression occurred within the ancestral population shared by East Asians and Native Americans. [37]

Evans et al. (2006) had previously suggested that a group of alleles collectively known as haplogroup D of microcephalin, a critical regulatory gene for brain volume, originated from an archaic human population. [38] The results show that haplogroup D introgressed 37,000 years ago (based on the coalescence age of derived D alleles) into modern humans from an archaic human population that separated 1.1 million years ago (based on the separation time between D and non-D alleles), consistent with the period when Neanderthals and modern humans co-existed and diverged respectively. [38] The high frequency of the D haplogroup (70%) suggest that it was positively selected for in modern humans. [38] The distribution of the D allele of microcephalin is high outside Africa but low in sub-Saharan Africa, which further suggest that the admixture event happened in archaic Eurasian populations. [38] This distribution difference between Africa and Eurasia suggests that the D allele originated from Neanderthals according to Lari et al. (2010), but they found that a Neanderthal individual from the Mezzena Rockshelter (Monti Lessini, Italy) was homozygous for an ancestral allele of microcephalin, thus providing no support that Neanderthals contributed the D allele to modern humans and also not excluding the possibility of a Neanderthal origin of the D allele. [39] Green et al. (2010), having analyzed the Vindija Neanderthals, also could not confirm a Neanderthal origin of haplogroup D of the microcephalin gene. [8]

It has been found that HLA-A*02, A*26/*66, B*07, B*51, C*07:02, and C*16:02 of the immune system were contributed from Neanderthals to modern humans. [40] After migrating out of Africa, modern humans encountered and interbred with archaic humans, which was advantageous for modern humans in rapidly restoring HLA diversity and acquiring new HLA variants that are better adapted to local pathogens. [40]

It is found that introgressed Neanderthal genes exhibit cis-regulatory effects in modern humans, contributing to the genomic complexity and phenotype variation of modern humans. [41] Looking at heterozygous individuals (carrying both Neanderthal and modern human versions of a gene), the allele-specific expression of introgressed Neanderthal alleles was found to be significantly lower in the brain and testes relative to other tissues. [4] [41] In the brain, this was most pronounced at the cerebellum and basal ganglia. [41] This downregulation suggests that modern humans and Neanderthals possibly experienced a relative higher rate of divergence in these specific tissues. [41]

Furthermore, correlating the genotypes of introgressed Neanderthal alleles with the expression of nearby genes, it is found that archaic alleles contribute proportionally more to variation in expression than nonarchaic alleles. [4] Neanderthal alleles affect expression of the immunologically genes OAS1/2/3 and TLR1/6/10, which can be specific to cell-type and is influenced by environmental stimuli. [4]

Studying the high-coverage female Vindija Neanderthal genome, Prüfer et al. (2017) identified several Neanderthal-derived gene variants, including those that affect levels of LDL cholesterol and vitamin D, and has influence on eating disorders, visceral fat accumulation, rheumatoid arthritis, schizophrenia, as well as the response to antipsychotic drugs. [11]

Examining European modern humans in regards to the Altai Neanderthal genome in high-coverage, results show that Neanderthal admixture is associated with several changes in cranium and underlying brain morphology, suggesting changes in neurological function through Neanderthal-derived genetic variation. [42] Neanderthal admixture is associated with an expansion of the posterolateral area of the modern human skull, extending from the occipital and inferior parietal bones to bilateral temporal locales. [42] In regards to modern human brain morphology, Neanderthal admixture is positively correlated with an increase in sulcal depth for the right intraparietal sulcus and an increase in cortical complexity for the early visual cortex of the left hemisphere. [42] Neanderthal admixture is also positively correlated with an increase in white and gray matter volume localized to the right parietal region adjacent to the right intraparietal sulcus. [42] In the area overlapping the primary visual cortex gyrification in the left hemisphere, Neanderthal admixture is positively correlated with gray matter volume. [42] The results also show evidence for a negative correlation between Neanderthal admixture and white matter volume in the orbitofrontal cortex. [42]

In Papuans, assimilated Neanderthal inheritance is found in highest frequency in genes expressed in the brain, whereas Denisovan DNA has the highest frequency in genes expressed in bones and other tissues. [43]

