يحتوي الحمض النووي للإنسان الحديث على آثار إنسان نياندرتال، باستثناء الكروموسوم Y
بواسطة جيني جريفز /المحادثة
عاش إنسان النياندرتال، وهو أقرب أبناء عمومة الإنسان الحديث، في أجزاء من أوروبا وآسيا حتى انقراضه قبل حوالي 30 ألف سنة.
وتكشف الدراسات الجينية المزيد عن الروابط بين البشر المعاصرين وأقاربهم الذين رحلوا منذ فترة طويلة – وكان آخرها أن موجة من التهجين بين جنسنا البشري حدثت في فترة زمنية قصيرة نسبيا منذ حوالي 47 ألف سنة. ولكن لا يزال هناك لغز واحد.
ال الإنسان العاقل يحتوي الجينوم اليوم على القليل من الحمض النووي للنياندرتال. تأتي هذه الآثار الجينية من كل جزء من جينوم إنسان النياندرتال تقريبًا، باستثناء الكروموسوم الجنسي Y، المسؤول عن تكوين الذكور.
إذن ماذا حدث لكروموسوم النياندرتال Y؟ من الممكن أن يكون قد فقد عن طريق الصدفة، أو بسبب أنماط التزاوج أو الوظيفة الرديئة. ومع ذلك، قد تكمن الإجابة في نظرية عمرها قرن من الزمان حول صحة الهجينة بين الأنواع.
الجنس البدائي والجينات والكروموسومات
لقد ذهب إنسان النياندرتال والإنسان الحديث في طريقين منفصلين منذ ما بين 550 ألف إلى 765 ألف عام في أفريقيا، عندما تجول إنسان النياندرتال في أوروبا لكن أسلافنا ظلوا في أماكنهم. لن يجتمعوا مرة أخرى حتى حاء العاقل هاجروا إلى أوروبا وآسيا منذ ما بين 40.000 إلى 50.000 سنة.
استعاد العلماء نسخًا من جينومات إنسان النياندرتال الكاملة من الذكور والإناث، وذلك بفضل الحمض النووي المأخوذ من العظام والأسنان المحفوظة جيدًا لأفراد إنسان النياندرتال في أوروبا وآسيا. ومن غير المستغرب أن يكون جينوم النياندرتال مشابهًا جدًا لجينومنا، حيث يحتوي على حوالي 20 ألف جين مجمعة في 23 كروموسومًا.
ومثلنا، كان لديهم نسختان من 22 من تلك الكروموسومات (واحدة من كل والد)، وكذلك زوج من الكروموسومات الجنسية. كان لدى الإناث اثنين من كروموسومات X، بينما كان لدى الذكور واحد X وواحد Y.
يصعب تسلسل كروموسومات Y لأنها تحتوي على الكثير من الحمض النووي “غير المرغوب فيه” المتكرر، لذلك تم تسلسل جينوم النياندرتال Y جزئيًا فقط. ومع ذلك، فإن القطعة الكبيرة التي تم تسلسلها تحتوي على نسخ من العديد من الجينات نفسها الموجودة في كروموسوم Y البشري الحديث.
في البشر المعاصرين، يبدأ جين كروموسوم Y يسمى SRY عملية تطور الجنين XY إلى ذكر. ويلعب جين SRY هذا الدور في جميع القردة، لذلك نفترض أنه فعل ذلك بالنسبة لإنسان النياندرتال أيضًا – على الرغم من أننا لم نعثر على جين النياندرتال SRY نفسه.
تعايش إنسان النياندرتال مع الإنسان الحديث في صحراء النقب. (كوفالينكو آي / أدوبي ستوك)
لقد ترك لنا التزاوج بين الأنواع جينات إنسان نياندرتال
هناك الكثير من الدلائل الصغيرة التي تشير إلى أن تسلسل الحمض النووي قادم من إنسان نياندرتال أو إنسان نياندرتال حاء العاقل. لذلك يمكننا البحث عن أجزاء من تسلسل الحمض النووي للنياندرتال في جينومات الإنسان الحديث.
تحتوي جينومات جميع الأنساب البشرية الناشئة في أوروبا على حوالي 2% من تسلسل الحمض النووي للنياندرتال. وتحتوي السلالات القادمة من آسيا والهند على المزيد من ذلك، في حين لا تحتوي السلالات التي تقتصر على أفريقيا على أي شيء. بعض القديمة الإنسان العاقل وكانت الجينومات تحتوي على أكثر من ذلك – 6% أو نحو ذلك – لذا يبدو أن جينات إنسان النياندرتال تتلاشى تدريجياً.
وقد وصل معظم هذا الحمض النووي للنياندرتال في فترة 7000 عام منذ حوالي 47000 عام، بعد خروج الإنسان الحديث من أفريقيا إلى أوروبا، وقبل أن ينقرض إنسان النياندرتال منذ حوالي 30 ألف عام. خلال هذا الوقت، لا بد أنه كان هناك العديد من عمليات الاقتران بين البشر البدائيين والبشر.
يمكن تجميع نصف جينوم إنسان النياندرتال على الأقل من أجزاء موجودة في جينومات مختلف البشر المعاصرين. يجب أن نشكر أسلافنا من إنسان النياندرتال على سمات تشمل الشعر الأحمر والتهاب المفاصل ومقاومة بعض الأمراض.
هناك استثناء صارخ واحد. لم يتم العثور على أي إنسان معاصر يضم أي جزء من كروموسوم Y للنياندرتال.
