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

Arabský poloostrov jako útočiště před ledovou dobou

Podle studie zveřejněné v časopise Nature, se ukazuje, že nejstarší varianty haploskupiny R0a mitochondriální DNA se nachází na Arabském poloostrově, zde je také největší variability této haploskupiny. Simulace ukazují, že k jejich distribuci do Afriky a Evropy došlo po skončení doby ledové. Arabský poloostrov tedy sloužil jako refugium v době velkého such a chladu, lidé žily zřejmě při pobřeží Rudého moře a Adenského zálivu. Na konci ledové doby, před 15 tisíci lety expandovali na sever do Levanty a na východ do Afriky. Stali se tak součástí zemědělské revoluce v úrodném půlměsíci a jejich potomci se dostali do Evropy a do Íránu. Díky intenzivnímu námořnímu obchodu v Indickém oceánu se před 3 tisíci lety jejich potomci dostali až do Indie.

http://www.nature.com/articles/srep25472

Jak byla osídlena Evropa

Nedávno jsem psal o nejstarších genetických vzorcích z moderních lidí z Evropy. Nyní se objevila studie, která analyzuje jadernou DNA moderních lidí z Evropy z období před 45 až 7 tisíci lety. Lze vysledoval jednotlivé skupiny populací, které se v Evropě vystřídaly, a jejich vzájemnou příbuznost.

Před 50 tisíci lety se od bazálních euroasiatů, kteří žili na Středním východě, oddělila skupina, která se vydala do jižní Sibiře. Vzorek z Ust-Ishm, patřící do této skupiny pochází z doby před 45 tisíci lety ze střední Sibiře.

Před 45 tisíci lety se oddělila další skupina lidí, která se vydala na severovýchod. Z této skupiny je nejstarší vzorek z okolí Bajkalu a je starý 25 tisíc let. Lidé z této populace se později podíleli na vzniku populace amerických indiánů.

Ve stejné době do Evropy pronikali první lidé, jejich příbuznost s existujícími populacemi není zřejmá, ale pravděpodobně také pocházeli z bazálních euroasiatů.

Před 40 tisíci lety došlo k velké populační explozi a bazální eurosaité z Blízkého východu se rozdělili do několika skupin, které expandovali v počtu i prostoru.

• Jedna skupina se dostala do jižního Ruska - vzorek Kostenki.
• Další pronikla do severní a západní Evropy - vzorek z Belgie GoyetQ116-1
• Třetí skupina se zřejmě usídlila v jihovýchodní Evropě, ale její nejstarší vzorek pochází až z doby před 14 tisíci lety z jeskyně Villa Bruna v Itálii.

Před 30 tisíci lety dominovali Evropě lovci mamutů, kteří proslavili Dolní Věstonice. Ti byli z větší části potomky skupiny Kostenti z jižního Ruska a z pouhých 10% potomky jihoevropanů.

Během doby ledové, před 20 tisíci lety, se lidé z celé Evropy přesunuli na jih. Ve Španělsku se zformovala nová populace, která vznikla smíšením jihoevropanů a severozápadních Evropanů. Reprezentativní vzorek pochází z jeskyně El-Mirón. Tito lidé po skončení doby ledové, před 17 tisíci lety osídlili západní Evropu, protože byli zvyklí žít a lovit ve stepní tundře, která ustupovala na sever.

Před 13 tisíci lety (po mladším dryasu) přišla změna a celou Evropu ovládla jiná populace - jihoevropané z Villa Bruna, kteří byli zvyklý na život v teplé stepi a řídkém lese. Tato krajina postupně zaplňovala Evropu i s novým lidem.

V odlehlých místech Evropy sice přežily části předchozích populací, ale všechno se změnilo s příchodem zemědělců před 8 tisíci lety. Ti měli velmi blízko k bazálním euroasiatům a výrazně přispěli k současnému genetickému profilu Evropanů.

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature17993.html
http://www.ancestraljourneys.org/palaeolithicdna.shtml

Chromozom Y neandrtálce

Vědeckému týmu ze Stanfordu se podařilo analyzovat chromozom Y neandrtálce. Jednalo se o jedince ze španělské jeskyně Sidron. Analyzovaný chromozom Y nepatří do žádné haploskupiny žijících lidí a je jim velmi vzdálený. Nejbližší společný předek neandrtálců a moderních lidí v je přibližně 590 tisíc let (447-806 tisíc let). Velmi podobný (620 tisíc let) je odhad stáří společného předka v ženské linii podle mitochondriální DNA.

Ukazuje se, že neandrtálci jsou opravdu o něco starší, než jsme si dříve mysleli a od moderních lidí se skutečně oddělili před přibližně 600 tisíci lety. To se projevilo i nedávnou analýzou jaderné DNA archaického neandrtálce staré 430 tisíc let.