Population substructure theory Edit

Although less parsimonious than recent gene flow, the observation may have been due to ancient population sub-structure in Africa, causing incomplete genetic homogenization within modern humans when Neanderthals diverged while early ancestors of Eurasians were still more closely related to Neanderthals than those of Africans to Neanderthals. [8] On the basis of allele frequency spectrum, it was shown that the recent admixture model had the best fit to the results while the ancient population sub-structure model had no fit–demonstrating that the best model was a recent admixture event that was preceded by a bottleneck event among modern humans—thus confirming recent admixture as the most parsimonious and plausible explanation for the observed excess of genetic similarities between modern non-African humans and Neanderthals. [44] On the basis of linkage disequilibrium patterns, a recent admixture event is likewise confirmed by the data. [45] From the extent of linkage disequilibrium, it was estimated that the last Neanderthal gene flow into early ancestors of Europeans occurred 47,000–65,000 years BP. [45] In conjunction with archaeological and fossil evidence, the gene flow is thought likely to have occurred somewhere in Western Eurasia, possibly the Middle East. [45] Through another approach—using one genome each of a Neanderthal, Eurasian, African, and chimpanzee (outgroup), and dividing it into non-recombining short sequence blocks—to estimate genome-wide maximum-likelihood under different models, an ancient population sub-structure in Africa was ruled out and a Neanderthal admixture event was confirmed. [10]

Morphology Edit

The early Upper Paleolithic burial remains of a modern human child from Abrigo do Lagar Velho (Portugal) features traits that indicate Neanderthal interbreeding with modern humans dispersing into Iberia. [46] Considering the dating of the burial remains (24,500 years BP) and the persistence of Neanderthal traits long after the transitional period from a Neanderthal to a modern human population in Iberia (28,000–30,000 years BP), the child may have been a descendant of an already heavily admixed population. [46]

The remains of an early Upper Paleolithic modern human from Peștera Muierilor (Romania) of 35,000 years BP shows a morphological pattern of European early modern humans, but possesses archaic or Neanderthal features, suggesting European early modern humans interbreeding with Neanderthals. [47] These features include a large interorbital breadth, a relatively flat superciliary arches, a prominent occipital bun, an asymmetrical and shallow mandibular notch shape, a high mandibular coronoid processus, the relative perpendicular mandibular condyle to notch crest position, and a narrow scapular glenoid fossa. [47]

The early modern human Oase 1 mandible from Peștera cu Oase (Romania) of 34,000–36,000 14 C years BP presents a mosaic of modern, archaic, and possible Neanderthal features. [49] It displays a lingual bridging of the mandibular foramen, not present in earlier humans except Neanderthals of the late Middle and Late Pleistocene, thus suggesting affinity with Neanderthals. [49] Concluding from the Oase 1 mandible, there was apparently a significant craniofacial change of early modern humans from at least Europe, possibly due to some degree of admixture with Neanderthals. [49]

The earliest (before about 33 ka BP) European modern humans and the subsequent (Middle Upper Paleolithic) Gravettians, falling anatomically largely inline with the earliest (Middle Paleolithic) African modern humans, also show traits that are distinctively Neanderthal, suggesting that a solely Middle Paleolithic modern human ancestry was unlikely for European early modern humans. [50]

A late-Neanderthal jaw (more specifically, a corpus mandibulae remnant) from the Mezzena rockshelter (Monti Lessini, Italy) shows indications of a possible interbreeding in late Italian Neanderthals. [51] The jaw falls within the morphological range of modern humans, but also displayed strong similarities with some of the other Neanderthal specimens, indicating a change in late Neanderthal morphology due to possible interbreeding with modern humans. [51] However, a more recent aDNA analysis of this jaw has shown that it does not belong to a Neanderthal, but to a fully modern human of the Holocene. Previous reports of a Mezzena "Neanderthal hybrid" were based on a faulty DNA analysis. [52]

