علماء الوراثة يظهرون كيف أن إنسان النياندرتال لم ينقرض أبدًا

بقلم ليز فولر رايت/جامعة برينستون

منذ اكتشاف عظام النياندرتال الأولى، تساءل الناس عن هؤلاء البشر القدماء. كيف يختلفون عنا؟ كم هم مثلنا؟ هل كان أجدادنا يتعايشون معهم؟ قتالهم؟ أحبهم؟ وقد أضاف الاكتشاف الأخير لمجموعة تسمى الدينيسوفان، وهي مجموعة شبيهة بالنياندرتال كانت تسكن آسيا وأوقيانوسيا، مجموعة من الأسئلة الخاصة بها.

الآن، يقوم فريق دولي من علماء الوراثة وخبراء الذكاء الاصطناعي بإضافة فصول جديدة كاملة إلى تاريخ أشباه البشر المشترك لدينا. تحت قيادة جوشوا آكي، الأستاذ في معهد لويس سيجلر لعلم الجينوم التكاملي في برينستون، وجد الباحثون تاريخًا من الاختلاط والتبادل الجيني الذي يشير إلى وجود علاقة أكثر حميمية بين هذه المجموعات البشرية المبكرة مما كان يعتقد سابقًا.

التبادل الوراثي بين إنسان النياندرتال والإنسان الحديث

قال ليمينج لي، الأستاذ في قسم علم الوراثة الطبية وعلم الأحياء التنموي بجامعة ساوث إيست في نانجينغ بالصين، والذي قام بهذا العمل كمساعد: “هذه هي المرة الأولى التي يحدد فيها علماء الوراثة موجات متعددة من الاختلاط بين الإنسان الحديث والنياندرتال”. باحث في مختبر آكي.

قال آكي: “نحن نعلم الآن أنه خلال الغالبية العظمى من تاريخ البشرية، كان لدينا تاريخ من الاتصال بين الإنسان الحديث وإنسان النياندرتال”. انفصل أشباه البشر، وهم أسلافنا المباشرين، عن شجرة عائلة النياندرتال منذ حوالي 600 ألف عام، ثم طوروا خصائصنا الجسدية الحديثة منذ حوالي 250 ألف عام.

وقال: “منذ ذلك الحين وحتى اختفاء إنسان النياندرتال – أي لمدة 200 ألف عام تقريبًا – كان الإنسان الحديث يتفاعل مع مجموعات إنسان النياندرتال”.

وتظهر نتائج عملهم في العدد الحالي من مجلة العلوم.

تم تصوير إنسان النياندرتال في السابق على أنه بطيء الحركة وغبى، ويُنظر إليه الآن على أنه صيادون ماهرون وصانعو أدوات يعالجون إصابات بعضهم البعض بتقنيات متطورة وكانوا متكيفين جيدًا للنمو في الطقس الأوروبي البارد.

(ملاحظة: جميع مجموعات أشباه البشر هذه هم من البشر، ولكن لتجنب قول “بشر النياندرتال”، و”بشر دينيسوفان”، و”نسخ قديمة من نوعنا البشري”، يستخدم معظم علماء الآثار وعلماء الأنثروبولوجيا المصطلح الاختزال إنسان نياندرتال، دينيسوفان، والإنسان الحديث.)

الكشف عن تدفق الجينات الحديثة من الإنسان إلى الإنسان البدائي (H → N) وعواقبه.

يتسبب الاختلاط الحديث بين إنسان وإنسان نياندرتال في زيادة محلية في تغاير الزيجوت في جينوم إنسان نياندرتال، وهي خاصية مكنت الأساليب من قياس واكتشاف التسلسلات المقدمة. (أكي، جي وآخرون / العلوم)

رسم خريطة لتدفق الجينات

وباستخدام الجينومات المأخوذة من 2000 إنسان حي، بالإضافة إلى ثلاثة من إنسان نياندرتال وواحد من دينيسوفان، قام آكي وفريقه برسم خريطة لتدفق الجينات بين مجموعات أشباه البشر على مدى ربع مليون سنة الماضية.

استخدم الباحثون أداة وراثية صمموها قبل بضع سنوات تسمى IBDmix، والتي تستخدم تقنيات التعلم الآلي لفك تشفير الجينوم. اعتمد الباحثون السابقون على مقارنة الجينوم البشري مع “مجموعة مرجعية” من البشر المعاصرين الذين يُعتقد أنهم يمتلكون القليل من الحمض النووي للنياندرتال أو دينيسوفان أو لا يمتلكون أي حمض نووي.

أثبت فريق آكي أنه حتى تلك المجموعات المشار إليها، والتي تعيش على بعد آلاف الأميال جنوب كهوف النياندرتال، لديها كميات ضئيلة من الحمض النووي للنياندرتال، ربما تم نقلها جنوبًا بواسطة المسافرين (أو أحفادهم).

وباستخدام IBDmix، حدد فريق آكي موجة أولى من الاتصال منذ حوالي 200 إلى 250 ألف سنة، وموجة أخرى قبل 100 إلى 120 ألف سنة، والموجة الأكبر منذ حوالي 50 إلى 60 ألف سنة.

وهذا يتناقض بشكل حاد مع البيانات الجينية السابقة.

