Ученые расшифровали митохондриальную ДНК шести различных неандертальцев, останки которых были найдены на территории от Испании до России. Малое разнообразие этих ДНК указывает на то, что популяция неандертальцев имела сравнительно небольшие размеры, что, вероятно, стало основной причиной их вымирания, считают авторы исследования.
Проведение исследования стало возможным благодаря разработке нового метода расшифровки ДНК и его адаптации к древним ископаемым образцам, сильно деградировавшим за прошедшие тысячелетия и загрязненным генетическим материалом грибков и бактерий.
Митохондриальная ДНК - это короткий фрагмент ядерной ДНК, который используется маленькими органеллами внутри каждой клетки организма (митохондриями). Эти органеллы отвечают за выработку энергии для всех внутриклеточных процессов, а потому сбои в их работе недопустимы. Именно для этих целей в ходе эволюции митохондрии обрели свою собственную короткую ДНК, позволяющую более эффективно выполнять свои функции.
Автором разработки является группа Сванте Паабо (Svante Pааbo), ведущего мирового эксперта в области генетики неандертальцев из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в немецком Лейпциге, анонсировавшего расшифровку полной ядерной ДНК неандертальца в феврале 2009 года. Их методика копирования фрагментов ДНК использует уже расшифрованную митохондриальную ДНК неандертальца в качестве образца, что позволяет легко избавиться от примесных фрагментов наследственной молекулы даже в случае, если целевая ДНК представлена очень короткими фрагментами длиною всего десять нуклеотидов.
В отличие от первого эксперимента по расшифровке митохондриальной ДНК (мтДНК) неандертальца, стоимость которого составила около 400 тысяч долларов, новый метод использует уже известные данные и позволяет расшифровывать митохондриальную ДНК других неандертальцев всего за 8 тысяч долларов. В ходе своей работы ученые расшифровали около 16,565 тысячи нуклеотидов в каждой из мтДНК, различия в которых составили всего 55 единичных нуклеотидов. Таким образом, различия между двумя неандертальцами составляют в среднем 20 нуклеотидов, тогда как среди современных людей таких различий около 60.
Учитывая небольшой ареал обитания неандертальцев, этот уровень генетического разнообразия очень мал, что ставит под сомнение утверждение, сделанное ранее в ходе изучения этого вида людей архаичного типа, согласно которому неандертальцы жили разрозненными популяциями. На основании генетических данных ученые оценили эффективную популяцию неандертальцев, которая отражает количество людей, вовлеченных в воспроизводство потомства за определенный промежуток времени. Он составил примерно 3,5 тысячи женщин-неандерталок или 7 тысяч неандертальцев обоих полов.
На основе этой эффективной популяции можно сделать заключение, что общая численность неандертальцев, населявших некогда территорию от Пиренейского полуострова до современной Русской равнины, составила всего 70 тысяч человек. "Очень ограниченный размер популяции неандертальцев мог быть обусловлен их физиологическими особенностями, и, вероятно, именно это обстоятельство сделало этот тип людей подверженным негативному воздействию климатических изменений или вытеснению со стороны человека современного типа," - считает Эдриан Бриггс (Adrian Briggs), ведущий автор публикации.
Митохондриальная ДНК - это короткий фрагмент ядерной ДНК, который используется маленькими органеллами внутри каждой клетки организма (митохондриями). Эти органеллы отвечают за выработку энергии для всех внутриклеточных процессов, а потому сбои в их работе недопустимы. Именно для этих целей в ходе эволюции митохондрии обрели свою собственную короткую ДНК, позволяющую более эффективно выполнять свои функции.
Автором разработки является группа Сванте Паабо (Svante Pааbo), ведущего мирового эксперта в области генетики неандертальцев из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в немецком Лейпциге, анонсировавшего расшифровку полной ядерной ДНК неандертальца в феврале 2009 года. Их методика копирования фрагментов ДНК использует уже расшифрованную митохондриальную ДНК неандертальца в качестве образца, что позволяет легко избавиться от примесных фрагментов наследственной молекулы даже в случае, если целевая ДНК представлена очень короткими фрагментами длиною всего десять нуклеотидов.
В отличие от первого эксперимента по расшифровке митохондриальной ДНК (мтДНК) неандертальца, стоимость которого составила около 400 тысяч долларов, новый метод использует уже известные данные и позволяет расшифровывать митохондриальную ДНК других неандертальцев всего за 8 тысяч долларов. В ходе своей работы ученые расшифровали около 16,565 тысячи нуклеотидов в каждой из мтДНК, различия в которых составили всего 55 единичных нуклеотидов. Таким образом, различия между двумя неандертальцами составляют в среднем 20 нуклеотидов, тогда как среди современных людей таких различий около 60.
Учитывая небольшой ареал обитания неандертальцев, этот уровень генетического разнообразия очень мал, что ставит под сомнение утверждение, сделанное ранее в ходе изучения этого вида людей архаичного типа, согласно которому неандертальцы жили разрозненными популяциями. На основании генетических данных ученые оценили эффективную популяцию неандертальцев, которая отражает количество людей, вовлеченных в воспроизводство потомства за определенный промежуток времени. Он составил примерно 3,5 тысячи женщин-неандерталок или 7 тысяч неандертальцев обоих полов.
На основе этой эффективной популяции можно сделать заключение, что общая численность неандертальцев, населявших некогда территорию от Пиренейского полуострова до современной Русской равнины, составила всего 70 тысяч человек. "Очень ограниченный размер популяции неандертальцев мог быть обусловлен их физиологическими особенностями, и, вероятно, именно это обстоятельство сделало этот тип людей подверженным негативному воздействию климатических изменений или вытеснению со стороны человека современного типа," - считает Эдриан Бриггс (Adrian Briggs), ведущий автор публикации.