מחקר חדש חושף גן שנפוץ באוכלוסיות אמריקאיות ילידיות, והגיע במקור מהאדם הדניסובי – דרך אוכלוסייה נוספת של אדם קדום
כשבני האדם הראשונים הגיעו לאמריקה, לפני 20 אלף שנים או יותר, הם היו צריכים להתמודד עם סביבה חדשה, שהציבה בפניהם אתגרים שלא היו מורגלים אליהם. הצמחים ובעלי החיים שפגשו ביבשת החדשה היו שונים מאלו של אסיה ממנה הגיעו, האוכל שאכלו היו שונה, והם נתקלו בחיידקים שמעולם לא נחשפו אליהם.
“הם היו צריכים למצוא דרכים חדשות לצוד, דרכים חדשות לגדל צמחים, והם פיתחו טכנולוגיות נהדרות בתגובה לאתגרים הללו”, אמר פרדיננדו וייניאה (Villanea), אנתרופולוג מאוניברסיטת קולורדו בולדר. “אבל, לאורך 20 אלף שנים, גם הגוף שלהם עבר התאמה ברמה הביולוגית”.
במאמר שהתפרסם לאחרונה, מציעים וייניאה ועמיתיו שבתהליך ההתאמה הזה, הייתה לאמריקאים הקדומים עזרה ממקור חיצוני: רצף גנטי שהגיע מקרובי משפחתנו הדניסובים, שנכחדו לפני עשרות אלפי שנים. וזה עוד לא הכל: המחקר מראה שאותו רצף גנטי לא הגיע ישירות מאדם דניסובי, אלא דרך אוכלוסייה נוספת של אנשים קדומים, הניאנדרטלים.
ניאנדרטלים ודניסובים
הניאנדרטלים והדניסובים הם שתי אוכלוסיות של אנשים קדומים, קרובים לאדם וקרובים עוד יותר זה לזה. על הניאנדרטלים אנחנו יודעים הרבה מאוד: המאובנים הראשונים של בני אדם עתיקים השתייכו לאוכלוסייה הזו, וחוקרים מצאו עצמות שלהם ברחבי אסיה ואירופה, כולל בישראל. ב-2010 הצליחו חוקרים להפיק DNA ממאובנים של ניאנדרטלים, ולקבוע את הרצף הגנומי של אנשים קדומים אלו. כך התגלה שאנשים מודרניים רבים נושאים בגופם רצפים גנטיים שמקורם בגנום הניאנדרטלי – רצפים שהגיעו לשם בעקבות רבייה של אבותינו עם הניאנדרטלים.
על הדניסובים, לעומת זאת, אנחנו יודעים מעט מאוד. הם התגלו לראשונה ב-2010, לא בעקבות מציאת מאובן חדש, אלא בעקבות הפקת DNA ממאובן שנחשב עד אז לניאנדרטל. כשהחוקרים בחנו את הרצף הגנטי מהמאובן – שבר של עצם אצבע ממערת דניסובה בסיביר – הם גילו שהוא שונה משמעותית מזה של הניאנדרטלים, ושייכו את בעליו לאוכלוסייה נפרדת, האדם הדניסובי. זוהי אוכלוסיית האדם הראשונה, והיחידה עד כה, שזוהתה רק על סמך בדיקות גנטיות.
מאז התגלו עוד כמה מאובנים של האדם הדניסובי, גם בסיביר וגם במקומות אחרים, מטיבט ועד לאוס, הם כוללים שתי עצמות לסת וכמה שיניים, וזוהו לפי DNA, חלבונים, או מאפיינים אנטומיים. ממש לאחרונה התברר שגולגולת שנמצאה בצפון מזרח סין שייכת גם היא לאדם הדניסובי, וכך סוף סוף יש לנו מידע כלשהו על איך נראו הראש והפנים של אנשים אלו. על מבנה הגוף שלהם אנחנו עוד לא יודעים דבר. “אנחנו יודעים יותר על הגנום שלהם מאשר על איך הם נראו”, סיכם וייניאה.
כמו הניאנדרטלים, גם הדניסובים העמידו צאצאים עם אבותינו, ויש אנשים שנושאים בגנום שלהם רצפים גנטיים שמקורם בדניסובים. מדובר בעיקר באנשים ממזרח אסיה, וגם מאמריקה – שכן האמריקאים הקדומים הגיעו ליבשת מאזור סיביר. הדניסובים והניאנדרטלים גם העמידו צאצאים זה עם זה: ב-2018 התפרסם מחקר שבו נבדק ה-DNA של מאובן מסיביר, והתברר שמקורו באישה שאמה ניאנדרטלית ואביה דניסובי.
