Nowe badanie DNA Tybetańczyków pozwoliło zidentyfikować genom stojący za ich zdolnością do życia w środowiskach o niskiej zawartości tlenu na dużych wysokościach. Stwierdzono, że gen ten pochodzi z nieoczekiwanego źródła - z tajemniczej grupy starożytnych ludzi, których naukowcy nazwali Denisovans (człowiek denisovański). Badania zostały przeprowadzone we współpracy naukowców z Chin, Danii i Stanów Zjednoczonych i zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.
W latach 90. istniał konsensus co do pochodzenia gatunku ludzkiego, Homo sapiens, do którego wszyscy należymy. Gatunek ten jest młody, rozwinięty w Afryce około 200 tysięcy lat temu, rozprzestrzenił się na całym świecie i dotarł do Europy, być może dopiero 60 tysięcy lat temu.
Ale nie jesteśmy pierwszym gatunkiem z rodzaju Homo, który żyje w Europie. Skamieniałości mające od 300 000 do 30 000 lat wskazują na obecność neandertalczyków i homo neandertalczyków. Wielu uważało, że współcześni Europejczycy i Azjaci opuścili Afrykę i wypędzili neandertalczyków, że było to całkowite zastąpienie, bez krzyżowania się. Naukowcy odkryli sekwencję jednego małego fragmentu neandertalskiego DNA znalezionego w mitochondriach komórki i doszli do wniosku, że neandertalczycy znacznie się różnią od wszystkich współczesnych ludzi.
Jednak w 2010 roku nowe badania obaliły tę hipotezę. Analiza genomu neandertalczyków wykazała, że współcześni Europejczycy i Azjaci, a nie Afrykanie, odziedziczyli od neandertalczyków 1–4% swojego DNA. Oczywiście doszło do krzyżowania się gatunków.
Kolejna niespodzianka dla świata nauki - w Jaskini Denisowej na Syberii znaleziono fragmentaryczne szczątki skamieniałości człowieka, który żył około 50 000 lat temu. Naukowcy uzyskali wysokiej jakości DNA i zsekwencjonowali ludzki genom Denisovana. Ci starożytni ludzie różnili się genetycznie od neandertalczyków, podobnie jak ludzie współcześni. Nagle wyłoniły się trzy różne grupy ludzi, żyjących jednocześnie 50 000 lat temu. Czy człowiek Denisowa krzyżował się z nowoczesnymi ludźmi? Najwyraźniej tak, ponieważ niewielka część DNA współczesnych mieszkańców Nowej Gwinei wykazywała duże podobieństwo do DNA człowieka denisovańskiego.
Naukowcy porównali DNA ludzi denisowskich z DNA współczesnych ludzi, aby znaleźć dowody na adaptacje powstałe w wyniku doboru naturalnego. Celem niektórych badań była identyfikacja genetycznych przyczyn ważnych biologicznych różnic między współczesnymi ludźmi a naszymi przodkami. Inni badacze odkryli lokalne adaptacje w określonych populacjach ludzkich, które pozwoliły im radzić sobie w niezwykłych warunkach środowiskowych.
Najnowsze badania pozwoliły zidentyfikować warianty genetyczne, które mogły skłonić Tybetańczyków do przystosowania się, umożliwiając im życie na wysokości 4000 metrów nad poziomem morza, gdzie stężenie tlenu jest o ponad połowę mniejsze niż na poziomie morza. Naukowcy odkryli, że jeden gen, zwany EPAS1, wytwarza białko, które reguluje wiele genów zaangażowanych w przetwarzanie tlenu w organizmie. Gen znaleziony u Tybetańczyków został również znaleziony u Szerpów i Mongołów, którzy również żyją na dużych wysokościach.
EPAS1 wykazywał u Tybetańczyków oznaki doboru naturalnego, jako że początkowo rzadki wariant stał się powszechny wśród populacji. Naukowcy sugerują, że podobnie jak w innych przypadkach adaptacji do lokalnych warunków w organizmie człowieka, wariant genu przystosowany do niskiej zawartości tlenu pojawił się w wyniku losowej mutacji u współczesnego człowieka (Homo Sapiens) w Azji Środkowej.
Film promocyjny:
Nowe badania przyniosły nieoczekiwane wyniki. Poprzez sekwencjonowanie tego genu u wielu Tybetańczyków i ludu Han dla porównania, autorzy odkryli, że gen ten bardzo różni się od reszty ich chromosomów.
Ale gen tybetański miał zbyt wiele różnic w stosunku do genu Han, ale wariant genu tybetańskiego znaleziono u starożytnych denisowian.
Tak więc w tym przypadku lokalna adaptacja stała się możliwa dzięki nabyciu genu istniejącego wcześniej gatunku ludzkiego - Denisovana. U denisovanów gen ten prawdopodobnie zapewniał adaptację do warunków o niskiej zawartości tlenu przez setki tysięcy lat. Następnie gen ten rozprzestrzenił się w jednej współczesnej grupie ludzi - wśród Tybetańczyków, których środowisko tego wymagało.