Manot 1, a partial calvarium of a modern human that was recently discovered at the Manot Cave (Western Galilee, Israel) and dated to 54.7±5.5 kyr BP, represents the first fossil evidence from the period when modern humans successfully migrated out of Africa and colonized Eurasia. [53] It also provides the first fossil evidence that modern humans inhabited the southern Levant during the Middle to Upper Palaeolithic interface, contemporaneously with the Neanderthals and close to the probable interbreeding event. [53] The morphological features suggest that the Manot population may be closely related to or given rise to the first modern humans who later successfully colonized Europe to establish early Upper Palaeolithic populations. [53]

تحرير التاريخ

The interbreeding has been discussed ever since the discovery of Neanderthal remains in the 19th century, though earlier writers believed that Neanderthals were a direct ancestor of modern humans. Thomas Huxley suggested that many Europeans bore traces of Neanderthal ancestry, but associated Neanderthal characteristics with primitivism, writing that since they "belong to a stage in the development of the human species, antecedent to the differentiation of any of the existing races, we may expect to find them in the lowest of these races, all over the world, and in the early stages of all races". [54]

Until the early 1950s, most scholars thought Neanderthals were not in the ancestry of living humans. [55] : 232–34 [56] Nevertheless, Hans Peder Steensby proposed interbreeding in 1907 in the article Race studies in Denmark. He strongly emphasised that all living humans are of mixed origins. [57] He held that this would best fit observations, and challenged the widespread idea that Neanderthals were ape-like or inferior. Basing his argument primarily on cranial data, he noted that the Danes, like the Frisians and the Dutch, exhibit some Neanderthaloid characteristics, and felt it was reasonable to "assume something was inherited" and that Neanderthals "are among our ancestors."

Carleton Stevens Coon in 1962 found it likely, based upon evidence from cranial data and material culture, that Neanderthal and Upper Paleolithic peoples either interbred or that the newcomers reworked Neanderthal implements "into their own kind of tools." [58]

By the early 2000s, the majority of scholars supported the Out of Africa hypothesis, [59] [60] according to which anatomically modern humans left Africa about 50,000 years ago and replaced Neanderthals with little or no interbreeding. Yet some scholars still argued for hybridisation with Neanderthals. The most vocal proponent of the hybridisation hypothesis was Erik Trinkaus of Washington University. [61] Trinkaus claimed various fossils as products of hybridised populations, including the skeleton of a child found at Lagar Velho in Portugal [62] [63] [64] and the Peștera Muierii skeletons from Romania. [47]

Genetics Edit

Proportion of admixture Edit

It has been shown that Melanesians (e.g. Papua New Guinean and Bougainville Islander) share relatively more alleles with Denisovans when compared to other Eurasians and Africans. [65] It is estimated that 4% to 6% of the genome in Melanesians derives from Denisovans, while no other Eurasians or Africans displayed contributions of the Denisovan genes. [65] It has been observed that Denisovans contributed genes to Melanesians but not to East Asians, indicating that there was interaction between the early ancestors of Melanesians with Denisovans but that this interaction did not take place in the regions near southern Siberia, where as-of-yet the only Denisovan remains have been found. [65] In addition, Aboriginal Australians also show a relative increased allele sharing with Denisovans, compared to other Eurasians and African populations, consistent with the hypothesis of increased admixture between Denisovans and Melanesians. [66]

Reich et al. (2011) produced evidence that the highest presence of Denisovan admixture is in Oceanian populations, followed by many Southeast Asian populations, and none in East Asian populations. [67] There is significant Denisovan genetic material in eastern Southeast Asian and Oceanian populations (e.g. Aboriginal Australians, Near Oceanians, Polynesians, Fijians, eastern Indonesians, Philippine Mamanwa and Manobo), but not in certain western and continental Southeast Asian populations (e.g. western Indonesians, Malaysian Jehai, Andaman Onge, and mainland Asians), indicating that the Denisovan admixture event happened in Southeast Asia itself rather than mainland Eurasia. [67] The observation of high Denisovan admixture in Oceania and the lack thereof in mainland Asia suggests that early modern humans and Denisovans had interbred east of the Wallace Line that divides Southeast Asia according to Cooper and Stringer (2013). [68]

