В июле 2006 года Институт эволюционной антропологии имени Макса Планка в Германии и компания 454 Life Sciences в США объявили о начале работы по секвенированию полного генома неандертальца[1].
Геном неандертальца по размеру близок к геному современного человека. Предварительные результаты показывают, что ДНК современного человека и неандертальца идентичны приблизительно на 99,5%. Исследователи извлекли ископаемую ДНК неандертальца из кости бедра скелета неандертальца 38 000-летней давности из пещеры Виндия в Хорватии, а также из других костей, найденных в Испании, России и Германии[2][3].
Для секвенирования требовалось приблизительно 500 мг образцов костной ткани. Работа по проекту оказалась сопряжена со многими трудностями, включая загрязнение образцов бактериями и людьми, которые манипулировали костями на раскопках и в лаборатории. Было отобрано только шесть образцов кости от пяти неандертальских особей, происходящих с четырёх стоянок: образцы Vindija 33.25 и Vindija 33.16 (возраст ~44 тыс. л. н.) из пещеры Виндия (Хорватия), образцы двух неандертальцев Feldhofer 1 и Feldhofer 2 (возраст ~40 тыс. л. н.) из грота Фельдхофер (Германия), образец Sidron 1253 (возраст ~49 тыс. л. н.[4]) из пещеры Эль-Сидрон (Испания) и образец Mezmaiskaya 1 (возраст 60–70 тыс. л. н.) из пещеры Мезмайская (Россия). Более 99% генетических данных дал образец Vindija 33.16 из пещеры Виндия. Чтобы проверить, являются ли полученные последовательности нуклеотидов из этого образца типичными для неандертальца, исследователи проанализировали несколько миллионов пар нуклеотидов из других образцов неандертальцев. Наибольшее количество сравнительного генетического материала дали образец из Мезмайской пещеры (20 миллионов пар нуклеотидов), образец из пещеры Эль-Сидрон (5 миллионов пар нуклеотидов), образцы из грота Фельдхофер (2 миллиона пар нуклеотидов).
В феврале 2009 года группа генетиков под руководством Сванте Паабо объявила о завершении первого проекта генома неандертальца. Было прочитано 3,7 миллиарда пар нуклеотидов — больше, чем всего в геноме (3,2 миллиарда пар нуклеотидов), так как некоторые участки неандертальской ДНК были прочитаны в нескольких копиях. В реальности удалось расшифровать лишь 63% неандертальского генома (2 миллиарда пар нуклеотидов, если исключить повторяющиеся фрагменты), а оставшиеся 37% его длины (1,2 миллиарда пар нуклеотидов) ещё не были выявлены[5]. Данные первого чернового прочтения показали, например, что разница между геномами человека и неандертальца составляет около 12,8% разницы между геномами человека и шимпанзе. Отсутствие в геноме неандертальца гена Lct говорит о том, что неандертальцы не могли усваивать лактозу[6][7].
В 2010 году в журнале Science появилась статья с результатами расшифровки генома неандертальца[8][9].
Дальнейшие исследования обнаружили 5 генов, связанных с функциями кожи, мыслительной деятельностью и энергетическим обменом, которые существуют у человека и не были найдены у неандертальца и чьи изменения носят явно адаптивный характер[10].
Генетический материал фаланги пальца взрослой неандертальской женщины из Денисовой пещеры из слоя 11 возрастом 50 тыс. лет[11] подвергли подробному анализу, каждая позиция неандертальского генома была прочитана в среднем 50 раз. 99,9% из 1,7 гигабаз последовательностей ДНК в геноме человека были покрыты по меньшей мере десять раз. Загрязнение современной ДНК человека, оцениваемое по последовательностям митохондриальной и ядерной ДНК, составляет около 1%[12][13]. Результаты исследования полного генома неандертальца генетики выложили в открытый доступ[14], чтобы учёные могли свободно работать с этим материалом[15].
Проведённые ранее исследования генома человека показали, что существует 13 вариантов аллелей, которые встречаются у европейцев значительно чаще, чем у африканцев. Из этих 13 вариантов 10 были найдены в геноме неандертальца, что стало одним из доводов в пользу скрещивания Homo sapiens с неандертальцами на территории Европы и Азии[16]. 1–3% генома современных неафриканцев — это гены неандертальцев, при этом европейцы несут немного меньше неандертальских генов, чем азиаты[17]. 0,3–0,7% неандертальских генов обнаружены в ДНК африканцев[18][19] и примерно 5% генов алтайских неандертальцев содержат в себе африканские мутации, которых нет у европейских неандертальцев. Это говорит о том, что алтайские неандертальцы скрещивались с анатомически современными людьми свыше 100 тысяч лет назад[20][21]. Секвенирование митохондриальной ДНК неандертальца из пещеры Холенштайн-Штадель, жившего 124 тыс. л. н., показало, что этот подвид неандертальцев отделился от основного ствола между 316 000 и 219 000 лет назад и скрещивался с Homo sapiens ещё как минимум 219 тыс. лет назад[22].
Из осадочных отложений в Восточной галерее Денисовой пещеры генетики смогли выделить неандертальскую и денисовскую мтДНК, при этом следы ДНК неандертальцев и денисовцев нашли в слоях № 14 и № 15, что указывает на совместное существование в пещере этих двух видов в течение долгого времени. Также неандертальская мтДНК была обнаружена в отложениях бельгийской локации Trou al'Wesse, пещер Чагырская, Эль-Сидрон[23].
В геномах последних европейских неандертальцев из пещер Виндия, Мезмайская, Гойе и Ле-Коте (Les Cottés), живших ок. 45—39 тыс. л. н., не найдено примеси генов кроманьонцев[24][25].
www-wikipediya.ru
Расшифровка генома неандертальца Вики
В июле 2006 года Институт эволюционной антропологии имени Макса Планка в Германии и компания 454 Life Sciences в США объявили о начале работы по секвенированию полного генома неандертальца[1].
