Если скрестить льва с тигром, то получится лигр. Эти крупные животные, как правило, бесплодны, что означает, что они не могут иметь потомство. Долгое время ученые считали, что потомки от скрещивания разных видов, называемых гибридами, всегда были бесплодными.
Но дальнейшие исследования показали, что у некоторых гибридов может быть свое потомство. В 1943 году, например, в немецком зоопарке Хеллабрунн у лигра родились детеныши от скрещивания со львом. Когда гибриды скрещиваются с одним из их родительских видов, таким как лигр и лев в Германии, ДНК может перетекать из одного вида в другой. Этот процесс известен как интрогрессия.
Интрогрессия объясняет, как люди получили неандертальскую ДНК. Долгое время люди жили только в африканских саваннах. Около 45 000 лет назад они покинули Африку и мигрировали в Европу, где вступили в контакт с другим человеком, похожим на человека, - неандертальцами.
Неандертальцы не сильно отличались от людей. Они были немного крепче, у них были более длинные руки и большая надбровная дуга. У некоторых людей родилось потомство от неандертальцев. Когда эти дети выросли, они завели собственных детей. И так далее. Смешение этих двух видов человека привело к интрогрессии, обмену ДНК. Поскольку люди и неандертальцы имели детей только за пределами Африки, вы не найдете ДНК неандертальцев в современных африканских людях. Однако в остальном мире люди имеют около 3% ДНК неандертальца.
Смешение генов
Но почему большинство людей имеют только около 3% ДНК неандертальца ? ДНК первых гибридов человека и неандертальца была на 50% человеческие и на 50% неандертальские. Если бы у этих гибридов были дети с человеком, процент ДНК неандертальца упал бы примерно до 25%. В следующем поколении этот процент снова уменьшится вдвое. В какой-то момент неандертальцы вымерли. Мы до сих пор точно не знаем, почему. Следствием этого вымирания было то, что люди могли иметь детей только с другими людьми. Никакая новая неандертальская ДНК не может быть добавлена к геному человека, и процент неандертальской ДНК снизился до 3%, что мы наблюдаем сегодня.
Если мы посчитаем, мы увидим, что мы достигаем 3% неандертальской ДНК примерно в пятом поколении людей, размножающихся с другими людьми. В каждом поколении процент ДНК неандертальца уменьшается вдвое и уменьшается следующим образом: 50–25–12,5–6,25–3,125 . Давайте предположим, что одно поколение равняется 25 годам - возраст, в котором люди могут иметь детей. Тогда люди должны были достичь 3% неандертальской ДНК примерно за 125 лет (5 × 25). Но люди и неандертальцы спаривались более 40 000 лет назад! Это большая разница. Процент ДНК неандертальца должен быть намного, намного ниже. Чтобы понять, почему мы не потеряли всю ДНК неандертальца, нам нужно изучить другую концепцию: адаптивную интрогрессию.
Черные волки
Чтобы понять адаптивную интрогрессию, мы отправимся в Северную Америку, где стаи волков бродят по лесам. Если вы смотрели документальные фильмы о природе, вы могли заметить, что у этих волков в основном серый мех. Но ученые заметили, что были волки с более темным мехом. Откуда взялся этот темный мех? Ученые изучили ДНК этих волков и обнаружили, что темный мех был вызван определенным вариантом гена. Удивительно, но у волков обычно нет этого варианта гена. Но у собак он есть!
Дальнейший анализ показал, что в прошлом собаки и волки имели щенков вместе. Смешение этих двух видов привело к обмену ДНК, включая вариантный ген, который дал волкам более темный мех. Из-за этого более темного оттенка эти волки лучше маскировались в лесу, что делало их лучшими охотниками. Обмен ДНК - или интрогрессия - помог волкам адаптироваться к окружающей среде. Вот почему этот процесс называется адаптивной интрогрессией. Волки с более темным мехом выживали лучше, чем их серые собраться, и у них было больше щенков. Эти щенки были похожи на своих родителей, а также имели более темный мех. Со временем генетический вариант для более темного меха стал распространенным в популяции.
Полезные неандертальские гены
Такая же адаптивная интрогрессия произошла с ДНК неандертальца. Некоторые гены оказались полезными для человека и не исчезли из человеческой ДНК.
Какие адаптационные черты нам дали неандертальские гены? Ученые составляют каталог всех полезных генов, которые мы получили от неандертальцев . Давайте посмотрим на некоторые из этих генов. Например, ген микроцефалина (MCPH1) обеспечивает правильное развитие мозга. Возможно, этот ген неандертальца сделал людей умнее и дал возможность лучше выживать на неизведанных территориях. Другие неандертальские гены, такие как обонятельный рецептор 12D3 (OR12D3), важны для переваривания пищи. Люди, которые прибыли в Европу, столкнулись со всеми видами новой пищи. Гены неандертальцев помогли им быстро адаптироваться к новой диете. Некоторые гены возможно изменили форму наших зубов.
Несколько генов, которые люди получили от неандертальцев, также, играют роль в иммунной системе, защищая нас от определенных болезней. Эти гены создают белки, которые ищут в организме человека вредные бактерии и вирусы. Когда они сталкиваются с одним из них, они захватывают его и обезвреживают, чтобы он не наносил больше вреда телу. Это похоже на полицейского, который патрулирует улицы в поисках преступников и сажает их в тюрьму.
Когда люди прибыли в Европу, они столкнулись со многими новыми заболеваниями, которые не встречаются в Африке. Их тела не были знакомы с этими болезнями, и они быстро заболевали. Однако неандертальцы справлялись с этими болезнями на протяжении тысячелетий, и у их ДНК были нужные гены для борьбы с вирусами и бактериями, которые вызывали эти заболевания. Когда люди получили ДНК неандертальцев, они также получили гены для борьбы с новыми вирусами и бактериями. Можно сказать, что люди познакомились с группой полицейских, знакомых с преступниками в этом районе. Это позволило поймать преступников и посадить их в тюрьму. Как вы можете видеть из этих примеров, гены неандертальца в нашей ДНК принесли много пользы.