Skoglund and Jakobsson (2011) observed that particularly Oceanians, followed by Southeast Asians populations, have a high Denisovans admixture relative to other populations. [69] Furthermore, they found possible low traces of Denisovan admixture in East Asians and no Denisovan admixture in Native Americans. [69] In contrast, Prüfer et al. (2013) found that mainland Asian and Native American populations may have a 0.2% Denisovan contribution, which is about twenty-five times lower than Oceanian populations. [9] The manner of gene flow to these populations remains unknown. [9] However, Wall et al. (2013) stated that they found no evidence for Denisovan admixture in East Asians. [17]

Findings indicate that the Denisovan gene flow event happened to the common ancestors of Aboriginal Filipinos, Aboriginal Australians, and New Guineans. [67] [70] New Guineans and Australians have similar rates of Denisovan admixture, indicating that interbreeding took place prior to their common ancestors' entry into Sahul (Pleistocene New Guinea and Australia), at least 44,000 years ago. [67] It has also been observed that the fraction of Near Oceanian ancestry in Southeast Asians is proportional to the Denisovan admixture, except in the Philippines where there is a higher proportional Denisovan admixture to Near Oceanian ancestry. [67] Reich et al. (2011) suggested a possible model of an early eastward migration wave of modern humans, some who were Philippine/New Guinean/Australian common ancestors that interbred with Denisovans, respectively followed by divergence of the Philippine early ancestors, interbreeding between the New Guinean and Australian early ancestors with a part of the same early-migration population that did not experience Denisovan gene flow, and interbreeding between the Philippine early ancestors with a part of the population from a much-later eastward migration wave (the other part of the migrating population would become East Asians). [67]

Finding components of Denisovan introgression with differing relatedness to the sequenced Denisovan, Browning et al. (2018) suggested that at least two separate episodes of Denisovan admixture has occurred. [71] Specifically, introgression from two distinct Denisovan populations is observed in East Asians (e.g. Japanese and Han Chinese), whereas South Asians (e.g. Telugu and Punjabi) and Oceanians (e.g. Papuans) display introgression from one Denisovan population. [71]

Exploring derived alleles from Denisovans, Sankararaman et al. (2016) estimated that the date of Denisovan admixture was 44,000–54,000 years ago. [5] They also determined that the Denisovan admixture was the greatest in Oceanian populations compared to other populations with observed Denisovan ancestry (i.e. America, Central Asia, East Asia, and South Asia). [5] The researchers also made the surprising finding that South Asian populations display an elevated Denisovan admixture (when compared to other non-Oceanian populations with Denisovan ancestry), albeit the highest estimate (which are found in Sherpas) is still ten times lower than in Papuans. [5] They suggest two possible explanations: There was a single Denisovan introgression event that was followed by dilution to different extents or at least three distinct pulses of Denisovan introgressions must have occurred. [5]

It has been shown that Eurasians have some but significantly lesser archaic-derived genetic material that overlaps with Denisovans, stemming from the fact that Denisovans are related to Neanderthals—who contributed to the Eurasian gene pool—rather than from interbreeding of Denisovans with the early ancestors of those Eurasians. [16] [65]

The skeletal remains of an early modern human from the Tianyuan cave (near Zhoukoudian, China) of 40,000 years BP showed a Neanderthal contribution within the range of today's Eurasian modern humans, but it had no discernible Denisovan contribution. [72] It is a distant relative to the ancestors of many Asian and Native American populations, but post-dated the divergence between Asians and Europeans. [72] The lack of a Denisovan component in the Tianyuan individual suggests that the genetic contribution had been always scarce in the mainland. [9]

Reduced contribution Edit

There are large genomic regions devoid of Denisovan-derived ancestry, partly explained by infertility of male hybrids, as suggested by the lower proportion of Denisovan-derived ancestry on X chromosomes and in genes that are expressed in the testes of modern humans. [5]

Changes in modern humans Edit

Exploring the immune system's HLA alleles, it has been suggested that HLA-B*73 introgressed from Denisovans into modern humans in western Asia due to the distribution pattern and divergence of HLA-B*73 from other HLA alleles. [40] Even though HLA-B*73 is not present in the sequenced Denisovan genome, HLA-B*73 was shown to be closely associated to the Denisovan-derived HLA-C*15:05 from the linkage disequilibrium. [40] From phylogenetic analysis, however, it has been concluded that it is highly likely that HLA-B*73 was ancestral. [36]

