Гибриды неандертальцев и людей могли быть поражены генетическим несоответствием

Фото из открытых источников

Современные люди действительно могли уничтожить неандертальцев, но не только войнами или убийствами. Новое исследование предполагает, что при скрещивании двух видов медленно действующая генетическая несовместимость увеличивала риск прерывания беременности у матерей-гибридов. Аналогичное несоответствие между матерями и плодами может также помочь объяснить часть беременностей, которые сегодня не развиваются.

Генетические исследования показывают, что между Homo sapiens и неандертальцами существовало устойчивое скрещивание примерно от 50 000 до 45 000 лет назад. Неандертальцы вымерли около 41 000 лет назад, но часть их ДНК сохранилась у современных людей неафриканского происхождения, составляя около 1–2% генома.

Однако, как ни странно, ни одна митохондриальная ДНК современных людей не имеет неандертальского происхождения. Эта форма ДНК переносится яйцеклетками, но не сперматозоидами, поэтому она всегда наследуется от матери.

Патрик Эппенбергер из Цюрихского университета (Швейцария) и его коллеги предложили возможное объяснение этого явления. Они предполагают, что у женщин, чьи родители были неандертальцами и Homo sapiens, риск прерывания беременности был выше из-за несоответствия их генов генам плода.

У неандертальцев и человека разумного были разные версии гена PIEZO1, критически важного для транспорта кислорода в крови. Исследователи проанализировали ДНК современного человека и неандертальца и смоделировали различия в белке PIEZO1, чтобы понять, как эти два варианта взаимодействовали. Они также изучали человеческие эритроциты в лабораторных условиях, используя химическую обработку для имитации эффекта неандертальского варианта.

Они обнаружили, что неандертальский вариант V1 приводит к образованию красных кровяных клеток, которые связывают кислород сильнее, чем вариант V2 человека разумного. V1 является доминирующим, поэтому человек, унаследовавший как V1, так и В V2 будут находиться эритроциты с таким же высоким сродством к кислороду.

Это означает, что плод, полученный в результате скрещивания неандертальцев и человека разумного, мог бы нормально развиваться как у матери неандертальца, так и у матери человека разумного. Однако, согласно исследованию, в следующем поколении возникли бы проблемы. Гибридная мать с V1 и V2, вынашивающая плод с двумя копиями V2, имела бы более высокое сродство к кислороду, чем её плод, поэтому она доставляла бы меньше кислорода через плаценту. Это могло бы затруднить рост плода и увеличить риск потери беременности.

Эппенбергер и его коллегиОни отказались от интервью, но в своей статье утверждают, что эта несовместимость могла привести к снижению репродуктивной функции неандертальцев. «За тысячелетия сосуществования даже низкий уровень потока генов от современных людей к неандертальцам мог привести к постепенному ухудшению репродуктивной функции, усугубляющемуся с течением поколений», — пишут они.

Для популяции H. sapiens это не было бы такой проблемой, поскольку она была гораздо больше, предполагает учёные. ДНК неандертальцев могла распространяться по популяции через отцов, но вариант V1 быстро исчез бы в результате естественного отбора. Это может объяснить, почему неандертальцыДНК сохранилась у современных людей, тогда как митохондриальная ДНК, наследуемая только по материнской линии, не сохранилась.

Исследователи также отмечают, что, хотя мутации в PIEZO1 и не происходят от ДНК неандертальцев, некоторые из них с аналогичным эффектом встречаются и сегодня и могут вызывать некоторые случаи необъяснимой потери беременности из-за аналогичного несоответствия между матерью и плодом.

Салли Уэйзеф из Квинслендского технологического университета в Брисбене, Австралия, считает, что открытие отсроченной несовместимости второго поколения — «хорошее открытие». «Даже незначительное нарушение репродуктивной функции может привести к снижению способности к замещению в малых группах, что может привести к снижению численности, а в нестабильных условиях — к вымиранию», — говорит она.

«При этом я бы отнеслась к этому открытию как к одному фрагменту пазла, а не как к полной картине», — говорит она. «Вероятно, эффект будет незначительным и усилит другие экологические и социальные проблемы».

Лауриц Сков из Копенгагенского университета в Дании считает, что на исчезновение неандертальцев, вероятно, повлияло множество факторов, включая изменение климата, появление современных людей, небольшой размер сообщества неандертальцев, появление новых заболеваний и генетическую несовместимость.

Сков также говорит, что он был бы удивлен, если бы эта разница в сродстве к кислороду определяласьединичная мутация в гене PIEZO1, как предполагают исследователи.

«Я думаю, что необходимы дополнительные исследования, чтобы окончательно определить, каково влияние этой конкретной мутации, и что происходит, когда у матери и плода разные конфигурации, — говорит он. — Или какую роль, если таковая вообще имела место, эта мутация сыграла в вымирании неандертальцев».