17 Şubat 2016 Çarşamba

Modern Insandan 'Dogu Neandertalleri'ne Dogru Gen Akisi

Neandertallerle insanlar arasindaki karisma oykusu yeni bulgularin* isiginda iyice dallanip budaklandi. Onceki calismalar Neandertallerden insanlara dogru gen akisi oldugunu tespit etmislerdi. Bu hafta yayinlanan calismayla gen akisinin tersi yonde de gerceklestigi gosterildi. Anlasilan o ki modern insanlar Avrasya’ya yayılmadan cok daha once, 100.000 yildan daha onceki bir tarihte Neandertallerle karismislar ve bu karisma sonucunda Neandertallerin bir koluna, Asya’da yasayan Neandertalere genetik materyallerinin bir kismini aktarmislar. Sadece bu kadar da degil: Yeni calisma, baska bir insan turu olan Denisovalilarin cok daha eski bir tarihte dorduncu bir insan turuyle karistigini iddia eden hipotezi destekleyen sonuclar da buluyor.

Modern insanlarla Neandertallerin oykusu cok eskilere gidiyor. Iki insan turu, 550.000-760.000 yil oncesinde yasamis bir ortak ataya sahipler. Daha sonra bu iki tur ayriliyor. Denisovalilarla Neandertallerin ortak tarihi ise gorece daha yakin bir zamana denk geliyor: iki tur 381.000-473.000 yil oncesinde yasamis bir ortak ataya sahipler. Bu tarihlerden itibaren bu insan turleri bagimsiz olarak evrimlesiyorlar. Ya da en azindan birkac yil oncesine kadar bize oyle geliyordu. Son 5-6 yilda cikan calismalarin sonuclari ise, bu turlerin birbirlerinden ayrildiktan sonra bircok defa karistiklarini gosteriyor. Bu karismalardan gunumuz Afrika-harici insan populasyonlarina %1-4 arasi Neandertal DNA’si miras kalirken Guney Dogu Asyalilara ve Okyanusyalilara %3 ila 6 arasi Denisovali DNA’si miras kalmis. Bu bulgulara ek olarak, Denisovalilarla Neandertallerin de birbirleriyle karistiklarini; ayrica bilinmeyen dorduncu bir insan turunden Denisovalilara dogru gen akisi olmus olabilecegini de ogrendik. Butun bu bulgulara, Avrupa’da Vindija (Macaristan) ve El Sidron (Ispanya) magaralarinda, Asya’da ise Altay Daglarinda (Sibirya) bulunan Neandertal ve Denisovali fosilleri ve bu fosillerden elde edilen genetik veriler sayesinde ulasabildik. Yeni yayinlanan calisma ise, ayni genetik verileri kullanarak farkli yontemlerle yeni bulgulara ulasiyor.

Altay daglarinda bulunan Neandertal ve Denisovali fosillerine ait yuksek kalite genetik verileri gunumuz Afrikali genomlariyla (504 Afrikali genomu) karsilastiran arastirmacilar, Altay Neandertalinin Denisovalilara oranla %5.4 daha fazla Afrikalilara benzedigini gosteriyorlar. Bu ilk veriler modern insanlardan Altay Neandertallerine dogru gen akisini destekliyor. Fakat ayni zamanda bilinmeyen bir dorduncu insan turunden Denisovalilara aktarilan genetik materyalin benzer sonuclara yol acabilecegi ihtimalini de ortadan kaldirmiyor: Zira bu durumda Denisovalar, Neandertallere kiyasla daha az modern insanlara benzeyeceklerdir.

