10.12.2016 | Svátek má Julie






VĚDA: Neandertálské dědictví

16.3.2016

Dědičné dispozice k alergiím, depresím nebo k mozkové mrtvici. To všechno naši pravěcí předci získali, když se zapletli s neandertálci.

Kolik kuřáků už zamáčklo cigaretu s odhodláním, že to byla ta poslední? A kolik z nich pak zase podlehlo pokušení a zapálilo si? Někdo skoncuje se závislostí na nikotinu celkem snadno, pro jiné to představuje nadlidský úkol. Roli hrají i dědičné dispozice. Podle týmu vedeného Johnem Caprou z Vanderbiltovy univerzity v americkém Nashvillu jsme jednu takovou vlohu zdědili po neandertálcích. Silnější závislosti na tabáku napomáhá záměna jediného písmene genetického kódu v příslušném genu. Stačí k tomu, aby se nositelům neandertálské varianty odvykání kouření zkomplikovalo. Neznamená to, že neandertálci kouřili tabák. V jejich organismu mohla mít tato vloha jiný efekt nebo se nemusela nijak projevovat.

Podobných neandertálských vloh máme mnohem víc. Jsou mezi nimi i takové, které našim předkům žijícím v drsném světě ledových dob prospěly, ale my na toto dědictví doplácíme civilizačními chorobami. Vědci začínají do „dědictví po neandertálcích“ teprve pronikat.

Pestré společenstvo pravěkých lidí

Před 60 000 roky vycestovali naši přímí předkové, pravěcí lidé Homo sapiens, ze své africké kolébky a vydali se do Evropy a Asie. Oba kontinenty už ale měly obyvatele. V Evropě žili robustní neandertálci dokonale přizpůsobení životu v drsném klimatu ledových dob. Zmizeli před 40 000 lety po několika tisíciletích strávených v sousedství pravěkých lidí Homo sapiens. Okolnosti zániku neandertálců představují pro badatele záhadu. Byli odsouzeni k vymření i bez příchodu lidí Homo sapiens? Podlehli v nerovném boji s imigranty z Afriky? Vyhubily je infekční choroby, které Homo sapiens přinesl a jemu samotnému neškodily?

V Asii žili záhadní pravěcí lidé označovaní jako denisované. Dozvěděli jsme se o nich teprve nedávno díky analýzám DNA izolované z malé kůstky nalezené na sibiřském Altaji v Denisově jeskyni. Tato DNA se významně lišila jak od dědičné informace neandertálců, tak od DNA pravěkých lidí Homo sapiens. Nevíme, jak denisované vypadali. Zdá se, že obývali rozsáhlé oblasti asijského kontinentu, ve stejné době jako lidé Homo sapiens i neandertálci.

V některých koutech světa nabral vývoj zástupců rodu Homo překvapivý směr. Na indonéském ostrově Flores žili před 12 000 roky trpasličí lidé vysocí jen málo přes metr. Na jihovýchodě dnešní Číny našli archeologové 14 000 let staré kostry lidí s nezvyklými proporcemi. Jejich prapodivný vzhled se promítl i do přezdívky Darth Vader, kterou dostala jedna z prvních objevených lebek.

Původně přímočará představa naší evoluce se zkomplikovala. Dnes je Homo sapiensjediným zástupcem svého rodu na zemi. Relativně nedávno však byli naši přímí předci jen jedním z vícero druhů člověka pohybujících se po této planetě.

První křížení

Dlouho nemohli vědci nahlédnout do vztahů mezi různými druhy pravěkých lidí. Změnil to až pokrok molekulární genetiky, který dovolil „přečíst“ silně poškozenou DNA izolovanou z kostí a zubů pravěkých lidí. Analýzy pravěké DNA odhalily řadu dávných mesaliancí.

Nejnověji narazili vědci na důkazy o míšení krve mezi pravěkými lidmi Homo sapiens a neandertálci při výzkumu dědičné informace neandertálské ženy žijící na Sibiři. Ta nesla v dědičné informaci úseky DNA pocházející od člověka Homo sapiens. Autoři studie publikované v časopise Nature vedení Sergim Castellanem z lipského Ústavu Maxe Plancka pro evoluční antropologii nabízejí k vysvětlení nálezu jednoduchý scénář.

První lidé Homo sapiens se objevili ve východní Africe asi před 200 000 lety. Před 130 000 lety už někteří z nich vykročili za hranice černého kontinentu a pronikli na Blízký východ a Arabský poloostrov. Tady se potkali s neandertálci. Fakt, že se v této době oba druhy člověka v těchto oblastech vyskytovaly, dokládají nálezy jejich kostí i kamenných nástrojů. Homo sapiens a neandertálci se zjevně nepovažovali za „cizí tvory“ a vzájemně se křížili. V naší dědičné informaci bychom ale dědictví po téhle výměně genů nenašli, protože potomci této linie lidí Homo sapiens se nedožili dneška. Důkaz o dosud nejstarším známém křížení člověka Homo sapiens s neandertálci se však dochoval v DNA sibiřských neandertálců. Nebylo to naposledy, kdy spolu oba druhy plodily děti.