Геном неандертальца по размеру близок к геному современного человека. Предварительные результаты показывают, что ДНК современного человека и неандертальца идентичны приблизительно на 99,5%. Исследователи извлекли ископаемую ДНК неандертальца из кости бедра скелета неандертальца 38 000-летней давности из пещеры Виндия в Хорватии, а также из других костей, найденных в Испании, России и Германии[2][3].
Для секвенирования требовалось приблизительно 500 мг образцов костной ткани. Работа по проекту оказалась сопряжена со многими трудностями, включая загрязнение образцов бактериями и людьми, которые манипулировали костями на раскопках и в лаборатории. Было отобрано только шесть образцов кости от пяти неандертальских особей, происходящих с четырёх стоянок: образцы Vindija 33.25 и Vindija 33.16 (возраст ~44 тыс. л. н.) из пещеры Виндия (Хорватия), образцы двух неандертальцев Feldhofer 1 и Feldhofer 2 (возраст ~40 тыс. л. н.) из грота Фельдхофер (Германия), образец Sidron 1253 (возраст ~49 тыс. л. н.[4]) из пещеры Эль-Сидрон (Испания) и образец Mezmaiskaya 1 (возраст 60–70 тыс. л. н.) из пещеры Мезмайская (Россия). Более 99% генетических данных дал образец Vindija 33.16 из пещеры Виндия. Чтобы проверить, являются ли полученные последовательности нуклеотидов из этого образца типичными для неандертальца, исследователи проанализировали несколько миллионов пар нуклеотидов из других образцов неандертальцев. Наибольшее количество сравнительного генетического материала дали образец из Мезмайской пещеры (20 миллионов пар нуклеотидов), образец из пещеры Эль-Сидрон (5 миллионов пар нуклеотидов), образцы из грота Фельдхофер (2 миллиона пар нуклеотидов).
В феврале 2009 года группа генетиков под руководством Сванте Паабо объявила о завершении первого проекта генома неандертальца. Было прочитано 3,7 миллиарда пар нуклеотидов — больше, чем всего в геноме (3,2 миллиарда пар нуклеотидов), так как некоторые участки неандертальской ДНК были прочитаны в нескольких копиях. В реальности удалось расшифровать лишь 63% неандертальского генома (2 миллиарда пар нуклеотидов, если исключить повторяющиеся фрагменты), а оставшиеся 37% его длины (1,2 миллиарда пар нуклеотидов) ещё не были выявлены[5]. Данные первого чернового прочтения показали, например, что разница между геномами человека и неандертальца составляет около 12,8% разницы между геномами человека и шимпанзе. Отсутствие в геноме неандертальца гена Lct говорит о том, что неандертальцы не могли усваивать лактозу[6][7].
В 2010 году в журнале Science появилась статья с результатами расшифровки генома неандертальца[8][9].
Дальнейшие исследования обнаружили 5 генов, связанных с функциями кожи, мыслительной деятельностью и энергетическим обменом, которые существуют у человека и не были найдены у неандертальца и чьи изменения носят явно адаптивный характер[10].
Генетический материал фаланги пальца взрослой неандертальской женщины из Денисовой пещеры из слоя 11 возрастом 50 тыс. лет[11] подвергли подробному анализу, каждая позиция неандертальского генома была прочитана в среднем 50 раз. 99,9% из 1,7 гигабаз последовательностей ДНК в геноме человека были покрыты по меньшей мере десять раз. Загрязнение современной ДНК человека, оцениваемое по последовательностям митохондриальной и ядерной ДНК, составляет около 1%[12][13]. Результаты исследования полного генома неандертальца генетики выложили в открытый доступ[14], чтобы учёные могли свободно работать с этим материалом[15].
Проведённые ранее исследования генома человека показали, что существует 13 вариантов аллелей, которые встречаются у европейцев значительно чаще, чем у африканцев. Из этих 13 вариантов 10 были найдены в геноме неандертальца, что стало одним из доводов в пользу скрещивания Homo sapiens с неандертальцами на территории Европы и Азии[16]. 1–3% генома современных неафриканцев — это гены неандертальцев, при этом европейцы несут немного меньше неандертальских генов, чем азиаты[17]. 0,3–0,7% неандертальских генов обнаружены в ДНК африканцев[18][19] и примерно 5% генов алтайских неандертальцев содержат в себе африканские мутации, которых нет у европейских неандертальцев. Это говорит о том, что алтайские неандертальцы скрещивались с анатомически современными людьми свыше 100 тысяч лет назад[20][21]. Секвенирование митохондриальной ДНК неандертальца из пещеры Холенштайн-Штадель, жившего 124 тыс. л. н., показало, что этот подвид неандертальцев отделился от основного ствола между 316 000 и 219 000 лет назад и скрещивался с Homo sapiens ещё как минимум 219 тыс. лет назад[22].
Из осадочных отложений в Восточной галерее Денисовой пещеры генетики смогли выделить неандертальскую и денисовскую мтДНК, при этом следы ДНК неандертальцев и денисовцев нашли в слоях № 14 и № 15, что указывает на совместное существование в пещере этих двух видов в течение долгого времени. Также неандертальская мтДНК была обнаружена в отложениях бельгийской локации Trou al'Wesse, пещер Чагырская, Эль-Сидрон[23].
В геномах последних европейских неандертальцев из пещер Виндия, Мезмайская, Гойе и Ле-Коте (Les Cottés), живших ок. 45—39 тыс. л. н., не найдено примеси генов кроманьонцев[24][25].
См. также[ | код]
Примечания[ | код]
↑ Полный геном неандертальца будет прочтен через два года, Элементы.ру (20 ноября 2006).
↑ Team in Germany maps Neanderthal genome, The Associated Press (12 February 2009). Архивировано 17 февраля 2009 года.
↑ Scientists Decode Majority of Neanderthal Man's Genome, Deutsche Welle (13 February 2009).