Bu senaryolari test etmek icin antik insan genomlarini hem birbirleriyle hem de Afrikalilarla karsilastiriyor arastimacilar. Bunu yaparken antik insan turlerinin modern insanlara oranla birbirlerine daha yakin olmalari gerektigi bilgisinden faydalaniyorlar (cunku bu turler daha yakin bir gecmiste ortak ataya sahipler). Bu karsilastirmalar, Altay Neandertali icin, Afrikalilardan daha fazla ayristiklari genom bolgelerinde genel oruntuye aykiri olarak Denisovalilara daha cok benzediklerini; tersi durumda, Afrikalilardan daha az ayristiklari genom bolgelerinde ise genel egilime kiyasla Denisovalilara daha az benzediklerini gosteriyor (sekil 1a). Denisovalilar icinse boyle bir egilim soz konusu degil: Onlar icin Afrikalilarla aralarindaki ayrisma oruntusu Neandertallerle aralarindaki ayrisma oruntusunden bagimsiz hareket etmiyor (sekil 1). Yazarlar, bu bulgularin yukardaki iki senaryoyu da ayni anda destekledigini ve ozellikle modern insanlardan Neandertallere gen akisina isaret ettigini soyluyorlar.

Sekil 1. a. Altay Neandertali ve Denisovali orneginden elde edilen genetik veriler, gunumuz Afrikali insan genomlariyla karsilastiriliyor. Grafigin sol tarafinda Altay Neandertali, Afrikalilardan daha az ayristigi bolgede Denisovalilardan otalamaya kiyasla daha fazla ayrisiyor. Tersi sekilde, grafigin sag tarafinda Altay Neandertali, Afrikalilardan daha cok ayristigi bolgede Denisovalilara otalamaya kiyasla daha fazla benziyor. b ve c simulasyon sonuclari. b. Bilinmeyen dorduncu bir insan turunden Denisovalilara dogru gen akisi simulasyona dahil edilirken modern insandan Altay Neandertaline dogru gen akisi simulasyona dahil edilmiyor. c. Her iki senaryo da simulasyona dahil ediliyor. Modern insandan Altay Neandertaline gen akisi simulasyonun gercek veriyi tekrar etme gucunu artiriyor. Seklin orijinali burada.





































































Benzeri senaryolari farkli modellerle test eden arastirmacilar, hem insanlardan Neandertallere gen akisini hem de bilinmeyen bir dorduncu insan turunden Denisovalilara gen akisini destekleyen sonuclar buluyorlar. Ustune ustluk bu modeller, turler arasindaki gen akisininin miktarina dair de tahminlerde bulunmaya imkan veriyor. Gorunen o ki modern insanlardan Altay Neandertalinin atalarina dogru %1.0-7.1 arasinda gen akisi olmus.

Bu bulgulari bir de yapay olarak yarattiklari karisma simulasyonlariyla test eden arastirmacilar, her iki senaryoyu da varsayan modelin gercek verilerde gorunen oruntulere benzer sonuclar urettigini goruyorlar. Yani gerceklikle simulasyon, insandan Neandertallere gen aktarimini ve bilinmeyen bir insan turunden Denisovalilara gene aktarimini varsayan senaryolar varsayildiginda daha iyi uyusuyor (sekil 1b ve 1c; gene de kusursuz bir uyum degil gordugumuz).

Arastirmacilar daha sonra insanlardan Neandertallere dogru gerceklesen gen akisinin tarihini hesaplamaya calisiyorlar. Bunun icin gunumuz Afrikalilariyla antik insanlarin paylastiklari DNA dizilerinin uzunluguna bakiyorlar. Burada bir parantez acip, birbiriyle akraba iki turun, iki farkli sebepten ortak DNA dizileri paylasabilecegini soylemeliyiz. Birincisi, iki tur ortak atadan gelen DNA dizilerini paylasabilir. ikincisi ise, ortak atadan gelenlere ek olarak, eger gerceklistiyse, gen aktarimi sayesinde ortak DNA dizileri paylasilabilir. Bunlardan ilki, yani ortak atadan gelen diziler cok daha eski bir tarihe aittirler ve genom uzerinde isleyen fiziksel sureclerden (rekombinasyon) dolayi zaman icinde kirilirlar (iki farkli kromozoma dagilirlar). Gen akisi dolayisiyla paylasilan DNA dizileri ise ilk kategorideki dizilere oranla daha uzun olma egilimi gosterirler (cunku daha genctirler ve rekombinasyon onlari tamamen kirmak icin yeterli vakit bulamamistir). Bu bilgiyi kullanan arastirmacilar, antik insanlarla gunumuz Afrikalilari arasinda paylasilan DNA dizilerinin uzunluklarina bakiyorlar. Gordukleri oruntu, daha genc diziler icin (yani daha uzun DNA dizileri icin) Altay Neandertalinin Afrikalilarla daha fazla DNA dizisi paylasiyor olmasi (sekil 2a). Bu oruntunun tersine, Denisovali genomu ise daha eski DNA dizileri icin Afrikalilarla daha fazla DNA dizisi paylasiyor (sekil 2b). Bu sonuclar, modern insanlardan Altay Neandertalinin atalarina dogru 100.000-230.000 yillari arasinda gen akisi olduguna isaret ediyor (Neandertallerden modern Avrasyalilarin atalarina dogru -47.000-65.000 yil once gerceklesen- gen akisindan cok daha önce).  

