Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Библиотека

 
Л. Краусс
«Страх физики». Глава из книги


Т. Пичугина
Как увидеть тень черной дыры


Интервью с В. Сурдиным
Полет на Луну — это командировка на неделю


А. Акопян
Как ищут тёмную материю


И. Акулич
Идеальный почтовый индекс


А. Бердников
Интерференция в домашних условиях. Плёнки и антиплёнки


Интервью с Л. Марголисом
Леонид Марголис: «Мне всегда было интересно, как клетки разговаривают друг с другом»


А. Иванов
Сибирь и Северная Америка были единым целым более миллиарда лет назад


П. Амнуэль
Одиночество во Вселенной


Р. Фишман
Детективы каменного века







Главная / Новости науки версия для печати

Расселяясь из Африки, наши предки теряли гены и становились более похожими


Святой Иероним (картина Альбрехта Дюрера). Национальная Галерея Лиссабона. Череп нередко фигурирует на изображениях Иеронима, но этот атрибут используется здесь как символ внутреннего зрения и к краниометрии отношения не имеет. Изображение с сайта www.lexscripta.com
Святой Иероним (картина Альбрехта Дюрера). Национальная Галерея Лиссабона. Череп нередко фигурирует на изображениях Иеронима, но этот атрибут используется здесь как символ внутреннего зрения и к краниометрии отношения не имеет. Изображение с сайта www.lexscripta.com

Анализ краниометрических (то есть относящихся к промерам черепа) показателей современного человека свидетельствует о том, что все живущие ныне на Земле люди произошли от сравнительно небольшой группы особей, обитавших в Центральной Африке 60-80 тыс. лет тому назад. По мере того как потомки этих людей расселялись по Земному шару, они теряли часть генов и становились всё менее разнообразными. В работе, опубликованной недавно в журнале Nature, гипотеза о едином центре происхождения современного человека подтвердилась анализом не только молекулярно-генетических данных, но и фенотипических (в данном случае — размеров черепа).

Всё больше данных, собранных в последние годы, свидетельствуют о том, что «современный» человек сформировался в экваториальной Африке 150-200 тыс. лет тому назад. Расселение же его по планете началось примерно 60 тыс. лет тому назад, когда сравнительно небольшая группа людей перебралась на Аравийский полуостров, а оттуда их потомки постепенно стали распространяться по Евразии (двигаясь прежде всего на восток по побережью Индийского океана), а затем по Меланезии и Австралии.

Процесс заселения человеком нашей планеты, согласно данной гипотезе, должен был сопровождаться уменьшением первоначального запаса генетической изменчивости. Ведь на каждом этапе в путь пускается отнюдь не вся «родительская» популяция, а какая-то ее небольшая часть, выборка, в которую никак не могли попасть все гены. Иными словами, должен наблюдаться эффект основателя — резкое уменьшение общего генетического разнообразия при формировании каждой новой группы мигрантов. Соответственно, по мере расселения человека мы должны обнаруживать постепенное исчезновение ряда генов, обеднение первоначального генофонда. Реально это может проявляться в снижении уровня генетической изменчивости, и чем дальше от источника заселения, тем в большей степени. Если же центр происхождения вида (в данном случае Homo sapiens) не один, а несколько, то картина будет совсем иной.

Места, откуда были взяты черепа для краниометрического анализа. Синие точки — мужские черепа, красные — женские. Фиолетовым показаны точки, откуда происходят черепа обоих полов. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature
Места, откуда были взяты черепа для краниометрического анализа. Синие точки — мужские черепа, красные — женские. Фиолетовым показаны точки, откуда происходят черепа обоих полов. Рис. из обсуждаемой статьи в Nature

Гипотеза об одном центре происхождения современного человека была недавно подтверждена молекулярно-генетическими данными, собранными в рамках международного Проекта по изучению разнообразия генома человека (Human Genome Diversity Project, HGDP). Генетическое разнообразие в популяциях человека действительно снижалось по мере удаления от Центральной Африки — предполагаемого центра возникновения человека (см., например, Ramachandran et al. 2005). Однако оставалось неясным, можно ли выявить данный эффект, обратившись к фенотипическим признакам, к примеру, анатомическим особенностям современного человека.

Система стандартных промеров черепа. Рис. с сайта www.snpa.nordish.net
Система стандартных промеров черепа. Рис. с сайта www.snpa.nordish.net

За решение данной задачи взялся Андреа Маника (Andrea Manica) с кафедры зоологии Кембриджского университета (Великобритания) совместно с коллегами с кафедры генетики того же университета и кафедры анатомии Медицинской школы в Сага (Япония). Материалом послужили данные измерения черепов (краниометрические показатели), собранные по всему свету. Всего было проанализировано 4666 мужских черепов из 105 локальных популяций и дополнительно 1579 женских черепов из 39 популяций. За основу взяты данные по мужским черепам как более репрезентативные. В анализ не включали черепа старше 2 тыс. лет, чтобы избежать ошибок измерений, связанных с плохой сохранностью древних костей.

