Генетическая мутация могла позволить ранним людям мигрировать по всей Африке

Генетическая мутация, возникшая десятки тысяч лет назад, может объяснить, как ранние люди смогли переселиться из Центральной Африки и расселиться по континенту в ходе "великого расселения". К такому выводу пришли учёные из Медицинского центра Уэйк Форест Баптист.

Проанализировав паттерны генетических вариаций в разных популяциях мира, три команды учёных продемонстрировали, что критически важный генетический вариант возник в ключевом кластере генов на хромосоме 11, известном как кластер десатураз жирных кислот (FADS), более 85 000 лет назад. Эта вариация позволила бы ранним людям преобразовывать растительные полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) в мозговые ПНЖК, необходимые для увеличения размера, сложности и функции мозга. Кластер FADS играет ключевую роль в определении эффективности преобразования среднецепочечных ПНЖК из растений в длинноцепочечные ПНЖК, содержащиеся в мозге.

Исследование опубликовано в PLOS One.

Археологические и генетические данные предполагают, что homo sapiens появились примерно 180 000 лет назад, но оставались в одном регионе у водоёмов в Центральной Африке почти 100 000 лет. Старший автор Флойд Х. "Ски" Чилтон и другие выдвинули гипотезу, что это место было критически важно, отчасти потому, что ранним людям требовалось большое количество длинноцепочечной ПНЖК докозагексаеновой кислоты (DHA), содержащейся в моллюсках и рыбе, для поддержания сложных функций мозга.

"Возможно, это привязывало ранних людей к водоёмам Центральной Африки, где был постоянный источник пищи с DHA", — сказал Чилтон. "Было много споров о том, как ранние люди могли получать достаточное количество DHA, необходимого для поддержания размера и сложности мозга. Удивительно думать, что мы, возможно, обнаружили область генетической вариации, которая возникла примерно в то время, когда ранние люди покинули этот центральный регион в ходе 'великого расселения'".

Как только этот признак возник, он, согласно исследованию, подвергся интенсивному давлению отбора и быстро распространился по всему населению африканского континента. "Сила генетики постоянно впечатляет меня, и я нахожу замечательным, что мы можем делать выводы о событиях, произошедших десятки тысяч лет назад, изучая паттерны генетической вариации, существующие в современных популяциях", — сказал Джошуа М. Аки из Университета Вашингтона.

Эта способность к конверсии означала, что ранние люди не должны были полагаться только на один источник пищи — рыбу — для роста и развития мозга. Это могло быть особенно важно, потому что генетический вариант возник до того, как организованные охота и рыболовство могли бы обеспечить более надёжные источники длинноцепочечных ПНЖК.

Для исследования эволюционных сил, формирующих паттерны вариаций в кластере FADS, учёные проанализировали 1092 человек из 15 популяций (проект "1000 Genomes") и 1043 человека из 52 популяций (база данных Human Genome Diversity Panel). Они сосредоточились на кластере FADS, поскольку знали, что эти гены кодируют наименее эффективные ферментативные этапы синтеза длинноцепочечных ПНЖК.

Чилтон отметил, что открытие стало возможным благодаря сотрудничеству учёных из трёх различных областей: биохимии жирных кислот (Уэйк Форест Баптист), статистической генетики (Университет Джонса Хопкинса) и популяционной генетики (Университет Вашингтона).

Эта новая информация дополняет предыдущие исследования Чилтона 2011 года, опубликованные в BMC Genetics, которые показали, что у людей африканского происхождения гораздо выше частота генетических вариантов, преобразующих растительные среднецепочечные омега-6 ПНЖК (содержатся в растительных маслах и обработанных пищевых продуктах) в длинноцепочечные ПНЖК, вызывающие воспаление. "Текущее наблюдение даёт ещё одну важную подсказку о том, почему различные расовые и этнические популяции, вероятно, по-разному реагируют на современную западную диету", — заключил Чилтон.