Неандертальці передали сучасним людям ген, який допомагає нарощувати більше м’язів

Нові знахідки в печері Учагізлі II на півдні Туреччини показали, що неандертальці та Homo sapiens могли не лише мешкати в одному регіоні, а й користуватися подібними знаряддями, полювати на однакових тварин та збирати ті самі мушлі для прикрас. Генетичні дослідження водночас показують, що ці контакти залишили помітний слід у сучасних людях. Неандертальці передали Homo sapiens варіант гена рецептора гормону росту, який посилює реакцію клітин на цей гормон і може збільшувати м’язову масу приблизно на 270 грамів на кожну успадковану копію. Майже всі неандертальці мали цей варіант, тоді як сьогодні він трапляється приблизно у 10% людей і особливо поширений серед населення Південної та Південно-Східної Азії. Про це повідомило видання Live Science.

Десятки тисяч років тому неандертальці схрещувалися з Homo sapiens і передали сучасним людям генетичний варіант, який впливає на здатність організму нарощувати м’язову масу. Йдеться про особливу версію гена рецептора гормону росту.

Дослідники встановили, що неандертальський варіант змушує клітини сильніше реагувати на гормон росту. Від звичайної версії рецептора, поширеної серед більшості сучасних людей, він відрізняється двома амінокислотними замінами та однією делецією. Науковці вважають, що цей варіант потрапив до генофонду Homo sapiens унаслідок схрещування з неандертальцями приблизно 47 тисяч років тому.

"Найпомітнішою характеристикою, ймовірно, буде більша м’язова маса, близько 270 грамів на копію варіанта. Людина, яка успадкувала дві копії, по одній від кожного з батьків, може мати понад півкілограма додаткової м’язової маси", — пояснив співавтор дослідження, генетик Каролінського інституту у Швеції Гуго Зеберг.

Цей генетичний варіант був присутній майже у всіх досліджених неандертальців, однак серед сучасних людей його має приблизно кожен десятий. Розподіл варіанта суттєво відрізняється між популяціями. Серед людей європейського походження він трапляється приблизно в 1% випадків.

Натомість серед людей із Південної та Південно-Східної Азії його частка може сягати 25%. У людей африканського походження цей варіант, схоже, практично відсутній. Таку різницю дослідники пов’язують із тим, що основні контакти та схрещування Homo sapiens із неандертальцями відбувалися в Євразії після виходу сучасних людей з Африки.

У межах нового дослідження вчені проаналізували десять зразків ДНК неандертальців і два зразки ДНК денисівців. Матеріали походили з археологічних пам’яток Європи, Балкан, Сибіру та інших районів Азії. Денисівці були близькими родичами неандертальців. Після аналізу давньої ДНК науковці порівняли результати з інформацією сучасних біобанків.

Загалом вони використали дані понад 1,1 млн сучасних людських геномів разом із відповідною інформацією про фізичні характеристики їхніх носіїв. Це дозволило оцінити реальний вплив древнього варіанта гена.

Після цього дослідники модифікували клітини в лабораторії. Частина з них експресувала звичайний варіант гена рецептора гормону росту, інша – неандертальський. Коли клітини піддали дії гормону росту, носії неандертальського варіанта розмножувалися приблизно на 40% активніше. Це стало одним із ключових доказів посиленої реакції рецептора.

Водночас наявність такого гена не означає, що людина обов’язково матиме помітно масивніше тіло. Частина відмінностей виявилася значно тоншою. Зокрема, носії варіанта мають вищий рівень одного з ключових сигнальних білків після впливу гормону росту. Також дослідники виявили інші невеликі анатомічні особливості.

У людей із цим генетичним варіантом можуть бути трохи коротші корені зубів і незначні відмінності у формі щелепи. Подібні риси характерні й для неандертальців, які зникли приблизно 40 тисяч років тому. Неандертальці загалом мали більш кремезну та масивну статуру, ніж сучасні люди. Однак Зеберг наголошує, що посилена реакція на гормон росту не може сама по собі пояснити особливості їхньої будови тіла.

За його словами, міцна статура неандертальців майже напевно формувалася під впливом багатьох генів. Значення також мали розвиток організму, спосіб життя та умови навколишнього середовища. Виявлений генетичний варіант тому є лише одним із компонентів значно складнішої еволюційної картини.

Окремо вчені звернули увагу на вплив гормону росту до народження. Плацента виробляє особливу форму цього гормону, яка відрізняється від тієї, що синтезується гіпофізом. Неандертальський варіант рецептора, схоже, не демонструє посиленої реакції на плацентарний гормон росту. Це може пояснювати, чому немовлята неандертальців при народженні були приблизно такого самого розміру, як діти Homo sapiens.

Різниця, ймовірно, починала проявлятися вже після народження. Неандертальські діти могли швидше рости на подальших етапах розвитку. Серед сучасних людей дослідники також не виявили помітного ефекту цього варіанта у дітей віком до 11 років. Відмінності спостерігали лише у старших учасників.

"Гормон росту також особливо важливий під час статевого дозрівання, коли його рівень значно зростає. Тому вплив варіанта, ймовірно, буде особливо важливим під час статевого дозрівання та подальшого розвитку, а не до народження", — вказав Зеберг.

Палеоантрополог Університету Чилі в Сантьяго Корнеліус Купчик, який не брав участі в дослідженні, звернув увагу на незвично високу поширеність неандертальського варіанта серед населення Південної та Південно-Східної Азії.

Серед європейців цей показник значно нижчий. Такий розподіл може свідчити про те, що ранні міграції та змішування давніх людських популяцій були складнішими, ніж вважалося раніше. За словами Купчика, причини такого географічного розподілу генетичної спадщини неандертальців ще належить з’ясувати.

Нагадаємо, що частина науковців вважає: неандертальці могли не зникнути повністю, а поступово генетично розчинитися серед Homo sapiens. Нова математична модель показала, що така абсорбція могла тривати від 10 до 30 тисяч років. Сучасні люди неафриканського походження досі мають від 1% до 4% неандертальської ДНК. Автори моделі Андреа Амадей, Джулія Лін і Сімоне Фатторіні вважають, що вона добре узгоджується з даними про поступове, а не раптове зникнення неандертальців у Європі.