The Denisovan's two HLA-A (A*02 and A*11) and two HLA-C (C*15 and C*12:02) allotypes correspond to common alleles in modern humans, whereas one of the Denisovan's HLA-B allotype corresponds to a rare recombinant allele and the other is absent in modern humans. [40] It is thought that these must have been contributed from Denisovans to modern humans, because it is unlikely to have been preserved independently in both for so long due to HLA alleles' high mutation rate. [40]

Tibetan people received an advantageous EGLN1 and EPAS1 gene variant, associated with hemoglobin concentration and response to hypoxia, for life at high altitudes from the Denisovans. [36] The ancestral variant of EPAS1 upregulates hemoglobin levels to compensate for low oxygen levels—such as at high altitudes—but this also has the maladaption of increasing blood viscosity. [73] The Denisovan-derived variant on the other hand limits this increase of hemoglobin levels, thus resulting in a better altitude adaption. [73] The Denisovan-derived EPAS1 gene variant is common in Tibetans and was positively selected in their ancestors after they colonized the Tibetan plateau. [73]

Rapid decay of fossils in Sub-Saharan African environments makes it currently unfeasible to compare modern human admixture with reference samples of archaic Sub-Saharan African hominins. [4] [74]

From three candidate regions with introgression found by searching for unusual patterns of variations (showing deep haplotype divergence, unusual patterns of linkage disequilibrium, and small basal clade size) in 61 non-coding regions from two hunter-gatherer groups (Biaka Pygmies and San who have significant admixture) and one West African agricultural group (Mandinka, who don't have significant admixture), it is concluded that roughly 2% of the genetic material found in the Biaka Pygmies and San was inserted into the human genome approximately 35,000 years ago from archaic hominins that separated from the ancestors of the modern human lineage around 700,000 years ago. [75] A survey for the introgressive haplotypes across many Sub-Saharan populations suggest that this admixture event happened with archaic hominins who once inhabited Central Africa. [75]

Researching high-coverage whole-genome sequences of fifteen Sub-Saharan hunter-gatherer males from three groups—five Pygmies (three Baka, a Bedzan, and a Bakola) from Cameroon, five Hadza from Tanzania, and five Sandawe from Tanzania—there are signs that the ancestors of the hunter-gatherers interbred with one or more archaic human populations, [74] probably over 40,000 years ago. [76] Analysis of putative introgressive haplotypes in the fifteen hunter-gatherer samples suggests that the archaic African population and modern humans diverged around 1.2 to 1.3 million years ago. [74]

According to a study published in 2020, there are indications that 2% to 19% (or about ≃6.6 and ≃7.0%) of the DNA of four West African populations may have come from an unknown archaic hominin which split from the ancestor of humans and Neanderthals between 360 kya to 1.02 mya. However, the study also finds that at least part of this proposed archaic admixture is also present in Eurasians/non-Africans, and that the admixture event or events range from 0 to 124 ka B.P, which includes the period before the Out-of-Africa migration and prior to the African/Eurasian split (thus affecting in part the common ancestors of both Africans and Eurasians/non-Africans). [77] [78] [79] Another recent study, which discovered substantial amounts of previously undescribed human genetic variation, also found ancestral genetic variation in Africans that predates modern humans and was lost in most non-Africans. [80]

In 2019, scientists discovered evidence, based on genetics studies using artificial intelligence (AI), that suggests the existence of an unknown human ancestor species, not Neanderthal or Denisovan, in the genome of modern humans. [81] [82]


Ancient mixers

The new research illustrates the complexity of humanity's deep history. Evidence has long been accumulating that humans and Neanderthals mated while their populations overlapped in Europe, before Neanderthals went extinct around 30,000 years ago. In 2010, researchers reported that between 1% and 4% of modern human genes in people in Asia, Europe and Oceania came from Neanderthal ancestors. When you add up all the snippets of Neanderthal DNA present in all modern humans today, some 20% of the Neanderthal genome may be preserved, according to 2014 research.

