چگونه نئاندرتال‌ها کروموزوم Y خود را از دست دادند؟

مدت‌ها است نئاندرتال‌ها به‌عنوان مردان قدرتمند دیده می‌شوند، حداقل در‌مقایسه‌با پسرعموهای سبک‌وزن انسانی‌شان که با آن‌ها برای غذا و قلمرو و جفت در رقابت بودند. بااین‌حال، مطالعه‌ی جدیدی نشان می‌دهد مردان هومو ساپینس (انسان خردمند) وقتی بیش از ۱۰۰ هزار سال پیش با زنان نئاندرتال آمیزش پیدا کردند، این همتایان قدرتمند خود را کنار زدند. این آمیزش‌ها موجب شد کروموزوم‌های Y مدرن وارد نسل‌های آینده‌ی پسران نئاندرتال شود و درنهایت، جایگزین کروموزوم Y نئاندرتال‌ها شود.

یافته‌ی جدید ممکن است این معمای دَه‌ساله را حل کند که چرا پژوهشگران نتوانسته‌اند کروموزوم Y نئاندرتال‌ها را پیدا کنند. بخشی از این مشکل ناشی ‌از کمیاب‌بودن DNA مردان بوده است: بیشتر نئاندرتال‌هایی که DNA آن‌ها تاکنون تعیین توالی شده است، زنان تشکیل می‌دهند. DNA موجود در فسیل‌های نئاندرتال‌های مرد به‌خوبی حفظ نشده بودند یا به باکتری آلوده بوده‌اند.

جانت کلسو، متخصص زیست‌شناسی محاسباتی از مؤسسه‌ی انسان‌شناسی تکاملی ماکس پلانک و نویسنده‌ی ارشد مطالعه‌ی جدید، به شوخی می‌گوید: «اصلا داشتیم از خود می‌پرسیدیم که هیچ مرد نئاندرتالی وجود داشته است؟» باوجوداین مارتین پتر، یکی از دانشجویان ماکس پلانک، کاوشگرهایی طراحی کرد که از توالی DNA قطعات کوچک کروموزوم Y مردان مدرن برای پیداکردن و اتصال به DNA کروموزوم Y مردان باستانی استفاده می‌کرد. دلیل کارآمدی روش جدید آن است که کروموزوم‌های انسان مدرن و نئاندرتال عمدتا شبیه به‌هم هستند. کاوشگرهای DNA در محل جفت‌بازهای معدودی که با توالی پیداشده فرق دارند، حلقه‌ای تشکیل می‌دهند.

پیدایش این کروموزوم Y غیرعادی مشابه رویداد ژنتیکی دیگری است: بقایای نئاندرتال‌ها که مربوط به ۳۸ هزار تا ۱۰۰ هزار سال پیش می‌شود، حاوی DNA میتوکندریایی (mtDNA) به‌ارث‌رسیده از زنی از جمعیت انسان‌های مدرن است و نه DNA میتوکندریایی نئاندرتال‌های باستانی که در فسیل‌های قبلی یافت شده. زن هومو ساپینس اولیه احتمالا بیش از ۲۲۰ هزار سال پیش با مرد نئاندرتال آمیزش پیدا کرده است و فرزندان آن‌ها DNA میتوکندریایی انسان مدرن را حمل می‌کردند. براساس مدل‌های محاسباتی پژوهشگران، بهترین سناریو برای توضیح این الگوی Y آن است که مردان انسان‌های مدرن اولیه بیش از ۱۰۰ هزار سال، ولی کمتر از ۳۷۰ هزار سال پیش با زنان نئاندرتال آمیزش کرده‌اند. پسران آن‌ها کروموزوم Y انسان مدرن را با خود به‌همراه داشتند که از راه پدر به‌ارث رسیده بود.

پژوهشگران در مجله‌ی Science گزارش کردند که سپس کروموزوم Y مدرن به‌سرعت ازطریق فرزندان آن‌ها وارد جمعیت‌های کوچک نئاندرتال‌ها در اروپا و آسیا و جایگزین کروموزوم Y نئاندرتال‌ها شد. جالب است انسان‌های مدرنی که در این آمیزش‌ها مشارکت کردند، اجداد هومو ساپینس امروزی نبوده‌اند و احتمالا بخشی از جمعیتی بوده‌اند که در اوایل از آفریقا مهاجرت کردند و سپس منقرض شدند. آثاری از DNA نئاندرتال در انسان‌های زنده وجود دارد که از رویداد اختلاط جداگانه‌ به‌ارث رسیده که حدود ۵۰ هزار تا ۷۰ هزار سال پیش رخ داده است.

پژوهشگران دقیقا مطمئن نیستند که چرا این جایگزینی رخ داده است. به‌گفته‌ی کلسو، شاید انتخاب طبیعی کروموزوم Y هومو ساپینس را ترجیح داده باشد؛ زیرا نئاندرتال‌ها جهش‌های مضر بیشتری در ژنوم خود داشتند. نئاندرتال‌ها درمقایسه‌با انسان‌های مدرن جمعیت‌های کوچک‌تری داشتند و جهش‌های مضر، خصوصا اگر روی کروموزوم‌های X و Y باشند، در جمعیت‌های کوچک تجمع پیدا می‌کنند. انسان‌های مدرن که جمعیت‌های اجدادی بزرگ‌تر و تنوع ژنتیکی بیشتری داشتند، ممکن است از مزیتی ژنتیکی برخوردار بوده باشند.

آدام سیپل، متخصص زیست‌شناسی محاسباتی، می‌گوید احتمال دیگر آن است که وقتی نئاندرتال‌ها DNA میتوکندریایی را از انسان مدرن به‌ارث بردند، سلول‌های آن‌ها تعامل با کروموزوم Y انسان مدرن را ترجیح داده باشد. بهترین راه برای آزمایش این سناریو آن است که DNA نئاندرتال‌های اولیه را به‌دست آوریم تا ببینیم آیا کروموزوم Y آن‌ها بیشتر شبیه کروموزوم Y انسان‌تباران دنیسووا است یا خیر. جاش اکی، متخصص ژنتیک جمعیت از دانشگاه پرینستون، اعتقاد دارد مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهد اختلاط میان انسان‌های مدرن و نئاندرتال‌ها ویژگی تعیین‌کننده‌ای از تاریخ انسان‌تباران بوده است که نه‌تنها به انسان‌های مدرن DNA نئاندرتالی را داد؛ بلکه موجب تغییرات اساسی در نئاندرتال‌ها شد.