úterý 21. června 2016

DNA prvních zemědělců z Íránu

Objevily se dvě práce, které analyzovaly DNA z ostatků prvních zemědělců v Íránu. Porovnání s DNA prvních zemědělců z Egejské oblasti a Evropy ukázalo to, co se dalo předpokládat na základě hmotné kultury a ligvistické komparistiky. Zemědělci z Íránu jsou přímými potomky zdejších lovců a objev zemědělství v této oblasti nebyl doprovázen přísunem obyvatel z východu. Hmotná kultura zdejších neolitických lovců byla velmi vyspělá a s příchodem zemědělství se příliš nezměnila, její přechod do pozdější elámské éry byl plynulý. Genetické analýzy potvrdily, že neolitičtí lovci jsou přímými předky Elamitů. Z dnešních populací k nim mají nejblíže Balůčové z Pákistánu.

Naopak k zemědělcům, kteří přišli jako první do Evropy z Anatolie, mají geneticky nejblíže dnešní obyvatelé Sardinie.



http://science.sciencemag.org/content/early/2016/07/13/science.aaf7943
http://biorxiv.org/content/early/2016/06/16/059311
http://biorxiv.org/content/early/2016/06/18/059568


Pravěká DNA lidí z Himálaje

Podařilo se analyzovat několik vzorků prehistorických lidí z nepálského Himálaje. Jednalo se o vzorky ze 3 oblastí v časovém rozsahu od stáří 3150 až 1250 let. Výsledky nejsou nijak překvapivé. Tehdejší lidé se příliš nelišili od současných Tibeťanů. Na podrobnější analýze je u mladších vzorků vidět velmi mírný posun směrem k indoevropským Šerpům ve srovnání s těmi nejstaršími, ale rozdíl je skutečně minimální a je uvnitř rámce variability současné tibetské populace.

http://www.pnas.org/content/early/2016/06/16/1520844113.full

čtvrtek 9. června 2016

Jak vzniklo vědomí

Před 700 milióny lety primitivní nervová soustava, která pouze spojovala senzory s akcemi, vytvořila selektivitu signálu (selective signal enhancement). Jasnou výhodou je, že organismus nereaguje zbytečně na signály senzorů, když to není třeba. Fungují tak bezobratlí, je to celkem jednoduché a lze to zajistit bez centrálního nervového aparátu.

Ten se vyvinul až později, před 520 milióny lety u prvních obratlovců. Zajišťuje centrální koordinaci všech senzorů a nachází se v části mozku zvané tectum. Tectum mají všichni obratlovci včetně mihulí. Aby tectum zajistilo správnou koordinaci senzorů, vytváří si model jejich chování, hlavně co se týče pohybu. Když obratlovec pohne hlavou, oči stále sledují vybraný objekt a mozek ho považuje za ten samý, který byl před tím v jiné poloze. Všechny smysly koordinovaně změní orientaci podle nového nastavení hlavy.

Před 350 milióny lety vznikla další významná část mozku: wulst, u savců nazvaný mozková kůra (cerebral cortex). To je vylepšená verze tecta, dokáže totiž fungovat virtuálně. Bez pohybu senzorů dokáže, soustředit jejich pozornost na různé objekty (dokáže senzory nastavit tak, že sledují objekt virtuálně - aniž by se na něj skutečně otočily). Například krokodýl nehnutě leží ve vodě jakoby bez zájmu, ale jeho wulst intenzivně sleduje kořist, která o tom nemá tušení. Žába bez wulstu tohle nedokáže, evoluční výhoda při lovu je naprosto zřejmá.

Savci a ptáci jdou ještě dál. Jejich mozková kůra se snaží předvídat a analyzovat chování sledovaného objektu (kořisti či predátora) na základě zkušeností. Jejich mozek analyzuje, co má predátor nebo kořist v úmyslu. Anglicky intention - úmysl, záměr. Intencionalita - schopnost hledat cizí záměr.

Zvířata žijící v sociálních skupinách pak podobného procesu využívají při komunikaci se svými kolegy. Člověk má suverénně největší mozkovou kůru ze všech zvířat. Její výkonnost je v porovnání s ostatními zvířaty mimořádná. V teorii mysli se schopnosti analyzovat záměry či úmysly jiného říká intencionalita (intention - záměr, úmysl). To zvládá řada živočichů zmíněnou virtuální projekcí, ovšem člověk posunul díky své obrovské mozkové kůře tuto schopnost mnohem dál a do větší šířky. Projektuje cizí projektování v několika úrovních a nehledá jenom účel, ale všechny mozkové pochody. Jinými slovy přemýšlí o tom, o čem asi přemýšlí ten druhý - intencionalita. Nebo dokonce přemýšlí o tom, co si myslí druhý o třetím - intencionalita druhého stupně. Člověk má schopnost intencionality 5. až 7. stupně.