↑ У алтайских неандертальцев найдены гены архаичных сапиенсов, а у денисовцев — гены гейдельбергских людей
↑ Дороничев Б., Голованова Л. В. В. Неандертальцы в свете данных генетики // Пятая кубанская археологическая конференция, 2009
↑ Неандертальцы могли говорить и не пили молоко, РИА Новости (14 февраля 2009 года).
↑ First Draft of Neandertal Genome Unveiled at 2009 AAAS Annual Meeting. — AAAS, 2009.
↑ Richard E. Green, Johannes Krause, Adrian W. Briggs, Tomislav Maricic, Udo Stenzel. A Draft Sequence of the Neandertal Genome // Science 07 May 2010: Vol. 328, Issue 5979, pp. 710-722.
↑ 4 миллиарда доказательств: как неандертальцы перестали быть родичами Sapiens
↑ Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture (англ.). Science. Архивировано 26 марта 2012 года.
↑ Описана в работе Mednikova M. B. A proximal pedal phalanx of a Paleolithic hominin from Denisova Cave, Altai. Archaeol. Ethnol. Anthropol. Eurasia 39, 129–138 (2011)
↑ Kay Prüfer et al. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains, 2013
↑ The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains (PDF)
↑ A high-quality Neandertal genome sequence
↑ Расшифрованный геном неандертальца сделали общедоступным, 21 марта 2013
↑ Геном неандертальцев прочтен: неандертальцы оставили след в генах современных людей. Элементы.ру. Архивировано 26 марта 2012 года.
↑ Наймарк Елена. 20% генома неандертальцев собирается из генов современных людей. Элементы.ру (8.03.14). Архивировано 10 марта 2014 года.
↑ Ancient Ethiopian genome reveals extensive Eurasian admixture throughout the African continent
↑ Древнейшая ДНК, выделенная из африканского скелета, указала на евразийские корни
↑ Martin Kuhlwilm et al. Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals, 2016
↑ Учёные: неандертальцы скрещивались с людьми уже 100 тыс лет назад
↑ Cosimo Posth et al.Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for African gene flow into Neanderthals, 04 July 2017
↑ Исследование ДНК древних людей стало возможным без самих останков, 28 апреля 2017
↑ Генетики не нашли следов людей в ДНК последних неандертальцев Земли
↑ Reconstructing the genetic history of late Neanderthals, 2018
Ссылки[ | код]
ru.wikibedia.ru
Расшифровка генома неандертальца — википедия фото
В июле 2006 года Институт эволюционной антропологии имени Макса Планка в Германии и компания 454 Life Sciences в США объявили о начале работы по секвенированию полного генома неандертальца[1].
Геном неандертальца по размеру близок к геному современного человека. Предварительные результаты показывают, что ДНК современного человека и неандертальца идентичны приблизительно на 99,5%. Исследователи извлекли ископаемую ДНК неандертальца из кости бедра скелета неандертальца 38 000-летней давности из пещеры Виндия в Хорватии, а также из других костей, найденных в Испании, России и Германии[2][3].
Для секвенирования требовалось приблизительно 500 мг образцов костной ткани. Работа по проекту оказалась сопряжена со многими трудностями, включая загрязнение образцов бактериями и людьми, которые манипулировали костями на раскопках и в лаборатории. Было отобрано только шесть образцов кости от пяти неандертальских особей, происходящих с четырёх стоянок: образцы Vindija 33.25 и Vindija 33.16 (возраст ~44 тыс. л. н.) из пещеры Виндия (Хорватия), образцы двух неандертальцев Feldhofer 1 и Feldhofer 2 (возраст ~40 тыс. л. н.) из грота Фельдхофер (Германия), образец Sidron 1253 (возраст ~49 тыс. л. н.[4]) из пещеры Эль-Сидрон (Испания) и образец Mezmaiskaya 1 (возраст 60–70 тыс. л. н.) из пещеры Мезмайская (Россия). Более 99% генетических данных дал образец Vindija 33.16 из пещеры Виндия. Чтобы проверить, являются ли полученные последовательности нуклеотидов из этого образца типичными для неандертальца, исследователи проанализировали несколько миллионов пар нуклеотидов из других образцов неандертальцев. Наибольшее количество сравнительного генетического материала дали образец из Мезмайской пещеры (20 миллионов пар нуклеотидов), образец из пещеры Эль-Сидрон (5 миллионов пар нуклеотидов), образцы из грота Фельдхофер (2 миллиона пар нуклеотидов).
В феврале 2009 года группа генетиков под руководством Сванте Паабо объявила о завершении первого проекта генома неандертальца. Было прочитано 3,7 миллиарда пар нуклеотидов — больше, чем всего в геноме (3,2 миллиарда пар нуклеотидов), так как некоторые участки неандертальской ДНК были прочитаны в нескольких копиях. В реальности удалось расшифровать лишь 63% неандертальского генома (2 миллиарда пар нуклеотидов, если исключить повторяющиеся фрагменты), а оставшиеся 37% его длины (1,2 миллиарда пар нуклеотидов) ещё не были выявлены[5]. Данные первого чернового прочтения показали, например, что разница между геномами человека и неандертальца составляет около 12,8% разницы между геномами человека и шимпанзе. Отсутствие в геноме неандертальца гена Lct говорит о том, что неандертальцы не могли усваивать лактозу[6][7].
В 2010 году в журнале Science появилась статья с результатами расшифровки генома неандертальца[8][9].
Дальнейшие исследования обнаружили 5 генов, связанных с функциями кожи, мыслительной деятельностью и энергетическим обменом, которые существуют у человека и не были найдены у неандертальца и чьи изменения носят явно адаптивный характер[10].