ماذا حدث لكروموسوم النياندرتال Y؟
هل كان مجرد حظ سيئ أن يضيع كروموسوم Y للنياندرتال؟ ألم تكن جيدة جدًا في وظيفتها المتمثلة في تكوين الذكور؟ هل انغمست نساء النياندرتال، وليس الرجال، في التزاوج بين الأنواع؟ أو هل كان هناك شيء سام في إنسان نياندرتال Y لذا فهو لا يعمل مع الجينات البشرية؟
ويصل كروموسوم AY إلى نهاية السطر إذا لم يكن لحامله أبناء، لذلك ربما يكون قد فقد ببساطة على مدى آلاف الأجيال.
أو ربما لم يكن إنسان نياندرتال Y موجودًا أبدًا في عمليات التزاوج بين الأنواع. ربما كان دائمًا الرجال من البشر المعاصرين هم الذين وقعوا في حب (أو تاجروا أو استولوا أو اغتصبوا) نساء النياندرتال؟ الأبناء المولودون لهؤلاء النساء سيحصلون جميعًا على حاء العاقل شكل كروموسوم Y. ومع ذلك، من الصعب التوفيق بين هذه الفكرة وبين اكتشاف أنه لا يوجد أي أثر للحمض النووي الميتوكوندريا للنياندرتال (الذي يقتصر على الخط الأنثوي) في البشر المعاصرين.
أو ربما لم يكن كروموسوم Y للنياندرتال جيدًا في وظيفته مثله حاء العاقل منافسة. كانت أعداد إنسان النياندرتال صغيرة دائمًا، لذا كان من المرجح أن تتراكم الطفرات الضارة.
نحن نعلم أن الكروموسومات Y التي تحتوي على جين مفيد بشكل خاص (على سبيل المثال للحيوانات المنوية الأكثر أو الأفضل أو الأسرع) تحل بسرعة محل الكروموسومات Y الأخرى في مجموعة سكانية (يُسمى تأثير المسافر).
نحن نعلم أيضًا أن كروموسوم Y يتدهور بشكل عام لدى البشر. ومن الممكن أيضًا أن يكون SRY قد فُقد من إنسان نياندرتال Y، وأن إنسان نياندرتال كان في عملية مدمرة لتطوير جين جديد محدد للجنس، كما فعلت بعض القوارض.
هل كان كروموسوم Y البدائي سامًا عند الأولاد الهجين؟
والاحتمال الآخر هو أن كروموسوم Y للنياندرتال لن يعمل مع الجينات الموجودة على الكروموسومات الأخرى من الإنسان الحديث.
ويمكن بعد ذلك تفسير النياندرتال Y المفقود من خلال “قاعدة هالدين”. في عشرينيات القرن الماضي، لاحظ عالم الأحياء البريطاني جيه بي إس هالدين أنه في الهجينة بين الأنواع، إذا كان أحد الجنسين عقيمًا أو نادرًا أو غير صحي، فهو دائمًا الجنس الذي يحتوي على كروموسومات جنسية مختلفة.
في الثدييات والحيوانات الأخرى حيث يكون لدى الإناث كروموسومات XX والذكور لديهم XY، فإن الهجينة الذكورية بشكل غير متناسب هي غير صالحة أو تعاني من العقم. في الطيور والفراشات والحيوانات الأخرى حيث يكون لدى الذكور كروموسومات ZZ والإناث لديها ZW، فهي الإناث.
تظهر العديد من التهجينات بين أنواع مختلفة من الفئران هذا النمط، كما هو الحال مع تهجين القطط. على سبيل المثال، في تهجين الأسد والنمر (اللايجر والنمور)، تكون الإناث خصبة ولكن الذكور عقيمون.
ما زلنا نفتقر إلى تفسير جيد لقاعدة هالدين. إنها واحدة من الألغاز الدائمة في علم الوراثة الكلاسيكي.
ولكن يبدو من المعقول أن كروموسوم Y من أحد الأنواع قد تطور ليعمل مع جينات من الكروموسومات الأخرى من نفس النوع، وقد لا يعمل مع جينات من الأنواع ذات الصلة التي تحتوي حتى على تغييرات صغيرة.
نحن نعلم أن الجينات الموجودة على Y تتطور بشكل أسرع بكثير من الجينات الموجودة على الكروموسومات الأخرى، والعديد منها له وظائف في صنع الحيوانات المنوية، وهو ما قد يفسر العقم عند الذكور الهجينة.
لذلك قد يفسر هذا سبب ضياع إنسان النياندرتال Y. كما أنه يثير احتمال أن يكون خطأ كروموسوم Y، في فرض حاجز إنجابي، هو الذي جعل إنسان النياندرتال والبشر كائنين منفصلين في المقام الأول.
الصورة العليا: إعادة بناء فنان لإنسان نياندرتال، معروضة في معرض “بريطانيا: مليون سنة من القصة الإنسانية”. مصدر: أمناء متحف التاريخ الطبيعي، لندن
نُشرت هذه المقالة في الأصل تحت عنوان “يحتوي الحمض النووي للإنسان الحديث على أجزاء من جميع أنحاء جينوم إنسان النياندرتال، باستثناء كروموسوم Y. ماذا حدث؟‘ بواسطة جيني جريفز على المحادثة، وتم إعادة نشره بموجب ترخيص المشاع الإبداعي.
