V jakém okamžiku jsme se stali lidmi?

Nové výzkumy věnované genomům našich předků neandrtálců a denisovanů vnesly nové světlo do aktuálních poznatků o evoluční historii druhu Homo sapiens. K čemu vědci došli?

Poodhaleno tajemství vzniku Homo sapiens

Realizovaná studie umožnila expertům odhadnout dobu vzniku některých genetických variant, které jsou charakteristické pro náš druh. Vědci tak mohli učinit na základě analýzy mutací, které se velmi často vyskytují v populaci moderního člověka, nicméně u těchto archaických druhů zaznamenány nebyly.

Badatelům se podařilo vysledovat konkrétně dva momenty, kdy došlo k rozvoji mutací. Jeden je datován do období před přibližně 40 000 lety a je spojen s nárůstem populace Homo sapiens a současně odchodem zástupců toto druhu z Afriky. Ještě starší moment vývoje zmíněných mutací odborníci zařadili do éry před více než 100 000 lety. Souvislost má podle autorů studie s dobou největší rozmanitosti typů Homo sapiens v Africe.

Ze závěrů studie vyplynuly rovněž jasně patrné rozdíly mezi jednotlivými evolučními etapami. Týkají se především odlišnosti behaviorálních a taktéž charakteristických rysů v obličeji, které jsou klíčovými znaky odlišujícími náš druh. Jejich převahu mohli antropologové datovat do období před 300 000 lety. Tato datace se shoduje s dostupnými fosilními a archeologickými důkazy.

Klíčovým se pro studii stal mozek

Vědci také analyzovali varianty související s mozkem. Což je z tohoto pohledu zcela klíčový orgán, který může nejlépe napomoci vysvětlit klíčové rysy bohatého repertoáru chování spojeného s Homo sapiens. Konkrétně se jim podařilo datovat variety, které lékařské studie realizované u současných lidí spojily s objemem mozečku, mozkového trámce (corpus callosum) a dalších struktur.

Čtyři lebky ukazující evoluci člověka. Lidská evoluce je vývojový proces, který vedl ke vzniku anatomicky moderních lidí.
Fotka od JuliusKielaitis / Shutterstock

Zjištěné výsledky tak prakticky doplňují myšlenku, která je v evoluční antropologii v současnosti dominantní. A to sice, že neexistuje lineární historie lidského druhu, ale že různé větve našeho evolučního stromu společně koexistovaly a docházelo často taktéž k jejich křížení. Vědci jednoduše neobjevili žádné důkazy evolučních změn, které by závisely na jedné nebo několika klíčových mutacích.

Metodika použitá ve studii pro získání těchto cenných poznatků byla založena na principu genealogického odhadu stáří variant, kterou vyvinuli vědci z Oxfordské univerzity. Jakmile měli k dispozici tento odhad, využili následně mechanismus strojového učení k předpovědi, které geny se v určitých časových oknech nejvíce změnily a které tkáně mohly tyto geny ovlivnit.

V minulosti přitom dosud neexistovaly žádné údaje o genomické expresi variant. Z tohoto důvodu představuje tato metoda přístup k problému, který dosud nebyl řešen. Ve studii předcházející výzkumníci analyzovali genomové informace archaických lidí. V jejím rámci vědci analyzovali tzv. genomové pouště.

Jaké závěry přinesl výzkum lidského genomu

Tedy ty oblasti genomu našeho druhu, kde se nenacházejí žádné genetické fragmenty neandertálců nebo denisovanů a které navíc byly u našeho druhu vystaveny pozitivnímu tlaku. To znamená, že se v nich nahromadilo více mutací, než by se očekávalo při neutrální evoluci.

Vědci zkoumali tzv. expresi genů, to znamená proteinů kódujících různé funkce, nalezených v oblastech genomových pouští v průběhu vývoje mozku, od prenatálního stadia až po dospělost, a to v rozsahu celkem šestnácti mozkových struktur.

Výsledky ukázaly rozdíly v expresi genů v oblasti mozečku, corpus striatum a thalamu. Tyto poznatky vyzdvihují význam mozkových struktur mimo neokortex, který tradičně dominoval výzkumu evoluce lidského mozku. Nejvýraznější rozdíly mezi mozkovými strukturami byly navíc zjištěny v prenatálních stadiích.

Tyto poznatky tak prakticky přinesly nové důkazy k hypotéze o druhově specifické trajektorii vývoje mozku probíhající v perinatálních stadiích.

Zdroje: www.researchgate.net, https://medlineplus.gov, www.ncbi.nlm.nih.gov, https://onlinelibrary.wiley.com, www.pnas.org. Úvodní fotka od Usagi-P / Shutterstock: Evoluce lidské lebky