Генетический материал фаланги пальца взрослой неандертальской женщины из Денисовой пещеры из слоя 11 возрастом 50 тыс. лет[11] подвергли подробному анализу, каждая позиция неандертальского генома была прочитана в среднем 50 раз. 99,9% из 1,7 гигабаз последовательностей ДНК в геноме человека были покрыты по меньшей мере десять раз. Загрязнение современной ДНК человека, оцениваемое по последовательностям митохондриальной и ядерной ДНК, составляет около 1%[12][13]. Результаты исследования полного генома неандертальца генетики выложили в открытый доступ[14], чтобы учёные могли свободно работать с этим материалом[15].
Проведённые ранее исследования генома человека показали, что существует 13 вариантов аллелей, которые встречаются у европейцев значительно чаще, чем у африканцев. Из этих 13 вариантов 10 были найдены в геноме неандертальца, что стало одним из доводов в пользу скрещивания Homo sapiens с неандертальцами на территории Европы и Азии[16]. 1–3% генома современных неафриканцев — это гены неандертальцев, при этом европейцы несут немного меньше неандертальских генов, чем азиаты[17]. 0,3–0,7% неандертальских генов обнаружены в ДНК африканцев[18][19] и примерно 5% генов алтайских неандертальцев содержат в себе африканские мутации, которых нет у европейских неандертальцев. Это говорит о том, что алтайские неандертальцы скрещивались с анатомически современными людьми свыше 100 тысяч лет назад[20][21]. Секвенирование митохондриальной ДНК неандертальца из пещеры Холенштайн-Штадель, жившего 124 тыс. л. н., показало, что этот подвид неандертальцев отделился от основного ствола между 316 000 и 219 000 лет назад и скрещивался с Homo sapiens ещё как минимум 219 тыс. лет назад[22].
Из осадочных отложений в Восточной галерее Денисовой пещеры генетики смогли выделить неандертальскую и денисовскую мтДНК, при этом следы ДНК неандертальцев и денисовцев нашли в слоях № 14 и № 15, что указывает на совместное существование в пещере этих двух видов в течение долгого времени. Также неандертальская мтДНК была обнаружена в отложениях бельгийской локации Trou al'Wesse, пещер Чагырская, Эль-Сидрон[23].
В геномах последних европейских неандертальцев из пещер Виндия, Мезмайская, Гойе и Ле-Коте (Les Cottés), живших ок. 45—39 тыс. л. н., не найдено примеси генов кроманьонцев[24][25].
Группа молекулярных биологов сообщила о завершении черновой расшифровки генома неандертальца. На данный момент надежность полученной генетической информации не очень высока - каждая "буква" ДНК была прочитана в среднем один раз, однако можно ожидать, что в ближайшем будущем авторы улучшат этот результат.
Охотник, рыболов, говорун
Небольшой рост, низкий лоб, огромные надбровные дуги, выдающийся вперед подбородок, шерсть - приблизительно так большинство людей представляют себе неандертальцев. Тем не менее, они могли составить серьезную конкуренцию нашим предками, и ученые так до конца и не уверены, почему именно Homo sapiens победили в гонке на выживание.
Термин "неандерталец" появился в 1856 году вскоре после того, как в ущелье Неандерталь возле Дюссельдорфа и Эркрата был обнаружен ископаемый череп. Он очевидно принадлежал человекоподобному существу, однако находка сильно отличалась от черепов современных людей. Через три года после открытия вышла книга Чарльза Дарвина "Происхождение видов", и просвященная публика немедленно нашла для неандертальца место между обезьяной и человеком. Позже стало ясно, что это убеждение было ошибочным.
Вскоре палеонтологи нашли еще несколько черепов и скелетов других неандертальцев, и в учебниках стали появляться иллюстрации, демонстрирующие внешний вид нашего древнего соседа по планете. Обычно Homo neanderthalensis изображают приземистым, ширококостным, покрытым рыжей шерстью (хотя первые более или менее достоверные данные в пользу того, что неандертальцы были рыжими, появились только недавно). На рисованных H. neanderthalensis всегда есть одежда из звериных шкур, а в руках они держат дубинку или еще какое-нибудь орудие.
На самом деле череп из ущелья Неандерталь - не первая такая находка. В 1829 году под городом Энжис в Бельгии был обнаружен череп неизвестного гоминида. Через 19 лет сходный череп нашли на Гибралтаре. Однако оба они были признаны останками H. neanderthalensis только после открытия 1856 года.
Дальнейшие исследования останков неандертальцев показали, что эти художественные детали оказались оправданными. H. neanderthalensis были весьма сообразительными и высокоразвитыми существами. Объем их головного мозга доходил до 1900 кубических сантиметров (у современного человека он не превышает 1300 кубических сантиметров). Позже появилась теория о значительных перестройках структуры головного мозга у кроманьонцев (древние представители современных людей) которые сделали его более эффективным при меньших размерах. И тем не менее, существует множество свидетельств тому, что по интеллектуальным способностям неандертальцы не сильно уступали нашим предкам, а в некоторых аспектах даже превосходили их.
В одном из исследований группа британских и американских ученых реконструировала орудия H. neanderthalensis и орудия древних людей. Ученые в точности воссоздали пластины, которые использовали неандертальцы, и лезвия, характерные для людей. Сравнив эффективность двух типов орудий, ученые убедились, что неандертальские пластины выполняют свои функции лучше человеческих лезвий. Авторы другой работы, исследовавшие найденные в графстве Суссекс наконечники копий и стрел, также убедились в том, что эти артефакты были весьма эффективными орудиями убийства.
Еще одно свидетельство в пользу высокого интеллекта неандертальцев было получено в ходе работы, авторы которой изучали меню этих гоминид (под это определение попадают наиболее продвинутые приматы, в том числе и человек). В пещерах на побережье Испании, которые около 40 тысяч лет назад облюбовали H. neanderthalensis, они обнаружили раковины моллюсков, а также кости дельфинов и тюленей. Останки морских обитателей несли следы обработки каменными орудиями. Ловля тюленей и дельфинов требует от охотника большого мастерства и ловкости, и находка показала, что неандертальцы неплохо освоили сложное ремесло.
