Neandertalci, najbliži rođaci modernih ljudi, živjeli su u dijelovima Evrope i Azije do svog izumiranja prije otprilike 30.000 godina.
Genetske studije otkrivaju sve više o vezama između modernih ljudi i ovih davno nestalih rođaka – najnovije da se nalet križanja između naše vrste dogodio u relativno kratkom vremenu prije otprilike 47.000 godina. Ali jedna misterija ipak ostaje, piše Science Alert.
Genom Homo sapiensa danas sadrži malo neandertalske DNK. Ovi genetski tragovi potiču iz gotovo svakog dijela genoma neandertalca, osim Y spolnog kromosoma, koji je odgovoran za stvaranje muškaraca.
Dakle, što se dogodilo s neandertalčevim Y kromosomom? Moglo se izgubiti slučajno, ili zbog obrazaca parenja ili inferiorne funkcije. Međutim, odgovor bi mogao ležati u stoljetnoj teoriji o zdravlju hibrida među vrstama.
Neandertalski spol, geni i kromosomi
Neandertalci i moderni ljudi krenuli su svojim putevima negdje između 550.000 i 765.000 godina u Africi, kada su neandertalci odlutali u Evropu, ali su naši preci ostali na mjestu.
Ne bi se više sreli sve dok H. sapiens nije migrirao u Evropu i Aziju između 40.000 i 50.000 godina.
Naučnici su otkrili kopije potpunog genoma muškog i ženskog neandertalca, zahvaljujući DNK iz dobro očuvanih kostiju i zuba neandertalaca u Evropi i Aziji.
Nije iznenađujuće, genom neandertalca bio je vrlo sličan našem, sadržavao je oko 20 000 gena povezanih u 23 kromosoma.
Kao i mi, imali su dvije kopije od 22 ta kromosoma (jedan od svakog roditelja), a također i par spolnih kromosoma. Žene su imale dva X kromosoma, dok su muškarci imali jedan X i jedan Y.
Y kromosome je teško sekvencirati jer sadrže puno ponavljajućeg "smeća" DNK, tako da je Y genom neandertalca samo djelomično sekvenciran. Međutim, veliki dio koji je sekvencioniran sadrži verzije nekoliko istih gena koji se nalaze u modernom ljudskom Y kromosomu.
Kod modernih ljudi, gen Y kromosoma nazvan SRY pokreće proces razvoja XY embrija u muškarca. SRY gen igra ovu ulogu kod svih majmuna, pa pretpostavljamo da je bila i za neandertalce – iako nismo pronašli sam neandertalski SRY gen.
Sparivanje između vrsta ostavilo nam je neandertalske gene
Postoji mnogo malih poklona koji označavaju da sekvenca DNK dolazi od neandertalca ili Homo sapiensa. Dakle, možemo tražiti dijelove sekvence DNK neandertalca u genomima modernih ljudi.
Genomi svih ljudskih loza koje potiču iz Evrope sadrže oko 2 posto sekvenci neandertalske DNK. Loze iz Azije i Indije sadrže čak i više, dok loze ograničene na Afriku nemaju ništa.
Neki drevni genomi Homo sapiensa sadržavali su čak i više - 6 posto ili tako nešto - pa se čini da neandertalski geni postupno nestaju.
Većina ove neandertalske DNK stigla je u razdoblju od 7.000 godina prije otprilike 47.000 godina, nakon što su moderni ljudi došli iz Afrike u Evropu, i prije nego što su neandertalci izumrli prije otprilike 30.000 godina. Tokom tog vremena moralo je biti mnogo uparivanja između neandertalaca i ljudi.
Najmanje polovina cijelog genoma neandertalca može se sastaviti iz fragmenata pronađenih u genomima različitih suvremenih ljudi. Našim neandertalskim precima možemo zahvaliti za osobine poput crvene kose, artritisa i otpornosti na neke bolesti.
Postoji jedna očita razlika. Nije pronađen nijedan savremeni čovjek koji ima bilo koji dio Y kromosoma neandertalca.
Šta se dogodilo s Y kromosomom neandertalca?
Je li samo loša sreća što se Y kromosom neandertalca izgubio? Nije li bio dobar u svom poslu stvaranja mužjaka? Jesu li se neandertalske žene, ali ne i muškarci, upuštale u parenje među vrstama? Ili je bilo nečeg otrovnog u neandertalcu Y pa ne bi radio s ljudskim genima?
Y kromosom dolazi na kraj linije ako njegovi nositelji nemaju sinove, pa je jednostavno izgubljen tokom hiljada generacija.
Ili možda neandertalac Y nikada nije bio prisutan u međuvrstskim parenjima. Možda su se moderni ljudi uvijek zaljubljivali u (ili trgovali, otimali ili silovali) neandertalske žene? Svi sinovi rođeni od ovih žena imali bi H. sapiens oblik Y kromosoma.
Međutim, teško je pomiriti ovu ideju s otkrićem da ne postoji ni trag neandertalske mitohondrijske DNK (koja je ograničena na žensku liniju) kod modernih ljudi.
Ili možda neandertalski Y kromosom jednostavno nije bio tako dobar u svom poslu kao njegov rival Homo sapiens. Populacije neandertalaca uvijek su bile male, pa bi se vjerovatnije nakupljale štetne mutacije.
Znamo da Y kromosomi s posebno korisnim genom (na primjer za više ili bolje ili brže sperme) brzo zamjenjuju druge Y kromosome u populaciji (naziva se efekt autostopera).
Također znamo da se Y kromosom općenito degradira kod ljudi. Moguće je čak da je SRY izgubljen od neandertalca Y, te da su neandertalci bili u disruptivnom procesu evolucije novog gena za određivanje spola, poput nekih glodavaca.
Je li neandertalski Y kromosom bio toksičan kod hibridnih dječaka?
Druga je mogućnost da Y kromosom neandertalca neće raditi s genima na drugim kromosomima modernih ljudi.
Nedostajući neandertalski Y može se onda objasniti "Haldaneovim pravilom". Dvadesetih godina prošlog stoljeća britanski biolog J.B.S. Haldane je primijetio da, u hibridima između vrsta, ako je jedan spol neplodan, rijedak ili nezdrav, to je uvijek spol s različitim spolnim kromosomima.
Kod sisavaca i drugih životinja kod kojih ženke imaju XX kromosome, a mužjaci XY, nesrazmjerno su muški hibridi neprikladni ili neplodni. Kod ptica, leptira i drugih životinja kod kojih mužjaci imaju ZZ kromosome, a ženke ZW, to su ženke.
Mnoga križanja između različitih vrsta miševa pokazuju ovaj obrazac, kao i križanja mačaka. Na primjer, kod križanja lava i tigra (ligeri i tigoni), ženke su plodne, ali mužjaci sterilni.
Još nam nedostaje dobro objašnjenje Haldaneove vladavine. To je jedna od trajnih misterija klasične genetike.
Ali čini se razumnim da je Y kromosom jedne vrste evoluirao da radi s genima drugih kromosoma svoje vlastite vrste, a možda ne radi s genima srodne vrste koji sadrže čak i male promjene.
Znamo da geni na Y evoluiraju puno brže od gena na drugim kromosomima, a nekoliko njih ima ulogu u stvaranju sperme, što može objasniti neplodnost muških hibrida.
Dakle, ovo bi moglo objasniti zašto se neandertalac Y izgubio. Također otvara mogućnost da je Y kromosom kriv za nametanje reproduktivne barijere što su neandertalci i ljudi uopće postali odvojene vrste.
Jenny Graves, ugledna profesorica genetike i prorektorova saradnica na Sveučilištu La Trobe.