Na obrázku je schéma oddělování mužských linií. Neandrtálců před 588 tisíci lety a nejstarší skupiny moderních lidí (A00) před 275 tisíci lety.

http://www.cell.com/ajhg/abstract/S0002-9297(16)30033-7

Lidé se s neandrtálci mísili nesčetněkrát

Před měsícem jsem psal o tom, že míšení lidí a neandrtálců proběhlo vícekrát. Dosud se zkoumaly stopy neandrtálské DNA mezi žijícími lidmi a také mezi archaickými ostatky moderních lidí. Únorový článek byl pozoruhodný tím, že popisoval první objev lidské DNA v populaci neandrtálců, tedy přenos DNA opačným směrem od lidí k neandrtálcům.

Nyní se objevila nová studie, která zkoumala neandrtálskou DNA v různých populacích světa. Výsledek je, jak jinak, překvapivý. Ukazuje se totiž, že různé populace mají ve svých DNA různé části DNA neandrtálců, která pochází z různých setkání s těmito hominidy. Všichni neanfričané sdílejí stejnou příměs DNA, která pochází z doby před přibližně 55 tisíci lety. Další stopy po styku s neandrtálci nesou ve své DNA východoasiaté. O tom už se vědělo dříve. Nyní se však zjistilo, že asiaté a Evropané sdílejí další jinou část genomu neandrtálců, ta ovšem chybí melanésanům, kteří zase získali část DNA od denisovanů.

Na obrázku jsou pouze směry přenosu DNA patrné mezi současnými populacemi, ve skutečnosti se DNA vyměnila mnohem víckrát. Je vidět, že úsvit lidstva je poměrně divoký a všechny formy rodu homo se měly rády.

Jaderná DNA ze Sima de los Huesos

Legendárnímu archeobiologovi Svante Paabovi se povedl další velký kousek. Jeho tým analyzoval jadernou DNA z ostatků starých 450 tisíc let. Jedná se o ostatky Homo heidelbergensis ze španělské jeskyně Sima de los Huesos. Výsledek je, jak se dalo očekávat, překvapivý. Jaderná DNA se totiž velmi podobá té neandrtálské. Co to znamená?

Předně je třeba říci, že z celé jaderní DNA se podařilo analyzovat pouze nějakých 0,1%. To vypadá jako velmi málo, ale ve skutečnosti je to poměrně dost na to, abychom mohli učinit jasný závěr, že Homo heidelbergensis byl předkem nebo jedním z předků neandrtálců. Neandrtálci se od lidí oddělili zhruba před 500 tisíci lety. Jenže někteří Homo heidelbergensis jsou mnohem starší, až 700 tisíc let. Navíc zkoumané ostatky z jeskyně Sima del los Huesos mají mitochondriální DNA denisovanů, kteří se od lidí oddělili před 800 tisíci lety a morfologicky se velmi se podobají neandrtálcům. Co to všechno znamená?

Může to znamenat celou řadu různých scénářů, jak probíhal vývoj Homo heidelbergensis a neandrtálců, ale nejpravděpodobnější se zdá být tento: Homo heidelbergensis je potomek denisovanů, kteří odešli z Afriky před 800 tisíci lety (proto má jejich mitochondriální DNA). Před 300 tisíci lety, z Afriky migruje archaický moderní člověk, který se dostal se až do Indie a do Evropy. Tam se zkřížil s potomky Homo heidelbergensis a výsledkem byl neandrtálec, který v sobě nese geny jak moderních lidí, od kterých se odloučil před 300 tisíci lety, tak  Homo heidelbergensis. kteří se oddělili od moderních lidí před 800 tisíci lety.

Jinou možností je, že došlo k migraci skutečných předků neandrtálců z Afriky před 500 tisíci lety. Ti v Evropě narazili na předchozí populaci Homo heidelbergensis a zatlačili ji na západ, zkoumaný vzorek je pak reliktní populace Homo heidelbergensis silně ovlivněná novými neandrtálci. Tomu ale neodpovídají nálezy kostí, protože skuteční neandrtálci se objevili až před 250 tisíci lety. Do té doby žili v Evropě právě Homo heidelbergensis.

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature17405.html
http://nutcrackerman.com/2015/09/16/5-key-facts-about-the-nuclear-dna-from-sima-de-los-huesos/

Zpracování potravy hrálo významnou roli při vývoji lidí

Důkladná analýza velkého množství ostatků předků lidí a kamenných nástrojů ukazuje, jak lidé v období před 3 až 2 milióny let začaly používat nástroje na zpracování potravy. Výsledkem bylo zmenšení zubů, čelistí a obličeje. Došlo také k redukci velikosti trávícího systému a tím i břišní dutiny.

Jednalo se hlavně o porcování a drcení masa a ostatních živočišných tkání a také zeleniny. Vařená nebo jinak tepelně upravená potrava začal hrát roli až později - zhruba před půl miliónem let.

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature16990.html