Vroege voorouderlijke verstikking heeft ons bijna weggevaagd!

Een nieuwe manier om de omvang van de oude populatie af te leiden heeft een ernstig knelpunt in de menselijke bevolking aan het licht gebracht, waardoor de kans op de mensheid zoals we die nu kennen bijna is geëlimineerd.

Het onverklaarde gat in het Afrikaans/Euraziatische fossielenbestand kan nu dankzij het team worden verklaard Onderzoekers uit China, Italië en de Verenigde Staten. Met behulp van een nieuwe methode genaamd FitCoal (micro-time rapid coalescentie) konden de onderzoekers demografische gevolgtrekkingen nauwkeurig bepalen met behulp van moderne menselijke genomische sequenties van 3.154 individuen. Deze resultaten suggereren dat de vroege voorouders van de mensachtigen een lange en ernstige knelpuntfase doormaakten, waarin ongeveer 1.280 individuen de populatie gedurende ongeveer 117.000 jaar in stand konden houden. Hoewel dit onderzoek licht heeft geworpen op enkele aspecten van voorouders uit het vroege tot het midden-Pleistoceen, zijn er sinds de onthulling van deze informatie veel vragen die moeten worden beantwoord.

FitCoal-methodologie

In deze studie werd een grote hoeveelheid genomische sequenties geanalyseerd. Maar “het feit dat FitCoal zelfs met een klein aantal sequenties een ernstig oud knelpunt kan detecteren, vertegenwoordigt een grote doorbraak”, zegt hoofdauteur Yun-Xin Fu, een theoretisch populatiegeneticus aan het Health Science Center van de Universiteit van Texas in Houston.

De onderzoekers publiceren hun resultaten online op Wetenschappen Op 31 augustus 2023 (Amerikaanse oostelijke tijd). Resultaten bepaald met behulp van FitCoal om de waarschijnlijkheid van de huidige genoomsequenties te berekenen, toonden aan dat vroege menselijke voorouders een enorm verlies aan mensenlevens en dus een verlies aan genetische diversiteit ervoeren.

De fossiele kloof van Afrikaanse mensachtigen en de geschatte tijdsperiode voor chromosoomfusie worden rechts weergegeven. Krediet: Wetenschap

Het interpreteren van de fossiele kloof

“De kloof in de Afrikaanse en Euraziatische fossielenbestanden kan historisch gezien worden verklaard door dit knelpunt in het vroege stenen tijdperk. Het valt samen met deze voorgestelde periode van aanzienlijk verlies van fossiel bewijsmateriaal”, zegt senior auteur Giorgio Manzi, een antropoloog aan de Sapienza Universiteit van Rome De suggestie voor deze achteruitgang van de mensachtigenpopulaties is vooral van klimatologische aard: ijstijden in deze tijd leidden tot temperatuurveranderingen, ernstige droogte en verlies van andere organismen. ClassificerenHet werd waarschijnlijk gebruikt als voedselbron voor voorouderlijke mensen.

Genetische diversiteit en menselijke evolutie

De gevolgen van deze verstikking zijn onthutsend. Naar schatting 65,85% van de huidige genetische diversiteit is mogelijk verloren gegaan als gevolg van dit knelpunt in het vroege tot midden-Pleistoceen, en een lange periode van krimpende reproductieve populaties bedreigde de mensheid zoals we die nu kennen. Dit knelpunt lijkt echter te hebben bijgedragen aan een soortvormingsgebeurtenis waarbij twee voorouderlijke chromosomen kunnen samenkomen om te vormen wat momenteel bekend staat als chromosoom 2 bij moderne mensen. Met deze informatie zal waarschijnlijk de laatste gemeenschappelijke voorouder van de Denisovans, Neanderthalers en moderne mensen worden ontdekt (Homo sapiens).

Ontdek nieuwe vragen

We weten allemaal dat als een vraag eenmaal is beantwoord, er nog meer vragen rijzen.

“De nieuwe ontdekking opent een nieuw veld in de menselijke evolutie omdat het veel vragen oproept, zoals waar deze individuen leefden, hoe ze catastrofale klimaatveranderingen overwonnen, en of natuurlijke selectie tijdens een knelpunt de evolutie van het menselijk brein versnelde”, zegt de leider. auteur Yi Hsuan Pan, een evolutionaire en functionele genomica-specialist aan de East China Normal University (ECNU).

Nu er reden is om aan te nemen dat voorouderlijke conflicten tussen 930.000 en 813.000 jaar geleden plaatsvonden, kunnen onderzoekers blijven zoeken naar antwoorden op deze vragen en ontdekken hoe deze kleine populatie volhardde in moeilijke en gevaarlijke omstandigheden. Vuurleiding, gecombineerd met een klimaatverschuiving om geschikter te zijn voor menselijk leven, heeft mogelijk bijgedragen aan de daaropvolgende snelle bevolkingsgroei, ongeveer 813.000 jaar geleden.

“Deze bevindingen zijn nog maar het begin. Toekomstige doelen met deze kennis zijn erop gericht een completer beeld te schetsen van de menselijke evolutie tijdens deze overgangsperiode van het vroege Pleistoceen naar het midden-Pleistoceen, die op zijn beurt het mysterie zal blijven ontrafelen dat de oorsprong is en evolutie van vroege mensen.” Theoretisch populatiegeneticus en wetenschapper Computational Biology aan het Shanghai Institute of Nutrition and Health, Chinese Academy of Sciences (SINH-CAS).

Referentie: “Genomische gevolgtrekking van het ernstige menselijke knelpunt tijdens de overgang van het vroege naar het midden-Pleistoceen” door Wangji Hu, Ziqian Hao, Pingyuan Du, Fabio Di Vincenzo, Giorgio Manzi, Jialong Cui, Yun-Xin Fu, Yi-Hsuan Pan en Haiping Li, 31 augustus 2023, Wetenschappen.
doi: 10.1126/science.abq7487

Dit onderzoek werd mede geleid door Haipeng Li van SINH-CAS en Yi-Hsuan Pan van ECNU. Hun medewerkers, Fabio Di Vincenzo van de Universiteit van Florence, Giorgio Manzi van de Sapienza Universiteit in Rome, en Yun-Xin Fu van het University of Texas Health Science Center in Houston, hebben belangrijke bijdragen geleverd aan de resultaten. De eerste auteurs van het artikel zijn Wangjie Hu en Ziqian Hao, die vroeger studenten/stagiaires waren bij SINH-CAS en ECNU. Ze zijn momenteel verbonden aan de Icahn School of Medicine op de berg Sinaï, Shandong First Medical University en Shandong University Academie voor Medische Wetenschappenrespectievelijk. Pengyuan Du van SINH-CAS en Jialong Cui van ECNU hebben ook bijgedragen aan dit onderzoek.