Un studiu realizat de cercetători japonezi și germani sugerează că o diferență genetică subtilă între oamenii moderni și neanderthalieni ar putea fi legată de dispariția acestei specii. Experimente pe șoareci modificați genetic au oferit indicii neașteptate despre ce i-a ajutat pe oameni să supraviețuiască, informează Live Science.
O proteină care ajută la sinteza ADN-ului este diferită la oamenii moderni față de neanderthalieni și denisoveni, iar noi experimente realizate pe șoareci modificați genetic pentru a exprima versiunea modernă sugerează că această diferență ne-ar fi putut face să ne comportăm altfel.
Această descoperire, spun cercetătorii într-un nou studiu, ar putea oferi indicii despre motivele pentru care neanderthalienii și denisovenii au dispărut. Totuși, semnificația rezultatelor pentru oameni rămâne neclară.
„Este prea devreme pentru a transpune direct aceste rezultate la oameni, deoarece circuitele neuronale ale șoarecilor sunt foarte diferite”, a declarat autorul principal al studiului, Xiangchun Ju, cercetător postdoctoral la Institutul de Știință și Tehnologie din Okinawa, Japonia. Totuși, această variantă genetică observată la oamenii moderni „ar fi putut să ne ofere un anumit avantaj evolutiv în sarcini specifice, comparativ cu oamenii ancestrali”, precum competiția pentru resurse limitate.
Cercetări anterioare au arătat că oamenii moderni s-au despărțit de cei mai apropiați veri evolutivi, neanderthalienii și denisovenii, acum aproximativ 600.000 de ani. Nu este clar de ce oamenii moderni au supraviețuit, în timp ce rudele lor cele mai apropiate au dispărut.
Pentru a căuta posibile indicii genetice, cercetătorii au analizat enzima ADSL (adenilosuccinat liază). Această proteină ajută la sinteza purinei, unul dintre elementele fundamentale ale ADN-ului și ale altor molecule vitale.
„Există un număr mic de enzime care au fost influențate de schimbările evolutive la strămoșii oamenilor moderni. ADSL este una dintre ele”, a explicat într-un comunicat Svante Pääbo, laureat al Premiului Nobel, coautor al studiului, șeful unității de genomică evolutivă umană de la Institutul de Știință și Tehnologie din Okinawa și director al Institutului Max Planck pentru Antropologie Evolutivă din Leipzig, Germania.
ADSL este formată dintr-un lanț de 484 de aminoacizi. Versiunea acestei enzime, prezentă la aproape toți oamenii moderni, diferă de cea a neanderthalienilor și denisovenilor printr-un singur aminoacid: al 429-lea aminoacid este valină la oamenii moderni, dar alanină la rudele noastre dispărute.
Oamenii de știință notează că mutația ADSL este prezentă la oamenii moderni, dar nu și la rudele dispărute, ceea ce sugerează că a apărut după separarea de linia evolutivă ce a dus la neanderthalieni și denisoveni. Acest lucru i-a determinat să investigheze posibilele efecte comportamentale ale mutației.
Cercetări anterioare pe celule cultivate în laborator au arătat că varianta ADSL prezentă la oamenii moderni duce la o enzimă mai instabilă, care se degradează mai repede comparativ cu cea de la neanderthalieni și denisoveni.
Noul studiu, publicat pe 4 august în revista PNAS, a arătat că, la șoareci, varianta modernă duce la niveluri mai ridicate ale substanțelor chimice asupra cărora acționează ADSL pentru a sintetiza purina, în mai multe organe, în special în creier. Acest lucru a susținut ideea că versiunea umană modernă a enzimei este mai puțin activă decât varianta observată la neanderthalieni și denisoveni.
În experimente în care șoarecii au învățat că pot primi apă după anumite semnale luminoase sau sonore, femelele modificate genetic pentru a avea varianta modernă de ADSL s-au descurcat mai bine decât cele fără această variantă. Acest rezultat ar putea sugera că varianta „umană” le-a făcut mai bune la asocierea stimulilor sau mai motivate să caute apa.
Totuși, aceste schimbări nu au fost observate și la șoarecii masculi. „Nu este clar de ce doar femelele păreau să câștige un avantaj competitiv”, a spus coautoarea Izumi Fukunaga, cercetător la Institutul de Știință și Tehnologie din Okinawa. „Comportamentul este complex.”
Testele statistice care au analizat ADN-ul neanderthalienilor, denisovenilor și al oamenilor moderni din Africa, Europa și Asia de Est au arătat că mutațiile genei ADSL au apărut la rate mai mari decât ar fi sugerat variațiile întâmplătoare, ceea ce indică faptul că aceste mutații ar fi putut aduce un avantaj evolutiv.
Pe de altă parte, cercetări anterioare au arătat că tulburările genetice care duc la deficit de ADSL la oamenii moderni provoacă dizabilități intelectuale, tulburări de vorbire și limbaj și alte probleme. Acest lucru sugerează că, de-a lungul evoluției, oamenii moderni au trebuit să echilibreze posibilele beneficii ale reducerii activității ADSL cu riscurile deficienței de ADSL, a explicat coautorul Shin-Yu Lee, tot de la Institutul din Okinawa.
Nu toți specialiștii cred că studiul are implicații directe pentru explicația dispariției neanderthalienilor și denisovenilor.
„Aceste rezultate obținute pe șoareci nu spun foarte multe despre evoluția umană în acest stadiu”, a declarat pentru Live Science Mark Collard, paleoantropolog la Universitatea Simon Fraser din Burnaby, Columbia Britanică, care nu a participat la cercetare.
Totuși, strategia de a folosi șoareci pentru a studia efectele comportamentale ale diferențelor genetice dintre oamenii moderni și rudele dispărute „pare foarte promițătoare ca modalitate de a investiga evoluția creierului și comportamentului nostru”, a adăugat el. „Mă aștept să vedem o avalanșă de studii similare în următorii ani.”
Cercetările viitoare ar putea investiga mecanismele prin care schimbările de activitate ale ADSL influențează comportamentul. Oamenii de știință mai pot explora cum aceste modificări sunt asociate cu alte comportamente și cum mai multe schimbări genetice ar putea acționa împreună, au scris autorii studiului.