После того как исследователям стали доступны генетические данные неандертальцев, появилась теория о том, что они были способны разговаривать. Основанием для такого предположения послужило обнаружение в ДНК H. neanderthalensis гена, который у человека связан с развитием речи. Однако внутреннее ухо неандертальца по своему строению сильно отличается от внутреннего уха Homo sapiens, что является контраргументом противников теории о "говорливости" неандертальцев.
Слияние или уничтожение
Возникает вопрос: почему такие развитые существа прекратили свою эволюцию и исчезли. Существует несколько версий произошедшего. Наиболее распространенная точка зрения предполагает, что H. neanderthalensis были истреблены нашими далекими предками - кроманьонцами. Наиболее кровожадные ученые считают, что кроманьонцы целенаправленно уничтожали своих "братьев по разуму". Их более миролюбивые коллеги придерживаются мнения, что H. neanderthalensis вымерли самостоятельно, не выдержав конкуренции за ресурсы.
Существуют и более экзотические гипотезы, объясняющие, что стало причиной исчезновения неандертальцев. Например, исследователь из Оксфордского университета Симон Андердаун предположил, что H. neanderthalensis погубила традиция поедать своих сородичей. Ученый считает, что в популяции неандертальцев могло распространиться заболевание, сходное с коровьим бешенством. "Неправильные" белки из мозга заболевших жертв попадали в организм полакомившихся ими соплеменников и начинали свое разрушительное действие на их нервную систему. В результате "работы" таких белков, получивших название прионы, мозг больных приобретал консистенцию губки, и в конце концов они умирали.
Другая теория предполагает, что неандертальцы постоянно скрещивались с Homo sapiens и постепенно слились с ними в один вид. Однако пока у ученых нет генетических подтверждений, эта теория остается чисто умозрительной. До недавнего времени считалось, что выделить из окаменелых костей неандертальцев ДНК, пригодную для анализа, невозможно. За годы хранения в условиях, далеких от благоприятных, немногие сохранившиеся нуклеиновые кислоты разрушились до совсем коротких (в 50-60 нуклеотидов) фрагментов, из которых нужно восстановить полный геном длиной около трех миллиардов нуклеотидов.
Надежда на то, что так необходимая антропологам последовательность ДНК неандертальцев скоро станет известной, появилась в 2007 году. Коллектив исследователей под руководством Сванте Паабо (Svante Paabo) из института Эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге заявил, что через два года сможет секвенировать (термин, которым обозначается процесс расшифровки последовательности ДНК) ДНК неандертальца.
Чуть больше чем через год ученые опубликовали статью с расшифровкой полного митохондриального генома H. neanderthalensis. Митохондриальная ДНК содержится не в ядре, а в клеточной органелле под названием митохондрия. Эта ДНК существенно более короткая, поэтому ее последовательность проще восстановить в исходном виде. Источником нуклеиновых кислот послужила костная ткань из обнаруженных в Хорватии останков неандертальца возрастом около 38 тысяч лет.
Используя специально разработанные технологии, Паабо и его коллеги смогли выделить и "прочитать" митохондриальную ДНК. В среднем каждый нуклеотид был расшифрован 35 раз. Большое число прогонов позволило свести число ошибок в секвенированной последовательности к минимуму. Но достоинства митохондриальной ДНК одновременно являются и ее недостатками - из-за своего малого размера она несет небольшое количество генов. Однако даже из имеющейся информации ученые сумели "выудить" интересные факты. Оценив число мутаций в ДНК митохондрий неандертальца и современного человека, исследователи заключили, что эти два вида никогда не смешивались друг с другом (на основании чего ученые могут делать подобные выводы, можно прочитать здесь).
Через четыре месяца группа Паабо вновь обрадовала научный мир, сообщив о черновой расшифровке половины ядерного генома неандертальца, который скрывает большую часть информации о нем. ДНК была добыта из тех же останков. Точность в этот раз была заметно ниже - каждая "буква" была "прочитана" в среднем один раз. Низкая надежность полученной последовательности не позволяет проводить сравнительный анализ ДНК неандертальца и, например, современного человека. Тем не менее, на основании имеющихся данных можно делать выводы о наличии или отсутствии в геноме H. neanderthalensis тех или иных генов. В частности, исследователи заключили, что неандертальцы страдали от непереносимости лактозы - что неудивительно, так как дающие молоко животные были одомашнены значительно позже.
Спустя еще месяц Паабо доложил о завершении расшифровки генома неандертальца. Оставшаяся половина ДНК тоже была "прочитана" один раз. Исследователи уже начали повторно секвенировать ДНК хорватского неандертальца. Кроме того, они получили генетический материал из останков еще пяти представителей вида H. neanderthalensis. Если группе Паабо удастся расшифровать все эти миллиарды нуклеотидов, ученые получат небольшую библиотеку генов неандертальцев, которая даст возможность проводить сравнительный анализ. А это при современном уровне развития математических и статистических методов позволит получить огромное количество информации о распределении генов в целом по популяции.
Зная последовательность ДНК неандертальца, ученые, возможно, смогут понять причины его высокого интеллекта, а также раз и навсегда ответить на вопрос, смешивались ли между собой H. neanderthalensis и H. sapiens.
secretworlds.ru
Тоже человек. Ученые расшифровали геном неандертальца
Группа молекулярных биологов сообщила о завершении черновой расшифровки генома неандертальца. На данный момент надежность полученной генетической информации не очень высока — каждая “буква” ДНК была прочитана в среднем один раз, однако можно ожидать, что в ближайшем будущем авторы улучшат этот результат.
Охотник, рыболов, говорун
Небольшой рост, низкий лоб, огромные надбровные дуги, выдающийся вперед подбородок, шерсть — приблизительно так большинство людей представляют себе неандертальцев. Тем не менее, они могли составить серьезную конкуренцию нашим предками, и ученые так до конца и не уверены, почему именно Homo sapiens победили в гонке на выживание.