Изменчивость размеров черепа по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Последовательно более темными контурами показана утеря первоначальной изменчивости. Подобной картины не получилось бы при наличии каких-то других центров происхождения современного человека (например, где-то в Азии). Рис. из обсуждаемой статьи в Nature
Изменчивость размеров черепа по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Последовательно более темными контурами показана утеря первоначальной изменчивости. Подобной картины не получилось бы при наличии каких-то других центров происхождения современного человека (например, где-то в Азии). Рис. из обсуждаемой статьи в Nature

Результаты исследования подтвердили гипотезу о едином центре происхождения человека. По мере удаления от центральной Африки изменчивость основных размерных показателей черепа уменьшалась, что можно трактовать как снижение исходного генетического разнообразия. Дополнительные трудности анализа были связаны с тем, что по мере освоения человеком новых климатических зон те или иные признаки его оказывались (или не оказывались) полезными и, соответственно, поддерживались или не поддерживались отбором. Такой климатической адаптацией были затронуты и размеры черепа, но применение специальных методов статистики позволило выделить эту «климатическую» составляющую и не принимать ее во внимание при анализе динамики исходной изменчивости.

Генотипическая изменчивость (на основании молекулярно-генетических данных) по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Более темными контурами показана всё большая утеря первоначальной изменчивости. Данный рисунок хорошо соответствует предыдущему (анализ фенотипических признаков), но область первоначального происхождения человека получилась несколько меньше (не включает южную Африку). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature
Генотипическая изменчивость (на основании молекулярно-генетических данных) по мере удаления от наиболее вероятной области происхождения современного человека в Африке (последняя выделена белым и оконтурена синей линией). Более темными контурами показана всё большая утеря первоначальной изменчивости. Данный рисунок хорошо соответствует предыдущему (анализ фенотипических признаков), но область первоначального происхождения человека получилась несколько меньше (не включает южную Африку). Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Параллельно в той же работе для 54 локальных популяций современного человека оценивалась степень гетерозиготности генотипа. Для этого использованы данные по микросателлитам (фрагментам ДНК, содержащим повторы), собранные также в рамках программы HGDP. Нанесенные на карту, эти данные показывают распределение, очень сходное с тем, что выявлено на основе фенотипических признаков. По мере удаления от центра происхождения человека гетерозиготность (а это мера генетического разнообразия) снижается также как разнообразие фенотипическое.

Чем дальше от Африки, от наиболее вероятной области происхождения современного человека, находится та или иная локальная популяция (удаление показано по оси абсцисс), тем ниже коэффициент изменчивости размеров черепа (по оси ординат). В данном случае использован обобщенный показатель изменчивости, суммирующий результаты разных промеров, но сходные графики получены и для отдельных размеров. Данные по изменчивости черепа скорректированы так, чтобы на них не сказывалась зависимость от климата. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature
Чем дальше от Африки, от наиболее вероятной области происхождения современного человека, находится та или иная локальная популяция (удаление показано по оси абсцисс), тем ниже коэффициент изменчивости размеров черепа (по оси ординат). В данном случае использован обобщенный показатель изменчивости, суммирующий результаты разных промеров, но сходные графики получены и для отдельных размеров. Данные по изменчивости черепа скорректированы так, чтобы на них не сказывалась зависимость от климата. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature
Леонардо да Винчи. Измерения человеческого черепа. Рис. с сайта www.drawingsofleonardo.org
Леонардо да Винчи. Измерения человеческого черепа. Рис. с сайта www.drawingsofleonardo.org

Источник: Andrea Manica, William Amos, François Balloux, Tsunehiko Hanihara. The effect of ancient population bottlenecks on human phenotypic variation // Nature. 2007. V. 448. P. 346–348.

См. также:
1) Почему человек покинул Африку 60 тысяч лет назад, «Элементы», 30.06.2006.
2) Древнейшая история человечества пересмотрена, «Элементы», 02.03.2006.
3) Journey of Mankind. The Peopling of the World. Bradshaw Foundation (см. в свободном доступе карту с анимацией, показывающей маршрут расселения древнего человека из Африки).
4) Paul Mellars. Why did modern human populations disperse from Africa ca. 60,000 years ago. A new model (полный текст: Pdf, 1,66 Кб) // PNAS. 20.06.2006. V. 103. No. 25. P. 9381–9386.
5) Sohini Ramachandran, Omkar Deshpande, Charles C. Roseman, Noah A. Rosenberg, Marcus W. Feldman, L. Luca Cavalli-Sforza Support from the relationship of genetic and geographic distance in human populations for a serial founder effect originating in Africa (полный текст: Pdf, 539 Кб) // PNAS. 2005. V. 102. P. 15942–15947.
6) Л. А. Животовский. Микросателлитная изменчивость в популяциях человека и методы ее изучения // Вестник ВОГиС. 2006. Т. 10. № 1. С. 74–96 (есть Pdf всей статьи).

Алексей Гиляров


Комментарии (29)



Последние новости: АнтропологияАлексей Гиляров

8.06
Новые древние остатки людей с острова Флорес говорят о родстве «хоббитов» с эректусами
7.06
Индийская община Бней-Исраэль не может быть одним из десяти потерянных колен
20.04
Расшифровка древней ДНК рассказала о происхождении южноамериканских индейцев
5.04
«Хоббиты» с острова Флорес оказались вчетверо старше
25.02
У алтайских неандертальцев найдены гены архаичных сапиенсов, а у денисовцев — гены гейдельбергских людей
20.02
Неандертальские гены влияют на здоровье современных людей
20.10
Охотники-собиратели спят меньше городских жителей
14.09
Человек из Диналеди — новый вид примитивных людей
14.06
Палеогенетика подтвердила важный вклад причерноморско-каспийских степняков в формирование генофонда европейцев
25.05
Древнейшие люди изготавливали орудия по-своему

Научная картинка дня


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Аркадий Курамшин, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Антон Морковин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Павел Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Александр Храмов, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 VII, VI, V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия