Новые исследования показывают, что фатальная генетическая несовместимость между неандертальцами и современными людьми могла ускорить вымирание наших древних родственников.
Исследователи обнаружили, что различные версии гена, связанного с функцией эритроцитов, могли быть причиной выкидышей у женщин, являющихся гибридами неандертальцев и людей.
Когда неандертальцы и ранние современные люди встретились в Евразии около 45 000 лет назад , «они обменялись генами и, возможно, также передали скрытые репродуктивные риски, которые определили судьбу обеих линий», — написал Патрик Эппенбергер , соруководитель Группы эволюционной патофизиологии и изучения мумий в Институте эволюционной медицины в Цюрихе, и его коллеги в исследовании, опубликованном в базе данных препринтов bioRxiv.
Исследователи сосредоточились на гене PIEZO1, который влияет на эритроциты и присутствует как у современных людей (Homo sapiens), так и у неандертальцев. Они обнаружили, что ген PIEZO1 различается у неандертальцев и современных людей.
Неандертальский вариант, схожий с вариантом, обнаруженным у других человекообразных обезьян, позволял гемоглобину в эритроцитах прочнее связываться с молекулами кислорода, в то время как новый вариант у человека разумного способствовал более эффективному переносу кислорода в окружающие ткани. Исследователи предположили, что неандертальцы, возможно, сохранили исходный вариант, поскольку он был полезен для выживания в условиях экстремального холода и периодов голодания.
Однако когда в крови матери содержится аномально высокое количество кислорода, связанного с гемоглобином, это означает, что через плаценту плоду передаётся недостаточное количество кислорода. Это может привести к гипоксии (кислородной недостаточности), задержке роста плода или выкидышу.
Однако из-за особенностей наследования вариантов гена PIEZO1 несовместимость может возникнуть только в том случае, если мать-гибрид неандертальца и человека спаривается с отцом-современным человеком или с отцом-гибридом неандертальца и человека.
«Многие из их потомков не выжили бы», — пишут исследователи.
Это, в свою очередь, означало бы, что неандертальские женщины передавали бы меньше своей митохондриальной ДНК, которая содержится в яйцеклетке и передаётся от матери к ребёнку, отмечают авторы исследования. В течение нескольких поколений скрещиваний неандертальцев с людьми это могло значительно снизить способность гибридных неандертальцев иметь детей, отмечают исследователи.
«Несовместимость PIEZO1 могла ускорить вымирание неандертальцев, постепенно снижая их репродуктивную способность при каждом взаимодействии двух групп», — пишут они.
Эйприл Ноуэлл, археолог из Университета Виктории, специализирующийся на палеолите и не принимавший участия в исследовании, говорит, что исследование добавляет столь необходимую часть головоломки к вопросу вымирания неандертальцев, а именно — несовместимости матери и плода при переносе кислорода во время беременности.
«Чрезвычайно интересно, что аллель [вариант гена], который мог спасти неандертальцев в прошлом, в конечном итоге стал для них причиной гибели, когда они начали скрещиваться с современными людьми», — сказал Ноуэлл.
Джон Хоукс, биологический антрополог из Висконсинского университета, не принимавший участия в исследовании, отметил, что материнско-фетальная несовместимость PIEZO1 интригует и аналогична другим генетическим заболеваниям крови, таким как несовместимость резус-фактора у современных людей.
«Это один из многих возможных случаев, когда вариант гена, происходящий от архаичной популяции, имел некоторые негативные последствия, из-за чего его частота со временем снижалась у современных людей», — сказал Хоукс.
Однако PIEZO1 не является окончательным ответом на вопрос о вымирании неандертальцев.
«Не существует объяснений с точки зрения одного гена того, что представляло собой длительное и сложное взаимодействие многих архаичных групп людей, поскольку современные люди проникали в места их обитания и взаимодействовали с ними», — сказал Хоукс.
Эппенбергер и его коллеги подчеркнули в своем исследовании, что эффект скрещивания неандертальцев и современных людей, вероятно, был длительным и едва заметным — «скорее похожим на ржавчину, ослабляющую конструкцию, чем на один катастрофический удар», — и что необходимы дополнительные исследования в этом направлении.
«Стоит поразмыслить о том, сколько других локусов в геноме могли аналогичным образом привести к гибридной несовместимости», — пишут они.