As scientists have been able to sequence more fragile fragments of الحمض النووي from fossils of ancient human ancestors, they've discovered a complex web of interbreeding stretching back millennia. Some Pacific Islanders, for example, carry pieces of the DNA of a mysterious ancient species of humans known as Denisovans.

The researchers of the new study used a computational method of comparing the genomes of two Neanderthals, a Denisovan and two modern African individuals. (Africans were chosen because modern people in Africa don't carry Neanderthal genes from the well-known human-Neanderthal interbreeding that occurred in Europe starting 50,000 years ago.) This method allowed the researchers to capture recombination events, in which segments of الكروموسومات — which are made up of DNA — from one individual get incorporated into the chromosomes of another.

"We are trying to build a complete model for the evolutionary history of every segment of the genome, jointly across all of the analyzed individuals," Siepel said. "The ancestral recombination graph, as it is known, includes a tree that captures the relationships among all individuals at every position along the genome, and the recombination events that cause those trees to change from one position to the next."

One advantage of the method, Siepel said, is that it allows researchers to find recombination events inside of recombination events. For example, if a bit of ancient hominin DNA from an unknown ancestor were incorporated in the Neanderthal genome, and then a later mating event between Neanderthals and humans inserted that mystery DNA into the human genome, the method allows for the identification of this "nested" DNA.


Splitting apart

This kind of speciation, known as sympatry, was once thought to be extremely unlikely, says Chris Bird of Texas A&M University Corpus Christi, who studies how organisms are evolving by analysing their genomes. The conventional view is that speciation almost always requires two populations to be physically separated to prevent interbreeding, for example, living on different sides of a mountain, or on different islands in an archipelago.

This is because when animals mate, a process called recombination mixes up gene variants, meaning the genes of a mother and a father will be shuffled together in future generations. As long as interbreeding continues, it’s unlikely that two groups with distinctly different genetic traits will arise.

But Marques’ team found that the genetic differences between the two fish types are concentrated on the parts of chromosomes that are less likely to undergo recombination. As a result, the sets of gene variants that give the two types their distinct characteristics are less likely to get split up.


Genetic exchange

Professor Michael Kohn from Rice University in Houston, Texas, led the team of researchers who carried out the work.

"Our study is so special because it involves hybridisation between two species of mouse that are 1.5-3 million years removed from each other.

"Most of the offspring. do not reproduce, they are sterile - but there is a small window, which remains open for genes to be moved from one species to the other, and that's through a few fertile females - so there is a chance to leak genes from one species to another."

Thanks to these few fertile females, the vast majority of mice in Spain and a growing number in Germany have acquired resistance over a very short period of time, although scientists aren't exactly sure when the first genetic exchanges took place.

And while they may not look any different from normal household mice, in their genetic code they now have the ability to survive the strongest chemicals in the pest control armoury.

"There are a lot of genetic barriers between these species of mice, to see them hybridise and transfer genetic material is quite spectacular, to be frank," said Professor Kohn.

The researchers say that increased human travel and population growth are responsible for bringing these mice species together and putting them under evolutionary stress by trying to poison them.

They are concerned that similar human pressures could afford rats both the necessity and the opportunity to breed across species, resulting in rodents that are almost impossible to control.


الإشعاع التكيفي

The processes described in this page can occur over and over. In the case of Darwin's finches, they must have been repeated a number of times forming new species that gradually divided the available habitats between them. From the first arrival have come a variety of ground-feeding and tree-feeding finches as well as the warblerlike finch and the tool-using woodpeckerlike finch. The formation of a number of diverse species from a single ancestral one is called an الإشعاع التكيفي.

Speciateion in theHouse mice on the island of Madeira

A report in the 13 January 2000 issue of طبيعة سجية describes a study of house mouse populations on the island of Madeira off the Northwest coast of Africa. These workers (Janice Britton-Davidian et al) examined the karyotypes of 143 house mice (المصحف العضلي المنزلي) from various locations along the coast of this mountainous island.