Sekil 2. Referans icin*.


Bir sonraki asamada Altay Neandertaline oranla cok daha dusuk kalite DNA dizilerine sahip Vindija ve El Sidron Neandertallerini de kullanan arastirmacilar, genomun ancak kucuk bir bolgesini kullanarak yaptiklari karsilastirmalarda modern insandan Neandertallere dogru gerceklesen gen akisinin bir tek Altay Neandertalinin genomunda gorulebildigini; Vindija ve El Sidron Neandertallerinin genomlarinin ise boyle isaretler vermedigini gosteriyorlar. Yani modern insandan Neandertallere dogru olan gen akisi bir tek 'Dogu Neandertallerine' dogru olmus (sekil 3). Ayrica, tersi yonde gerceklesen gen akisinin ise (yani Neandertallerden modern Avrasyalilara dogru gerceklesen gen aksinin) bir tek Vindija ve El Sidron Neandertallerinin genomlarinda tespit edilebildigini gosteriyorlar. Yani Neandertallerden insanlara dogru olan gen akisi ise Bati Neandertallerinden modern Avrasyalilara dogru olmus (sekil 3). Bu karisimin yasina dair de genis bir aralikta (67.000-167.000) ortalama 110.000 yillik bir tarih biciyorlar. En azindan sonuclar bunu gosteriyor. Fakat bu sonuclara dikkatle yaklasilmasini oneriyor arastirmacilar; zira Bati Neandertallerine ait genomlar dusuk kalite genomlar ve bosluklar iceriyorlar. Haliyle hatali sonuclar verebilirler.

Sekil 3. Referans icin*.


Son olarak modern insanlardan Neandertallere dogru gerceklesen gen akisinin hangi insan populasyonu vesilesiyle gerceklestigini anlamaya calisan arastirmacilar, uc farkli Afrikali insan populasyonunu (San, Mbuti ve Yoruba) karsilastirdiklarinda, bu uc populasyonun da esit olasiliklarla kaynak populasyon olabilecegini, yani aslinda kaynak populasyonun hangisi olduguna dair net bir fikirlerinin olmadigini soyluyorlar. Fakat daha kesin olarak soyleyebildikleri bir sey, Neandertallerle karisan modern insanlarin, gunumuz Afrikalilari ve Afrika-harici insan populasyonlariyla esit uzaklikta olduklari. Yani bu modern insanlar, insan evriminin gorece erken bir zamaninda Avrasya’ya (muhtemelen Asya’ya) cikmislar ve orada Neandertallerle karismislar. Bu insanlarin daha sonraki akibeti bilinmiyor ama su kadarini soyleyebiliriz, bu insanlar daha sonra Avrasya’nin tamamina yayilacak insan populasyonlarinin dogrudan atasi degiller.


Resim oldukca karisik, yeni yeni fosillere ait DNA ornekleri dizilenmeye basladikca muhtemelen daha da karisacak. Fakat bir sey acik: Farkli insan turleri birbirlerinden izole evrimlesmemisler; aksine tarihlerinin bircok noktasinda birbirleriyle karismislar.          


Ozgur


http://www.nature.com/news/evidence-mounts-for-interbreeding-bonanza-in-ancient-human-species-1.19394?WT.mc_id=TWT_NatureNews

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature16544.html



Hiç yorum yok:

Yorum Gönder