Новый алгоритм проливает свет на исход человечества из Африки
Исследователи из Института Сэнгера разработали новый метод анализа полных геномов разных популяций, который позволил глубже изучить эволюцию человека. Ключевой вывод: африканские и неафриканские популяции продолжали обмениваться генетическим материалом ещё долго после миграции из Африки около 60 000 лет назад.
Суть метода и основные открытия
Новый алгоритм впервые позволяет оценить размер и историю популяций, используя одиночные геномы. Этот метод делает меньше предположений, чем существующие, и даёт более детальную картину истории человечества от 10 000 до 1 миллиона лет назад.
Ключевые наблюдения:
- Рост эффективной численности населения около 100 000 лет назад, когда современные люди появились в Африке.
- У неафриканских индивидов из Европы и Восточной Азии наблюдается общая история резкого сокращения популяции (бутылочное горлышко), начавшегося около 60 000 лет назад.
- При этом есть свидетельства продолжающегося генетического обмена с африканскими популяциями в течение десятков тысяч лет после исходного исхода — вплоть до периода 20 000–40 000 лет назад.
Анализ геномов
Команда секвенировала и сравнила четыре мужских генома из Китая, Европы, Кореи и Западной Африки. Было установлено, что:
- Разделение африканских и неафриканских популяций могло начаться 100 000–120 000 лет назад.
- Однако они в значительной степени оставались единой популяцией примерно до 60 000–80 000 лет назад.
- После этого предки европейцев и восточных азиатов пережили период, когда их эффективная численность упала примерно до одной десятой от прежнего размера.
- В течение как минимум первых 20 000 лет этого периода популяции вне Африки и внутри неё, по-видимому, не были генетически разделены. Возможное объяснение — новые переселенцы из Африки продолжали присоединяться к исходным группам.
Преимущества подхода
Новый статистический метод вычислительно эффективен и не накладывает строгих ограничений на модель изменения численности популяции. Он использует полную последовательность генома отдельных индивидов, в отличие от предыдущих методов, анализировавших лишь часть генома. Это позволяет комбинировать информацию из десятков тысяч участков генома для восстановления истории.
Особенность метода — возможность изучать исторические отношения между двумя разными популяциями, сравнивая X-хромосомы двух мужчин, поскольку у мужчин только одна копия X-хромосомы.
Перспективы
Метод открывает возможности для более детальных исследований по мере секвенирования большего числа геномов, в том числе в рамках проектов типа The 1000 Genomes Project. Его также можно адаптировать для изучения истории популяций других видов, для которых доступна последовательность хотя бы одного генома.