Tarih Öncesi Türler Arası Çiftleşmeler Bize Ne Kattı?

Tarih öncesi insan türlerinin çiftleşmeleri konusu gün geçtikçe ilginçleşmeye devam ediyor. En son bulunan 1. nesil Neandertal-Denisovan melezi, bize bu alanın ne kadar yeni olduğunu ve antik DNA çalışmalarıyla öğrenebileceğimiz daha birçok şeyin bizi beklediğini gösterdi.

Modern insanların da hem Neandertallerle, hem de Denisovanlarla çiftleşmiş olduklarını, bu türlere ait genleri hala taşıyor olduklarını biliyoruz. Hatta 2017 yılında yapılan bir çalışma Sahra altı Afrikalılarının da henüz belirlenemeyen bir insan türüyle çiftleşmiş olduğuna dair kanıtlar sunuyor (en yakın aday ise Homo naledi).

Peki bu genlerin bizlere yararı oldu mu?

Son çalışmalar gösteriyor ki, türler arası çiftleşme evrim için çok önemli bir rol oynuyor ve evrimin gerçekleşmesinin en önemli koşullarından biri olan çeşitliliğin sağlanması açısından avantaj sağlıyor. Daha fazla çeşitliliğe sahip popülasyonların çevreye adapte olma olasılıkları da artmış oluyor. Tarih öncesi Avrasyalılar (daha sonra dünyanın kalan bölgelerine yayılan insanların ataları) için yaşanan aslında tam olarak bu.

Neandertallerden ve Denisovanlardan miras aldığımız birçok genin aslında, Afrika'dan çıkış sonrası tamamiyle yabancı olduğumuz yeni çevreye adaptasyonda yararlı olduğunu keşfediyoruz -ve aynı zamanda zararlı olanların da elendiğini.

2016 yılında yapılan bir çalışma arkaik insan türlerinden bize kalan genler üzerinde negatif ve pozitif seçilim izlerine rastlandığını, bazı genlerin ise lokal adaptasyonlarla ilgili olduğunu gösterdi.

Denisovanlardan bize geçen genler, henüz Neandertallerden geçenler kadar iyi araştırılmamış olsa da, 2014 yılında Huerta-Sánchez önderliğinde yapılan bir çalışma Tibetlilerin deniz seviyesinden oldukça yüksek olan bölgelerde yaşamaya adaptasyonlarının, Denisovanlardan miras kalan genlerin de yardımıyla olduğunu gösteriyor. Ayrıca 2015 yılında yapılan bir diğer araştırma, Denisovan genlerinin patojenlere karşı savunmaya yardımcı olduğunu gösteriyor.

Denisovanlar hakkında hala çok kapsamlı bilgiye sahip değiliz. Ama bu tarih öncesi insan türüne dair bilgilerimiz hızla artıyor!

Neandertallere gelirsek, bu tarih öncesi insan türünden miras kalan genlerin, modern insan genomlarında rastgele bir şekilde dağılmadığını, bazı bölgelerde sık, bazı bölgelerde daha az olduğunu görüyoruz. Sriram Sankararaman (2014) önderliğinde yapılan çalışma Neandertal genlerinin de negatif ve pozitif seçilim baskısı altında olduğunu gösteriyor. Pozitif seçilim baskısına uğrayan genler ise Afrika dışındaki ortama adaptasyon açısından atalarımıza yarar sağlamış gibi görünüyor.

Hélène Quach (2016) ve Matthieu Deschamps (2016) önderliğindeki ekiplerce yapılan çalışmalar, modern insanlardaki Neandertal gen varyantlarının hem patojenlere karşı savunma hem de immün cevap (ya da bağışıklık yanıtı) ile ilgili olduğunu ortaya koydu.

Peki hem Denisovan, hem de Neandertal gen varyantlarından, patojenlere karşı savunma ve bağışıklık sistemiyle ilgili olanların yoğun seçilimi ne anlama geliyor?

Kısaca, yeni ortam, yeni bir çevre; yepyeni ve daha önce hiç karşılaşılmamış birçok hastalık da demek. Belki modern insanların genetik çeşitliliği de bu tür adaptasyonların gerçekleşmesini sağlayabilirdi, fakat gene de oldukça büyük kayıplara, ve bu adaptasyonların gerçekleşmemesi durumunda ise Afrika dışına çıkan insanların tamamen soylarının tükenmesine bile yol açabilirdi. Fakat antik insan türleriyle, daha önceden bu hastalıkları görmüş, yaşamış ve adapte olmuş popülasyonların bireyleriyle çiftleşerek bu genleri elde etmek, belki de modern insanın tarihindeki en önemli olaylardan sayılabilir.

Bağışıklık sistemi dışında da birçok işlevi bilinen Neandertal gen varyantlarına sahibiz, bunlardan bazıları lipit katabolizması, saç ve deri rengi, boy uzunluğu, uyuma düzeni gibi özelliklerle ilgili. Bunun yanında işlevini bilmediğimiz de birçok gene sahibiz.

Bilim insanları henüz işlevlerini bilmediğimiz genler üzerindeki seçilim baskılarını da genomlara bakarak tespit edebiliyorlar. Ivan Juric (2016) önderliğinde yapılan çalışma, özellikle bazı Neandertal genlerinin oldukça güçlü negatif seçilim baskısı altında olduklarını ve modern insan genomlarından bir nevi atılma eğiliminde olduklarını gösteriyor. Bu da aslında negatif seçilimle miktarda azalma olmasa daha fazla Neandertal genine sahip olabileceğimizi düşündürüyor.

Sonuç olarak, atalarımızın tarih öncesi insan türleriyle çiftleşmiş olması, bizi şekillendirmiş ve yeni çevrelere adapte olmamızı sağlamıştır.

Antik DNA çalışmalarının belki de en önemli zamanlarını yaşıyoruz ve ileride bu konuda öğrenecek çok fazla şeyimiz var. Oldukça heyecan verici!

Kaynaklar ve İleri Okuma:

• Ana Görsel Kaynağı: Nature News
• Xu D., et al. (2017). Archaic Hominin Introgression in Africa Contributes to Functional Salivary MUC7 Genetic Variation.. Molecular Biology and Evolution.
• Vernot B., et al. (2016). Excavating Neandertal and Denisovan DNA from the genomes of Melanesian individuals.. Science.
• Huerta-Sánchez, E., et al. (2014). Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA. Nature.
• Racimo, F., et al. (2015). Evidence for archaic adaptive introgression in humans. Nature Reviews Genetics.
• Sriram Sankararaman, et al. (2014). The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans. Nature.
• Hélène Quach , et al. (2016). Genetic Adaptation and Neandertal Admixture Shaped the Immune System of Human Populations. Cell.
• Matthieu Deschamps, et al. (2016). Genomic Signatures of Selective Pressures and Introgression from Archaic Hominins at Human Innate Immunity Genes. Cell.
• Ivan Juric , et al. (2016). The Strength of Selection against Neanderthal Introgression. PLOS Genetics.