Pak ale není problém otočit intencionalitu sám proti sobě. Co si asi myslí ostatní, o mě. Kdo jsem vlastně já a jak se jevím ostatním. O čem to vlastně přemýšlím - a to je vědomí.

Nevýhodou takové evolučního historie vědomí je to, že myslení člověka se ve všem snaží hledat úmysl, či účel. (Jaký to má smysl? Život musí mít smysl, moje existence má nějaký účel, existence vesmíru má nějaký účel...) Neustálá projekce cizích myšlenek vede k paranoie (určitě si o mě myslí něco špatného, všichni se na mě dívají a něco si o mě myslí), nebo vytvoření obrazu abstraktního pozorovatele (Boha)...

http://www.theatlantic.com/science/archive/2016/06/how-consciousness-evolved/485558/

středa 8. června 2016

Dějiny vlků a psů

Rod vlků má zřejmě původ v Africe, dodnes zde žijí nejstarší větve tohoto rodu - šakal a pes hyenovitý. Rozšířeni byli ale také v Asii a dobře se přizpůsobili ledovým dobám, protože dokázali přecházet přes chladné oblasti do Ameriky. Tam se objevuje ambrusterův vlk před 1,8 milióny lety a předek kojotů před 1,1 miliónem let. Silnější doby ledové během posledních 800 tisíc let izolovaly jednotlivé populace vlků a vznikala řada poddruhů, himalajský vlk před 630 tisíci lety, indický vlk před 270 tisíci lety.

Naprostá většina dnešních vlků má však původ před 40 tisíci lety, kdy se objevuje velmi úspěšná populace, která ovládla celou Euroasii a Ameriku. Brzy rozdělila na dvě skupiny, na jižní vlky, kteří žili v mírnějších oblastech Asie a beringské vlky, kteří lovili velké savce na arktických pláních od Evropy po Kanadu. Velmi blízko k této původní skupině má vlk starý 35 tisíc let, nalezený v sibiřském Tajmyru (1).

V té době přišli do Evropy a na jižní Sibiř moderní lidé vybavení na rozdíl od neandrtálců velkým darem empatie a spolupráce. Obě vlastnosti jsou typické i pro vlky, a tak se s nimi lidé dali dohromady. Spolu pak dokázali ulovit obrovské mamuty, mastodonty a další velké arktické savce. Nejstarší nálezy ochočených vlků pochází z Belgie (před 36 tisíci lety), z Altaje (před 33,5 tisíci lety) a z Moravy. Většina byla testována na DNA a žádný z nich nepatří do přímé linie současných psů, ale mají velmi blízko k haploskupině D současných psů. Ta se objevuje až v době před 20 tisíci lety v dnešním pomezí Ruska, Ukrajiny a Běloruska. Někdy tou dobou pronikla část východoasijských vlků do Japonska, měli haploskupinu F, která je o něco mladší než D.

Před 20 tisíci lety dosáhla ledová doba vrcholu a začalo se oteplovat. Populace beringských vlků rostla a začaly dominovat nové haploskupiny A, B a C. V Evropě patřila většina psů té doby do haploskupiny C, D byla odsunuta na druhé místo. Bylo stále tepleji a lovci spolu se psy odešli za mamuty na Sibiř. Před 17 tisíci lety překročili Beringovu úžinu a do Ameriky vstoupili předci Indiánů spolu se psy s haloskupinou A.

Opačným směrem, tedy z Ameriky do východní Asie se vydala malá skupina amerických vlků a dostala se až na Japonský ostrov Hokkaidó, tehdy spojený s pevninou. Vznikl tak hokkaidský vlk.

Jak se oteplovalo, ubývalo tundry a stejně tak i divokých beringských vlků, zato jejich domestikovaní příbuzní už doprovázeli člověka i v mírnějších oblastech a hlídal jejich nově vznikající sídliště. Z doby před 13 tisíci lety pochází čelist psa z Iráku a ze severní Číny, v obou případech už pes nedoprovázel kočující lovce, ale částečně usedlé vesničany.