  • There are 6 distinct populations (shown by different colors)
  • Each of these has a distinct karyotype, with a diploid number less than the "normal" (2ن = 40).
  • The reduction in chromosome number has occurred through Robertsonian fusions. Mouse chromosomes tend to be acrocentric that is, the centromere connects one long and one very short arm. Acrocentric chromosomes are at risk of translocations that fuse the long arms of two different chromosomes with the loss of the short arms.
  • The different populations are allopatric isolated in different valleys leading down to the sea.
  • The distinct and uniform karyotype found in each population probably arose from genetic drift rather than natural selection.
  • The 6 different populations are technically described as سباقات because there is no opportunity for them to attempt interbreeding.
  • However, they surely meet the definition of true species. While hybrids would form easily (no prezygotic isolating mechanisms), these would probably be infertile as proper synapsis and segregation of such different chromosomes would be difficult when the hybrids attempted to form gametes by meiosis.

Pizzly Bears

Scientists confirmed last week that a bear shot by an Inuvialuit hunter in the Northwest Territories is a second-generation grizzly-polar bear hybrid—a “pizzly” or “grolar” bear. Why can some interbreeding species produce fertile offspring, while others—like horses and donkeys—cannot?

Because they have more recent common ancestry. When geographical barriers—such as rising sea levels or retracting ice floes—separate populations, they may develop genetic, physiological, or behavioral differences changes in chromosome structure or number differently shaped genitalia or incompatible mating times and rituals—any of which can prevent successful reproduction. Take horses and donkeys, which probably diverged about 2.4 million years ago. Horses have 64 chromosomes, while donkeys have 62, and when they mate, their chromosomes don’t pair up properly, inhibiting meiosis in their offspring. As a result, mules are sterile. Brown bears and polar bears, by contrast, evolved from the same ancestor only about 150,000 years ago—a relatively brief period—and have not developed significant genetic differences.

The prevailing theory holds that polar bears diverged from brown bears at the end of the last ice age (the Pleistocene), when a population followed retreating ice northward. As they adapted to their new arctic home, the separated population lost the brown bear’s hump and developed the polar bear’s characteristic hair (which is actually clear), narrower shoulders, longer neck, smaller head, and partially webbed toes. Despite appearances, polar bears and grizzlies are still genetically quite similar. In fact, there are multiple instances of the two species successfully interbreeding in zoos.

The reason grizzlies and polar bears rarely interbreed in the wild is that, generally speaking, they don’t cross paths during mating season. Barren-ground grizzlies live primarily on land, where they feast on caribou and berries, and mate from May to July meanwhile, polar bears mate from April to June while hunting for seals along the sea ice. But four years ago, a sports hunter shot a male grizzly-polar bear hybrid near Banks Island (just west of Victoria Island), proving that at least a couple of wild bears bridged their differences. The hybrid shot last month was the offspring of a female hybrid and male grizzly, bringing the total known wild hybrid count to three (counting the two dead bears and hybrid mother). It’s possible there could be more out there. Some scientists are re-evaluating past sightings of bears that they assumed, at the time, were blonde grizzlies.

Some scientists believe that global warming could cause the hybridization of many arctic animals, particularly marine mammals. The thinking goes that as Arctic sea ice melts, closely related species in the North Pacific and North Atlantic will come into contact and interbreed. In the case of polar bears, loss of habitat could drive them to land, where they may come into contact with grizzlies. Other scientists, however, aren’t convinced that climate change is the trigger for the hybrid bears. Changes in sea ice have been less drastic in the Beaufort Sea than in other parts of the arctic, and it seems quite possible that the pizzlies resulted from breeding pairs that met on ice, rather than on land.

Got a question about today’s news? Ask the Explainer.

Explainer thanks Brendan P. Kelly of the International Arctic Research Center, Karyn D. Rode of U.S. Fish and Wildlife Service, Lily Peacock of the USGS Alaska Science Center, Sandra Talbot of the USGS Alaska Science Center, and Marsha Branigan of the Department of Environment and Natural Resources في the Northwest Territories.

يحب سليت and the Explainer on Facebook. Follow us on Twitter.


شاهد الفيديو: #طريقة #تزاوج كيف تتزاوج الأفاعي. حقائق مذهلة (أغسطس 2022).