وقال: “حتى الآن، تشير معظم البيانات الجينية إلى أن الإنسان الحديث تطور في أفريقيا قبل 250 ألف عام، وبقي في مكانه لمدة 200 ألف عام تالية، ثم قرر بعد ذلك الانتشار خارج أفريقيا قبل 50 ألف عام والانتقال إلى البشر في بقية أنحاء العالم”. آكي.

وقال: “تظهر نماذجنا أنه لم تكن هناك فترة طويلة من الركود، ولكن بعد وقت قصير من ظهور الإنسان الحديث، كنا نهاجر من أفريقيا ونعود إلى أفريقيا أيضا”. “بالنسبة لي، هذه القصة تدور حول التشتت، وأن البشر المعاصرين كانوا يتنقلون ويواجهون إنسان النياندرتال والدينيسوفان أكثر بكثير مما كنا ندركه سابقًا.”

تتزامن هذه الرؤية للبشرية أثناء تنقلها مع الأبحاث الأثرية والأنثروبولوجية القديمة التي تشير إلى تبادل ثقافي وأدوات بين مجموعات أشباه البشر.

نظرة الحمض النووي

كانت الفكرة الأساسية التي توصل إليها لي وأكي هي البحث عن الحمض النووي للإنسان الحديث في جينومات إنسان نياندرتال، بدلًا من العكس.

قال آكي: “لقد ركزت الغالبية العظمى من العمل الجيني على مدى العقد الماضي على كيفية تأثير التزاوج مع إنسان النياندرتال على الأنماط الظاهرية للإنسان الحديث وتاريخنا التطوري – ولكن هذه الأسئلة ذات صلة ومثيرة للاهتمام في الحالة العكسية أيضًا”.

لقد أدركوا أن نسل تلك الموجات الأولى من تزاوج إنسان نياندرتال مع إنسان نياندرتال الحديث لا بد أنه بقي مع إنسان نياندرتال، وبالتالي لم يترك أي سجل في البشر الأحياء. وقال آكي: “لأننا نستطيع الآن دمج عنصر النياندرتال في دراساتنا الجينية، فإننا نرى هذه الانتشارات السابقة بطرق لم نكن قادرين على رؤيتها من قبل”.

كان الجزء الأخير من اللغز هو اكتشاف أن عدد سكان إنسان نياندرتال كان أصغر مما كان يعتقد سابقًا.

لقد استخدمت النمذجة الجينية تقليديًا الاختلاف -التنوع- كبديل لحجم السكان. كلما زاد تنوع الجينات، زاد عدد السكان. لكن باستخدام IBDmix، أظهر فريق آكي أن قدرًا كبيرًا من هذا التنوع الواضح جاء من تسلسلات الحمض النووي التي تم رفعها من البشر المعاصرين، الذين لديهم عدد أكبر بكثير من السكان.

ونتيجة لذلك، تم تخفيض العدد الفعلي لإنسان النياندرتال من حوالي 3400 فرد إلى حوالي 2400 فرد.

كيف اختفى إنسان النياندرتال

وترسم النتائج الجديدة مجتمعة صورة لكيفية اختفاء إنسان النياندرتال من السجلات، منذ حوالي 30 ألف سنة.

قال آكي: “لا أحب أن أقول “الانقراض”، لأنني أعتقد أن إنسان النياندرتال كان مستوعبًا إلى حد كبير”. فكرته هي أن سكان إنسان نياندرتال تقلصوا ببطء حتى تم دمج آخر الناجين في المجتمعات البشرية الحديثة.

تم توضيح “نموذج الاستيعاب” هذا لأول مرة من قبل فريد سميث، أستاذ الأنثروبولوجيا في جامعة ولاية إلينوي، في عام 1989. وقال آكي: “توفر نتائجنا بيانات وراثية قوية تتفق مع فرضية فريد، وأعتقد أن هذا مثير للاهتمام حقًا”.

وقال: “كان إنسان النياندرتال يتأرجح على حافة الانقراض، ربما لفترة طويلة جدًا”. “إذا خفضت أعدادهم بنسبة 10 أو 20%، وهو ما تفعله تقديراتنا، فهذا انخفاض كبير في عدد السكان المعرضين للخطر بالفعل.

“كان البشر المعاصرون في الأساس مثل الأمواج المتلاطمة على الشاطئ، والتي تعمل على تآكل الشاطئ ببطء ولكن بثبات. وفي نهاية المطاف، تمكنا من التغلب على إنسان النياندرتال ديموغرافيًا ودمجهم في المجموعات السكانية البشرية الحديثة.

“التدفق الجيني المتكرر بين إنسان النياندرتال والإنسان الحديث على مدى 200 ألف سنة الماضية(رابط خارجي)“، بقلم Liming Li، وTroy J. Comi، وRob F. Bierma، وJoshua M. Akey، يظهر في عدد 13 يوليو من مجلة Science (DOI: 10.1126/science.adi1768). تم دعم هذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (منحة R01GM110068 إلى JMA).

الصورة العليا: صورة مقربة لامرأة إنسان نياندرتال. مصدر: روبرت / أدوبي ستوك

نُشرت هذه المقالة في الأصل تحت عنوان “علماء الوراثة في برينستون يعيدون كتابة قصة إنسان نياندرتال وغيرهم من البشر القدماء” بقلم ليز فولر رايت، كبيان صحفي من جامعة برينستون.