Druhá migrační vlna lidí Homo sapiens opustila Afriku později. Před 50 000 až 60 000 lety se lidé, které už řadíme mezi naše přímé předky, pohybovali na Blízkém východě. Střetávali se tu s neandertálci přicházejícími ze severu, oba lidské druhy se křížily a odnášely si v dědičné informaci cizí geny. Obyvatelé Evropy a Asie si tak nesou památku v podobě dvou až čtyř procent neandertálských úseků DNA. Homo sapiens s příměsí neandertálské krve osídlil Evropu a Asii. Geny neandertálců mu přišly vhod.

Homo sapiens se po tisíciletí vyvíjel ve východní Africe. Ve vyšších zeměpisných šířkách Evropy a Asie narážel v ledových dobách na podmínky, pro které nebyl ze své horké domoviny vybaven. Zdá se, že právě neandertálské geny posilující ochranné funkce kůže i tělesného ochlupení stejně jako některé geny měnící metabolismus pomohly našim předkům k rychlému osídlení pro ně jinak krajně nehostinných končin.

Ani to nebyl náš poslední geneticky „handl“ s neandertálci. Svědčí o tom DNA izolovaná ze 40 000 let staré lidské čelisti nalezené v rumunské jeskyni Pestera cu Oase. Dědičná informace jednoho z nejstarších Evropanů obsahuje dlouhé úseky neandertálské DNA. Vědci odhadují, že tento muž byl prapravnukem dítěte zplozeného neandertálci a lidmiHomo sapiens. Ke křížení neandertálců s našimi předky nedošlo tedy jen na Blízkém východě, ale určitě i ve východní Evropě.

Lidé Homo sapiens, kteří osídlili Asii, narazili na denisovany. A také tento střet skončil vzájemným křížením a předáváním genů. Melanésané, původní obyvatelé Austrálie a další jihoasijská etnika si dodnes v dědičné informaci uchovali kolem pěti procent denisovanské DNA. I tohle dědictví se ukázalo jako výhodné. Například Tibeťanům pomáhá zvládat nároky života ve velké nadmořské výšce varianta genu denisovanského původu.

Tým vedeným Johnem Caprou se rozhodl prověřit, co přináší neandertálské dědictví lidem 21. století. Vědci využili elektronických databází se zdravotními údaji 28 000 Američanů evropského původu. V databázi jsou uložena nejen fakta o zdravotních komplikacích a léčbě, ale také o dědičné informaci pacientů. Capra a jeho spolupracovníci hledali v DNA pacientů úseky neandertálského původu a následně sledovali, jestli nositele těchto vloh sužují některé zdravotní problémy méně často nebo naopak častěji než ty, kteří příslušnou neandertálskou vlohu nezdědili.

Vitamin sem, vitamin tam

Výsledky zveřejněné v časopiseScience prokázaly, že neandertálské dědictví není nijak závratné, ale na naše zdraví má nezanedbatelné efekty. Jedna takto zděděná vloha zajišťovala neandertálcům rychlejší srážení krve. To byla jistě výhodná vlastnost pro lidi, kteří mohli snadno přijít k úrazu při lovu velkých zvířat. Snížila rovněž riziko vykrvácení při porodu. Neandertálky byly zřejmě k porodním komplikacím náchylné, protože jejich novorozenci měli poměrně objemnou mozkovnu. Pro člověka 21 .století je však stejná vloha přítěží, protože zvyšuje riziko vzniku krevních sraženin v cévách a ty mohou vyvolat mozkovou mrtvici nebo srdeční infarkt. Těchto zdravotních komplikací přibývá s věkem a neandertálce zřejmě netrápily. Čelili tolika rizikům, že většinou umírali mladí.

Další neandertálské geny zvyšují u dnešních nositelů rizika duševních depresí vyvolaných narušením chodu vnitřních biologických hodin.

Jiná nepříjemnost zděděná po neandertálcích vyplývá z nižší aktivity genu, který je zodpovědný za vstřebávání vitaminu B1. Základ neandertálského jídelníčku tvořilo maso bohaté na tento vitamin a neandertálci si mohli plýtvání vitaminem dovolit. Nám může snížený přísun vitaminu B1 zadělávat na zdravotní problémy. Podobně je tomu s trojící neandertálských genů, které posilují imunitní systém proti nákaze bakteriemi, plísněmi a různými cizopasníky. V době, kdy pravěcí Homo sapiens pronikali na nové území a střetávali se s novými původci chorob, byla taková posila imunitního arzenálu vítaná. Dnes, kdy jsme se většiny parazitů a původců chorob zbavili zlepšenou hygienou, očkováním a léky, může příliš silný imunitní systém zvyšovat rizika alergií. Tyto neandertálské geny mohou rovněž přispívat ke vzniku autoimunitních chorob, jako je třeba cukrovka 1 .typu nebo roztroušená skleróza, při kterých imunitní systém napadá některé buňky vlastního organismu.

Autor je biolog, profesor České zemědělské univerzity v Praze, působí ve Výzkumném ústavu živočišné výroby

LN, 5.3.2016



Diskuse


počet příspěvků: 2, poslední 16.3.2016 02:48









 Neviditelný pes
Toto je DENÍK: do sítě jde obvykle nejpozději do 8.00 hod. aktuálního dne. Pokud zaspím, opiji se, zešílím nebo se zastřelím, patřičně na to upozorním - neboť jen v takovém případě vyjde Pes jindy, eventuálně nikdy.
Šéfredaktor Ondřej Neff (nickname Aston), příspěvky laskavě posílejte na adresu redakce Jiřímu Wagnerovi, redaktorovi NP (nickname JAG). Rubriku Zvířetník vede Lika.