Populace vlků ze jižní skupiny expanduje na sever a obsazuje prostor uvolněný beringskými vlky, na poslední chvíli se jižní vlci dostali přes mizející pevninský most do Ameriky. Před 10 tisíci lety začíná velká expanze zemědělců do Evropy a severovýchodní Afriky. Doprovod jim dělají psi převážně s haploskupinou A - konkrétně A1. Během pár tisíců let jsou původní haploskupiny psů v Evropě D a C téměř nahrazeny novou haploskupinou A1. Ve východní Evropě je ještě relativně nová haploskupina B.

Psi žijící v Číně mají řadu haploskupin A, které velmi pravděpodobně získali do beringských vlků při své pouti přes Sibiř. Do Japonska se dostali z Korei spolu se zemědělci kultury Yayoi před 2300 lety.
U několika psů v Japonsku a dokonce i u sibiřských husky byla nalezena linie japonských vlků. Poslední Japonský vlk byl spatřen v roce 1905. Někteří lidé doufají, že tento nejmenší z vlků a poddruh beringského vlka stále žije. Poslední hokkaidský vlk byl zastřelen v roce 1881.

Severská plemena ze Skandinávie mají několik procent mitochondriální linie D zřejmě z beringských vlků nebo od psů, kteří žili ve východní Evropě před příchodem zemědělců. Arktická plemena psů mají část DNA, která se podobá nejstarším vlků z Tajmyru, předků psů i současných vlků (1).

Beringští vlci, předci dnešních psů, vymřeli. Pouze populace italských vlků je považována ze jejich potomky, ale nesdílí žádnou linii se současnými psy. Celou Euroasii ovládla jižní skupina, dnešní vlk obecný (gray wolf).


http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(15)00432-7
http://bmcevolbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2148-10-104
http://www.fsigenetics.com/article/S1872-4973(15)30034-X/abstract
http://mbe.oxfordjournals.org/content/26/12/2849

pátek 3. června 2016

Domestikace psů, nové poznatky

Hledání původu psů je stále zamotaný příběh, který se neustále zpřesňuje. Na webu můžeme najít řadu protichůdných informací, u kterých je vždy dobré sledovat stáří a zdroje dat. Z dřívějších genetických analýz současných plemen víme, že existuje několik ohnisek domestikace psů: Blízký východ, jihovýchodní Asie a zřejmě i východní Afrika a jejich stáří je 10-15 tisíc let.

Celý problém ale zkomplikovaly archeologické nálezy. Nejstarší domestikovaní psi jsou totiž příliš staří (přibližně 20 tisíc let) a pochází z Evropy a Sibiře.

Nejnovější analýzy DNA z archeologických nálezů konečně přinesly trochu jasnější informace. Analýza DNA ze sibiřského vlka, starého 35 tisíc let, ukázala, že se psí DNA se mění pomaleji než se myslelo a že tento vlk, měl velmi blízko k předkům dnešních psů. Řada analýz mnoha archeologických i současných vzorků ukázala, že současní psi mají společného před před 18-35  tisíci lety, který žil zřejmě v Evropě.

Scénář byl tady následující: Před vrcholem doby ledové (před 25-30 tisíci lety) lidé v Evropě ochočili vlka. Během vrcholu doby ledové se tito lidé rozšířili i se svými psy na jižní Sibiř a do Střední Asie.
Střední Asie pak byla ohniskem odkud se jejich psi brzy dostali do dnešní Číny, do Ameriky přes Beringův most a na Blízký východ. Střední Asie se tak logicky jevila jako místo domestikace psů (http://arstechnica.com/science/2015/10/dogs-were-first-domesticated-in-central-asia-not-china-or-europe/).

Když došlo na Blízkém východě k zemědělské revoluci, měli její tvůrci u sebe domestikovaného psa původem ze Střední Asie. Jak se zemědělci šířili na severozápad do Evropy, na jihozápad do Afriky a na východ do Asie, psi šli s nimi a většinou nahradili místní plemena. Dnešní rasy v Africe a Evropě pochází z těch Blízkovýchodních. Asijští a indičtí psi pochází ze středoasijských. Původní a nejstarší plemena v Evropě byla vytlačena.



http://www.nature.com/news/ancient-wolf-genome-pushes-back-dawn-of-the-dog-1.17607
http://science.sciencemag.org/content/342/6160/871
http://science.sciencemag.org/content/352/6290/1228.full