Термин “неандерталец” появился в 1856 году вскоре после того, как в ущелье Неандерталь возле Дюссельдорфа и Эркрата был обнаружен ископаемый череп. Он очевидно принадлежал человекоподобному существу, однако находка сильно отличалась от черепов современных людей. Через три года после открытия вышла книга Чарльза Дарвина “Происхождение видов”, и просвященная публика немедленно нашла для неандертальца место между обезьяной и человеком. Позже стало ясно, что это убеждение было ошибочным.
Вскоре палеонтологи нашли еще несколько черепов и скелетов других неандертальцев, и в учебниках стали появляться иллюстрации, демонстрирующие внешний вид нашего древнего соседа по планете. Обычно Homo neanderthalensis изображают приземистым, ширококостным, покрытым рыжей шерстью (хотя первые более или менее достоверные данные в пользу того, что неандертальцы были рыжими, появились только недавно). На рисованных H. neanderthalensis всегда есть одежда из звериных шкур, а в руках они держат дубинку или еще какое-нибудь орудие.
Дальнейшие исследования останков неандертальцев показали, что эти художественные детали оказались оправданными. H. neanderthalensis были весьма сообразительными и высокоразвитыми существами. Объем их головного мозга доходил до 1900 кубических сантиметров (у современного человека он не превышает 1300 кубических сантиметров). Позже появилась теория о значительных перестройках структуры головного мозга у кроманьонцев (древние представители современных людей) которые сделали его более эффективным при меньших размерах. И тем не менее, существует множество свидетельств тому, что по интеллектуальным способностям неандертальцы не сильно уступали нашим предкам, а в некоторых аспектах даже превосходили их.
В одном из исследований группа британских и американских ученых реконструировала орудия H. neanderthalensis и орудия древних людей. Ученые в точности воссоздали пластины, которые использовали неандертальцы, и лезвия, характерные для людей. Сравнив эффективность двух типов орудий, ученые убедились, что неандертальские пластины выполняют свои функции лучше человеческих лезвий. Авторы другой работы, исследовавшие найденные в графстве Суссекс наконечники копий и стрел, также убедились в том, что эти артефакты были весьма эффективными орудиями убийства.
Еще одно свидетельство в пользу высокого интеллекта неандертальцев было получено в ходе работы, авторы которой изучали меню этих гоминид (под это определение попадают наиболее продвинутые приматы, в том числе и человек). В пещерах на побережье Испании, которые около 40 тысяч лет назад облюбовали H. neanderthalensis, они обнаружили раковины моллюсков, а также кости дельфинов и тюленей. Останки морских обитателей несли следы обработки каменными орудиями. Ловля тюленей и дельфинов требует от охотника большого мастерства и ловкости, и находка показала, что неандертальцы неплохо освоили сложное ремесло.
После того как исследователям стали доступны генетические данные неандертальцев, появилась теория о том, что они были способны разговаривать. Основанием для такого предположения послужило обнаружение в ДНК H. neanderthalensis гена, который у человека связан с развитием речи. Однако внутреннее ухо неандертальца по своему строению сильно отличается от внутреннего уха Homo sapiens, что является контраргументом противников теории о “говорливости” неандертальцев.
Слияние или уничтожение
Возникает вопрос: почему такие развитые существа прекратили свою эволюцию и исчезли. Существует несколько версий произошедшего. Наиболее распространенная точка зрения предполагает, что H. neanderthalensis были истреблены нашими далекими предками — кроманьонцами. Наиболее кровожадные ученые считают, что кроманьонцы целенаправленно уничтожали своих “братьев по разуму”. Их более миролюбивые коллеги придерживаются мнения, что H. neanderthalensis вымерли самостоятельно, не выдержав конкуренции за ресурсы.
Другая теория предполагает, что неандертальцы постоянно скрещивались с Homo sapiens и постепенно слились с ними в один вид. Однако пока у ученых нет генетических подтверждений, эта теория остается чисто умозрительной. До недавнего времени считалось, что выделить из окаменелых костей неандертальцев ДНК, пригодную для анализа, невозможно. За годы хранения в условиях, далеких от благоприятных, немногие сохранившиеся нуклеиновые кислоты разрушились до совсем коротких (в 50-60 нуклеотидов) фрагментов, из которых нужно восстановить полный геном длиной около трех миллиардов нуклеотидов.
Надежда на то, что так необходимая антропологам последовательность ДНК неандертальцев скоро станет известной, появилась в 2007 году. Коллектив исследователей под руководством Сванте Паабо (Svante Paabo) из института Эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге заявил, что через два года сможет секвенировать (термин, которым обозначается процесс расшифровки последовательности ДНК) ДНК неандертальца.
Чуть больше чем через год ученые опубликовали статью с расшифровкой полного митохондриального генома H. neanderthalensis. Митохондриальная ДНК содержится не в ядре, а в клеточной органелле под названием митохондрия. Эта ДНК существенно более короткая, поэтому ее последовательность проще восстановить в исходном виде. Источником нуклеиновых кислот послужила костная ткань из обнаруженных в Хорватии останков неандертальца возрастом около 38 тысяч лет.
Используя специально разработанные технологии, Паабо и его коллеги смогли выделить и “прочитать” митохондриальную ДНК. В среднем каждый нуклеотид был расшифрован 35 раз. Большое число прогонов позволило свести число ошибок в секвенированной последовательности к минимуму. Но достоинства митохондриальной ДНК одновременно являются и ее недостатками — из-за своего малого размера она несет небольшое количество генов. Однако даже из имеющейся информации ученые сумели “выудить” интересные факты. Оценив число мутаций в ДНК митохондрий неандертальца и современного человека, исследователи заключили, что эти два вида никогда не смешивались друг с другом.
