ژن دنیسووا به سازگاری انسان امروزی با شرایط محیطی مختلف کمک کرده است

جوامع ساکن در نواحی مرتفع و پست در پاپوآ گینه نو، فراوانی مختلفی از چندین واریانت ژنتیکی دنیسوواها را به ارث برده‌اند که ممکن است امروزه، به آن‌ها کمک کرده باشد تا با شرایط محیطی خاص محل زندگی خود سازگار شوند.

انسان‌‌های دنیسووا، گونه‌ای از انسان‌تباران باستانی منقرض‌شده هستند که در زمانی حدود ۲۰۰ هزار سال پیش در سیبری، تبت و جزایر اقیانوس آرام زندگی می‌کردند. شرایط زیست‌محیطی متفاوت سراسر شرق اوراسیا، به آن‌ها امکان می‌داد تا با زندگی در محیط‌های مختلف، سازگار شوند.

انسان‌های خردمند پس از ترک آفریقا، با گونه‌های دیگری از انسان‌تباران، از جمله دنیسوواها آمیزش داشتند. این امر به آن‌ها امکان داد تا از نظر ژنتیکی، به خوبی با اقلیم‌های اوراسیایی سازگار شوند. به عنوان مثال، بیشتر مردم تبت امروزی که در ارتفاع چهار هزار متری از سطح دریا زندگی می‌کنند، از نسخه‌ی دنیسووایی ژن EPAS1 برخوردار هستند که به آن‌ها کمک می‌کند تا با زندگی در نواحی مرتفع سازگار شوند و با نیاز به اکسیژن کمتر، در این مناطق زنده بمانند.

دنیسوواها انسان‌تباران اسرارآمیزی هستند، زیرا شواهد بسیار اندکی از آن‌ها بر روی زمین باقی مانده است. به همین دلیل، شناسایی واریانت‌های ژنتیکی یا آلل‌های دنیسوواها در انسان‌های امروزی، می‌تواند سرنخ‌هایی را از محل زندگی و ظاهر و خصوصیات آن‌ها ارائه دهد.

یکی از مکان‌های امیدبخش برای جستجوی دی‌ان‌ای باستانی دنیسوواها، پاپوآ گینه نو است. امروزه سه تا چهار درصد از دی‌ان‌ای انسان‌های زنده‌ی بومی این منطقه به دنیسوواها برمی‌گردد، در حالی که این عدد برای افراد دارای اجداد اوراسیایی یک تا دو درصد است.

دانات یرماکوویچ و همکارانش در دانشگاه تارتو در استونی، ژنوم ۱۲۸ نفر از دو جمعیت بومی پاپوآ گینه نو را با یکدیگر مقایسه کردند: جوامع بومی مناطق پست که در ارتفاعی حدود ۱۰۰ متر بالاتر از سطح دریا زندگی می‌کنند و جوامع بومی مناطق مرتفع که در ارتفاع تقریباً ۲۵۰۰ متری از سطح دریا ساکن هستند. محققان با تحلیل نقشه‌های ماده‌ی ژنتیکی که هرکدام از این جوامع از دنیسوواها به ارث برده‌اند، آلل‌های خاصی را که به این افراد کمک کرده تا با شرایط محیطی محل زندگی خودشان سازگار شوند، بررسی کردند.

آلل‌ها، گونه‌های مختلفی از یک ژن هستند که در هر فرد، ویژگی‌های مختلف او را کنترل می‌کنند. به عبارت دیگر، آلل‌ها نسخه‌های متفاوتی از ژنی خاص هستند و می‌توانند در افراد، ویژگی‌های مختلفی مانند رنگ چشم یا گروه خونی را تعیین کنند.

یرماکوویچ می‌گوید: «جالب است که آلل دنیسووایی EPAS1 که در بومیان تبت یافت شد، اصلاً در بومیان کوهستان‌های پاپوآ گینه نو دیده نمی‌شود. این آلل حتی در فرکانس‌های پایین‌تر، کاملاً غایب بود. دلیل این غیبت، ممکن است تصادفی باشد؛ یعنی این وضعیت شاید شانسی است یا دلیل مشخصی ندارد.»

ماتیلد آندره از دانشگاه تورین در ایتالیا و یکی از اعضای تیم مطالعه، می‌گوید: «اگر ژن EPAS1 از دنیسوواها به نوادگان کوهستانی آن‌ها در پاپوآ منتقل نشده باشد، نمی‌توان آن را از طریق انتخاب به دست آورد.»

آندره خاطرنشان می‌کند که انتقال ژن از دنیسوواها به نوادگان کوهستان‌نشین، نشان می‌دهد که اثربخشی دی‌ان‌ای دنیسووا ممکن است در ارتفاعات مختلف نیز متفاوت باشد. او می‌افزاید مطالعه‌ی گروه‌های مختلف از بومیان ارتفاعات و دیگر مکان‌ها با شرایط مختلف، می‌تواند به ما کمک کند تا تنوع ژن‌هایی را که انسان‌ها از دنیسوواها به ارث برده‌اند، بهتر درک کنیم.

همچنین، محققان دریافتند که فرکانس‌های بسیار بالایی از واریانت‌های ژنی دنیسووایی نیز در جوامع بومی مناطق پست وجود دارد. فرکانس واریانت ژنتیکی، میزان شیوع، تعداد و یا درصد ظاهر‌شدن واریانتی خاص از یک ژن در هر جمعیت است.

ژن‌های ارثی دنیسوواها، پروتئین‌های مهم برای سیستم ایمنی بدن را کدگذاری می‌کنند. به دلیل اهمیت بالای تنوع در سیستم ایمنی، برخورداری از نسخه‌های دنیسووایی ژن‌های مرتبط با واکنش به عوامل بیماری‌زا، احتمالاً برای بومیان مناطق پست بسیار مفید بوده است، زیرا مالاریا در این مناطق بسیار شایع‌تر از مناطق کوهستانی است.

با این حال، برخورداری دنیسوواها از واریانت‌های ژنتیکی سازگار با محیط زندگی خاص خودشان به این معنی نیست که سازگاری‌های دنیسوواها و بومیان امروزی پاپوآ گینه نو، دقیقاً مشابه یکدیگر است. تأثیر ژن‌ها بر اساس شرایط محیطی و در طول زمان، تغییر می‌کند. بنابراین، سازگاری بومیان امروزی لزوماً مشابه بومیان ۲۰ هزار سال پیش همین مناطق نیست.

اما تفاوت‌های بسیار قوی در فرکانس که در میان بومیان مناطق مرتفع و بومیان مناطق پست یافت می‌شود، نشان می‌دهد که در طول زمان، در تغییرات فرکانس نیز جهت‌گیری‌های خاصی وجود داشته است. به نظر می‌رسد که دی‌ان‌ای باستانی، مزایای سازگاری بسیاری ​​برای هر دوی این جوامع به همراه داشته و این مزایا تا‌به‌امروز، همچنان مفید واقع می‌شوند.

مطالعه در مجله PNAS منتشر شده است.