ריר של דניסובים
בשנים האחרונות התגלו כמה גנים ספציפיים, שנמצאים באוכלוסיות מודרניות והגיעו במקור מדניסובים. אחד מהם נמצא אצל אינואיטים וכנראה עוזר להם להתמודד עם הקור; אחר התגלה אצל שוכני הרמות הטיבטיות, ומאפשר להם לנצל טוב יותר את החמצן באוויר הדליל.
במחקר החדש התגלה גן נוסף שכזה, אצל אוכלוסייה אמריקאית ממוצא מעורב של אירופאים וילידים, ממקסיקו, פרו, פוארטו ריקו וקולומביה. זהו הגן MUC19, שאחראי לייצור אחד מהחלבונים שהם רכיבים חשובים בריר, כמו זה שמכסה את דפנות איברי מערכת הנשימה שלנו, ומשחק תפקיד חשוב במניעת מחלות.
החוקרים מצאו שאנשים רבים שאבותיהם הם אמריקאים ילידים נושאים גרסה מיוחדת של הגן, שונה מזו שנמצאת אצל כמעט כל האנשים המודרניים אחרים, אך זהה לזו שנמצאה במאובני הדניסובים. הגרסה הזו הייתה נפוצה במיוחד אצל אנשים ממקסיקו ומפרו, ונמצאה גם בשלדים של אמריקאים ילידים עתיקים, שחיו לפני שהאירופאים הגיעו ליבשת.
מודלים סטטיסטיים הראו שיש סיכוי נמוך מאוד שהגרסה הזו הגיעה לכל כך הרבה אנשים באוכלוסיות אלו רק במקרה – נראה שהיא מקנה לבעליה יתרון מסוים, או לפחות הקנתה להם יתרון בעבר, ולכן התפשטה באוכלוסייה. באיזה יתרון מדובר? את זה אנחנו עוד לא יודעים, כי ידוע לנו מעט מאוד על הגן ועל תפקידו בגוף. וייניאה ועמיתיו משערים שהוא קשור בהגנה מפני מחלות: אחד מתפקידיו העיקריים של הריר הוא להגביל מעבר של גופים זרים ושל גורמי מחלות בדרכי הנשימה. “נראה של-MUC19 יש תפקיד בעל השלכות בריאותיות, אבל אנחנו רק מתחילים להבין את הגנים הללו”, אמר וייניאה.
“מין עוגיית אוריאו”
כשהחוקרים בחנו את הרצף הגנטי שהגיע מהדניסובים, הם שמו לב למשהו מוזר: משני צידיו היה רצף שנראה דומה מאוד לזה שבגנום של ניאנדרטלים. “זו מין עוגיית אוריאו, עם DNA של ניאנדרטל בצדדים, ומילוי דניסובי באמצע”, הסביר וייניאה בראיון לאתר כתב העת Science.
החוקרים מצאו את הרצף הזה, כולל הגן הדניסובי באמצע, גם בגנום של שני מאובני ניאנדרטלים: אחד ממערה בסיביר, שמתוארך לכ-55 אלף לפני זמננו, ואחד שחי בקרואטיה לפני כ-40 אלף שנים. לעומת זאת, אצל ניאנדרטל נוסף שחי מוקדם יותר לא נמצא הגן הדניסובי.
החוקרים הסיקו מכך שלפני יותר מ-55 אלף שנים, זוג של דניסובי וניאנדרטלית, או אולי ניאנדרטלי ודניסובית, העמידו צאצאים – וכך הגרסה הדניסובית של הגן MUC19 הגיעה אל הניאנדרטלים. מתישהו לאחר מכן, אדם המשתייך למין שלנו, הומו ספיינס, העמיד צאצאים עם ניאנדרטלית – או להפך – והגן, עם רצף גנטי שלם שכולל את “עוגיות האוריאו” הניאנדרטליות-דניסוביות, הגיע אל האוכלוסייה שתיישב את אמריקה.
העובדה ששתי אוכלוסיות שונות של ניאנדרטלים, בסיביר ובאירופה, חולקות את אותה גרסה דניסובית של הגן, מחזקת את ההשערה שהוא העניק יתרון מסוים – גם להם וגם לאמריקאים הקדומים.
“מנקודת מבט אבולוציונית, הממצאים מראים לנו שלאירועים עתיקים של רבייה בין-מינית יש השפעה שאנחנו רואים עד היום”, אמרה אמיליה הוארטה-קורטז (Huerta-Sánchez), החוקרת הבכירה החתומה על המאמר, בהודעה לעיתונות של אוניברסיטת בראון. “לרוב, התהליך שבו מתקבלת גרסה חדשה של גן הוא מאוד איטי. אבל אירועים כאלו הם דרך להכניס הרבה שונות גנטית בבת אחת”.
מאת: דר' יונת אשחר
באדיבות מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
https://davidson.weizmann.ac.il/