Через четыре месяца группа Паабо вновь обрадовала научный мир, сообщив о черновой расшифровке половины ядерного генома неандертальца, который скрывает большую часть информации о нем. ДНК была добыта из тех же останков. Точность в этот раз была заметно ниже — каждая “буква” была “прочитана” в среднем один раз. Низкая надежность полученной последовательности не позволяет проводить сравнительный анализ ДНК неандертальца и, например, современного человека. Тем не менее, на основании имеющихся данных можно делать выводы о наличии или отсутствии в геноме H. neanderthalensis тех или иных генов. В частности, исследователи заключили, что неандертальцы страдали от непереносимости лактозы — что неудивительно, так как дающие молоко животные были одомашнены значительно позже.
Спустя еще месяц Паабо доложил о завершении расшифровки генома неандертальца. Оставшаяся половина ДНК тоже была “прочитана” один раз. Исследователи уже начали повторно секвенировать ДНК хорватского неандертальца. Кроме того, они получили генетический материал из останков еще пяти представителей вида H. neanderthalensis. Если группе Паабо удастся расшифровать все эти миллиарды нуклеотидов, ученые получат небольшую библиотеку генов неандертальцев, которая даст возможность проводить сравнительный анализ. А это при современном уровне развития математических и статистических методов позволит получить огромное количество информации о распределении генов в целом по популяции.
Зная последовательность ДНК неандертальца, ученые, возможно, смогут понять причины его высокого интеллекта, а также раз и навсегда ответить на вопрос, смешивались ли между собой H. neanderthalensis и H. sapiens.
Автор: Ирина Якутенко
Источник: Lenta.Ru
Вконтакте
Facebook
Twitter
Google+
Одноклассники
E-mail
www.ego.by
Расшифровка генома неандертальца - Gpedia, Your Encyclopedia
В июле 2006 года Институт эволюционной антропологии имени Макса Планка в Германии и компания 454 Life Sciences в США объявили о начале работы по секвенированию полного генома неандертальца[1].
Геном неандертальца по размеру близок к геному современного человека. Предварительные результаты показывают, что ДНК современного человека и неандертальца идентичны приблизительно на 99,5%. Исследователи извлекли ископаемую ДНК неандертальца из кости бедра скелета неандертальца 38 000-летней давности из пещеры Виндия в Хорватии, а также из других костей, найденных в Испании, России и Германии[2][3].
Для секвенирования требовалось приблизительно 500 мг образцов костной ткани. Работа по проекту оказалась сопряжена со многими трудностями, включая загрязнение образцов бактериями и людьми, которые манипулировали костями на раскопках и в лаборатории. Было отобрано только шесть образцов кости от пяти неандертальских особей, происходящих с четырёх стоянок: образцы Vindija 33.25 и Vindija 33.16 (возраст ~44 тыс. л. н.) из пещеры Виндия (Хорватия), образцы двух неандертальцев Feldhofer 1 и Feldhofer 2 (возраст ~40 тыс. л. н.) из грота Фельдхофер (Германия), образец Sidron 1253 (возраст ~49 тыс. л. н.[4]) из пещеры Эль-Сидрон (Испания) и образец Mezmaiskaya 1 (возраст 60–70 тыс. л. н.) из пещеры Мезмайская (Россия). Более 99% генетических данных дал образец Vindija 33.16 из пещеры Виндия. Чтобы проверить, являются ли полученные последовательности нуклеотидов из этого образца типичными для неандертальца, исследователи проанализировали несколько миллионов пар нуклеотидов из других образцов неандертальцев. Наибольшее количество сравнительного генетического материала дали образец из Мезмайской пещеры (20 миллионов пар нуклеотидов), образец из пещеры Эль-Сидрон (5 миллионов пар нуклеотидов), образцы из грота Фельдхофер (2 миллиона пар нуклеотидов).
В феврале 2009 года группа генетиков под руководством Сванте Паабо объявила о завершении первого проекта генома неандертальца. Было прочитано 3,7 миллиарда пар нуклеотидов — больше, чем всего в геноме (3,2 миллиарда пар нуклеотидов), так как некоторые участки неандертальской ДНК были прочитаны в нескольких копиях. В реальности удалось расшифровать лишь 63% неандертальского генома (2 миллиарда пар нуклеотидов, если исключить повторяющиеся фрагменты), а оставшиеся 37% его длины (1,2 миллиарда пар нуклеотидов) ещё не были выявлены[5]. Данные первого чернового прочтения показали, например, что разница между геномами человека и неандертальца составляет около 12,8% разницы между геномами человека и шимпанзе. Отсутствие в геноме неандертальца гена Lct говорит о том, что неандертальцы не могли усваивать лактозу[6][7].
В 2010 году в журнале Science появилась статья с результатами расшифровки генома неандертальца[8][9].
Дальнейшие исследования обнаружили 5 генов, связанных с функциями кожи, мыслительной деятельностью и энергетическим обменом, которые существуют у человека и не были найдены у неандертальца и чьи изменения носят явно адаптивный характер[10].
Генетический материал фаланги пальца взрослой неандертальской женщины из Денисовой пещеры из слоя 11 возрастом 50 тыс. лет[11] подвергли подробному анализу, каждая позиция неандертальского генома была прочитана в среднем 50 раз. 99,9% из 1,7 гигабаз последовательностей ДНК в геноме человека были покрыты по меньшей мере десять раз. Загрязнение современной ДНК человека, оцениваемое по последовательностям митохондриальной и ядерной ДНК, составляет около 1%[12][13]. Результаты исследования полного генома неандертальца генетики выложили в открытый доступ[14], чтобы учёные могли свободно работать с этим материалом[15].
