يستخدم العلماء الحمض النووي القديم لاستكشاف التكيف الأوروبي المبكر

إيدي جونزاليس جونيور. – الصفحات القديمة – كشف باحثون من جامعة تكساس في أوستن وجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، عن رؤى جديدة حول كيفية تكيف الأوروبيين القدماء مع بيئاتهم على مدار 7000 عام من التاريخ الأوروبي.

مصدر الصورة

وقال الباحث الرئيسي فاغيش ناراسيمهان، الأستاذ المساعد في علم الأحياء التكاملي والإحصاء وعلوم البيانات في جامعة تكساس في أوستن: “إن دراسة الحمض النووي القديم تتيح لنا العودة بالزمن إلى الوراء، وتتبع التغيرات التطورية مباشرة في المجموعات السكانية التاريخية”. “إننا نكشف عن التوقيعات الجينية التي تم محوها أو إخفاؤها إلى حد كبير في الجينومات الحالية.”

ودرس الباحثون أكثر من 700 عينة مأخوذة من مواقع أثرية في جميع أنحاء أوروبا وأجزاء مما يعرف اليوم بروسيا. تمتد العينات من العصر الحجري الحديث (منذ حوالي 8500 عام) إلى أواخر العصر الروماني (منذ حوالي 1300 عام). تمكن الباحثون من اكتشاف آثار الانتقاء الطبيعي – علامات التكيف الوراثي مع الضغوط البيئية – التي لا يمكن اكتشافها في الحمض النووي للأوروبيين المعاصرين. لا توفر هذه النتائج نافذة على الماضي البعيد فحسب، بل توضح أيضًا كيف يمكن أن تختفي السمات الجينية المفيدة للبقاء والرفاهية بمرور الوقت.

تواجه دراسات العينات الجينية الحديثة تحديات في الكشف عن أحداث الانتقاء الطبيعي القديمة. يترك الانتقاء الطبيعي بصمات دقيقة على الجينوم الخاص بنا، لكن هذه العلامات يمكن أن تتآكل على مر الأجيال بسبب إعادة التركيب، حيث يتم خلط أجزاء من الحمض النووي وتخفيفها. بالإضافة إلى ذلك، يمكن إخفاء إشارات التكيف القديمة عن طريق الانجراف الوراثي – التقلبات العشوائية في تواتر ظهور الجينات – والاختلاط السكاني، الذي يتسبب في اختفاء سمات تكيفية معينة من مجموعة الجينات. يوفر الحمض النووي القديم نظرة مباشرة على جينومات الأفراد الذين عاشوا في وقت أقرب إلى هذه الأحداث، مما يسمح للباحثين بمراقبة التغيرات التطورية قبل فقدانها. وبهذه الطريقة، يساعد الحمض النووي القديم العلماء على إعادة بناء الديناميكيات التاريخية للتكيف البشري.

استخدم فريق البحث نهجًا إحصائيًا جديدًا مناسبًا بشكل فريد لفحص بيانات الحمض النووي القديمة. أتاحت هذه التقنية الجديدة للفريق اكتشاف علامات الانتقاء الطبيعي بشكل أكثر فعالية من الطرق التقليدية. قام الفريق بتجميع العينات في أربع فترات زمنية: العصر الحجري الحديث، والعصر البرونزي، والعصر الحديدي، والعصر التاريخي. وقد سمح لهم هذا النهج بتتبع التغيرات الجينية استجابة للتغيرات في نمط الحياة، مثل الانتقال من الصيد وجمع الثمار إلى الزراعة.

وقال ديفانش باندي، طالب دراسات عليا في علم الأحياء الخلوي والجزيئي والمؤلف الأول المشارك في الورقة: “توفر طريقتنا صورة أوضح عن كيفية وتوقيت اختيار سمات معينة، خاصة عندما تكون تلك الإشارات مفقودة في الجينومات الحديثة”.

ومن خلال دراسة التكيف البشري أثناء الانتقال من الصيد وجمع الثمار إلى الزراعة وكذلك تطور المجتمعات على مستوى الدولة، تمكن الباحثون من ملاحظة كيفية تغير الجينات عندما عاش البشر على مقربة من بعضهم البعض ومن الحيوانات الأليفة.

في المجمل، حددت الدراسة 14 منطقة من الجينوم يبدو أنها خضعت لانتقاء طبيعي كبير عبر هذه الفترات الزمنية. على سبيل المثال، أظهرت الجينات المرتبطة بالصفات التي سمحت للأوروبيين الأوائل بإنتاج فيتامين د وهضم الحليب إلى مرحلة البلوغ علامات قوية على الانتقاء، ولكن فقط في الفترات الزمنية الأحدث. في حين أن تصبغ الجلد الفاتح من المحتمل أن يساعد المزارعين الأوائل في إنتاج فيتامين د في مناخات أقل مشمسة، فإن القدرة على هضم الحليب الحيواني مكنت الناس من استخدام الحليب كمصدر للتغذية بعد أن أصبحت زراعة الألبان شائعة في أوروبا.

وقال ناراسيمهان: “من المحتمل أن هذه القدرة على هضم منتجات الألبان كانت مهمة للبقاء على قيد الحياة خلال فترات فشل المحاصيل وندرة الغذاء والمرض”.

ووجد الباحثون أيضًا أن الجينات المرتبطة بالمناعة خضعت لضغوط انتقائية عبر فترات زمنية متعددة، على الأرجح مع تكيف السكان القدماء مع الأمراض الجديدة التي أدخلها انتشار الزراعة والهجرات اللاحقة. ومن المثير للاهتمام أن حوالي نصف هذه الإشارات التكيفية لم يكن من الممكن اكتشافها إلا في الفترات الزمنية الأقدم، مما يعني أنها اختفت لاحقًا بسبب الانجراف الوراثي أو تم حجبها عن طريق الاختلاط السكاني الواسع النطاق.

يقدم هذا البحث رؤية غير مسبوقة لكيفية تكيف السكان الأوروبيين مع التحديات البيئية على مدى آلاف السنين، مما يساعدنا على فهم كيفية استمرار سمات معينة أو اختفائها أو تغيرها بمرور الوقت. تؤكد هذه النتائج على أهمية الحمض النووي القديم في إعادة بناء التاريخ البشري، مما يوضح كيف أن السمات التي كانت تمنح الأوروبيين الأوائل ميزة البقاء على قيد الحياة أصبحت غير مرئية في المشهد الجيني اليوم.

مصدر

ونشرت الدراسة الأسبوع الماضي في مجلة Nature Communications.

بقلم إيدي جونزالs Jr. – AncientPages.com- كاتب فريق عمل في موقع messageToEagle.com