Проведённые ранее исследования генома человека показали, что существует 13 вариантов аллелей, которые встречаются у европейцев значительно чаще, чем у африканцев. Из этих 13 вариантов 10 были найдены в геноме неандертальца, что стало одним из доводов в пользу скрещивания Homo sapiens с неандертальцами на территории Европы и Азии[16]. 1–3% генома современных неафриканцев — это гены неандертальцев, при этом европейцы несут немного меньше неандертальских генов, чем азиаты[17]. 0,3–0,7% неандертальских генов обнаружены в ДНК африканцев[18][19] и примерно 5% генов алтайских неандертальцев содержат в себе африканские мутации, которых нет у европейских неандертальцев. Это говорит о том, что алтайские неандертальцы скрещивались с анатомически современными людьми свыше 100 тысяч лет назад[20][21]. Секвенирование митохондриальной ДНК неандертальца из пещеры Холенштайн-Штадель, жившего 124 тыс. л. н., показало, что этот подвид неандертальцев отделился от основного ствола между 316 000 и 219 000 лет назад и скрещивался с Homo sapiens ещё как минимум 219 тыс. лет назад[22].
Из осадочных отложений в Восточной галерее Денисовой пещеры генетики смогли выделить неандертальскую и денисовскую мтДНК, при этом следы ДНК неандертальцев и денисовцев нашли в слоях № 14 и № 15, что указывает на совместное существование в пещере этих двух видов в течение долгого времени. Также неандертальская мтДНК была обнаружена в отложениях бельгийской локации Trou al'Wesse, пещер Чагырская, Эль-Сидрон[23].
В геномах последних европейских неандертальцев из пещер Виндия, Мезмайская, Гойе и Ле-Коте (Les Cottés), живших ок. 45—39 тыс. л. н., не найдено примеси генов кроманьонцев[24][25].
См. также
Примечания
↑ Полный геном неандертальца будет прочтен через два года, Элементы.ру (20 ноября 2006).
↑ Team in Germany maps Neanderthal genome, The Associated Press (12 February 2009). Архивировано 17 февраля 2009 года.
↑ Scientists Decode Majority of Neanderthal Man's Genome, Deutsche Welle (13 February 2009).
↑ У алтайских неандертальцев найдены гены архаичных сапиенсов, а у денисовцев — гены гейдельбергских людей
↑ Дороничев Б., Голованова Л. В. В. Неандертальцы в свете данных генетики // Пятая кубанская археологическая конференция, 2009
↑ Неандертальцы могли говорить и не пили молоко, РИА Новости (14 февраля 2009 года).
↑ First Draft of Neandertal Genome Unveiled at 2009 AAAS Annual Meeting. — AAAS, 2009.
↑ Richard E. Green, Johannes Krause, Adrian W. Briggs, Tomislav Maricic, Udo Stenzel. A Draft Sequence of the Neandertal Genome // Science 07 May 2010: Vol. 328, Issue 5979, pp. 710-722.
↑ 4 миллиарда доказательств: как неандертальцы перестали быть родичами Sapiens
↑ Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture (англ.). Science. Архивировано 26 марта 2012 года.
↑ Описана в работе Mednikova M. B. A proximal pedal phalanx of a Paleolithic hominin from Denisova Cave, Altai. Archaeol. Ethnol. Anthropol. Eurasia 39, 129–138 (2011)
↑ Kay Prüfer et al. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains, 2013
↑ The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains (PDF)
↑ A high-quality Neandertal genome sequence
↑ Расшифрованный геном неандертальца сделали общедоступным, 21 марта 2013
↑ Геном неандертальцев прочтен: неандертальцы оставили след в генах современных людей. Элементы.ру. Архивировано 26 марта 2012 года.
↑ Наймарк Елена. 20% генома неандертальцев собирается из генов современных людей. Элементы.ру (8.03.14). Архивировано 10 марта 2014 года.
↑ Ancient Ethiopian genome reveals extensive Eurasian admixture throughout the African continent
↑ Древнейшая ДНК, выделенная из африканского скелета, указала на евразийские корни
↑ Martin Kuhlwilm et al. Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals, 2016
↑ Учёные: неандертальцы скрещивались с людьми уже 100 тыс лет назад
↑ Cosimo Posth et al.Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for African gene flow into Neanderthals, 04 July 2017
↑ Исследование ДНК древних людей стало возможным без самих останков, 28 апреля 2017
↑ Генетики не нашли следов людей в ДНК последних неандертальцев Земли
↑ Reconstructing the genetic history of late Neanderthals, 2018
Ссылки
www.gpedia.com
Расшифровка генома неандертальца - это... Что такое Расшифровка генома неандертальца?
В июле 2006 года Институт эволюционной антропологии имени Макса Планка в Германии и компания 454 Life Sciences в США объявили о начале работы по прочтению полного генома неандертальца[1].
Геном неандертальца по размеру близок к геному современного человека. Предварительные результаты показывают, что ДНК современного человека и неандертальца идентичны приблизительно на 99,5 %. Исследователи извлекли ископаемую ДНК неандертальца из кости бедра скелета мужчины-неандертальца 38000-летней давности из пещеры Виндия в Хорватии, а также из других костей, найденных в Испании, России и Германии [2][3].
Для секвенирования требовалось приблизительно 500 мг образцов костной ткани.
Расшифровка генома оказалась сопряжена со многими трудностями, включая загрязнение образцов бактериями и людьми, которые манипулировали костями на раскопках и в лаборатории.
В феврале 2009 года группа германских генетиков под руководством Сванте Паабо объявила о завершении расшифровки генома неандертальца. Данные первого чернового прочтения показали, например, что разница между геномами человека и неандертальца составляет около 12,8 % разницы между геномами человека и шимпанзе. Отсутствие в геноме неандертальца гена Lct говорит о том, что неандертальцы не могли усваивать лактозу[4][5].
Дальнейшие исследования обнаружили 5 генов, связанных с функциями кожи, мыслительной деятельностью и энергетическим обменом, которые существуют у человека и не были найдены у неандертальца и чьи изменения носят явно адаптивный характер[6].
Проведённые ранее исследования генома человека показали, что существует 13 вариантов аллелей, которые встречаются у европейцев значительно чаще, чем у африканцев. Из этих 13 вариантов 10 были найдены в геноме неандертальца, что стало одним из доводов в пользу скрещивания Homo Sapiens с неандертальцами на территории Европы и Азии[7].
