Как естественный отбор сформировал внешность и здоровье жителей Западной Евразии

Долгое время в научном сообществе преобладало мнение, что направленный естественный отбор у современных людей, появившихся в Африке около 300 тысяч лет назад, был относительно редким явлением. Анализ древней ДНК до недавнего времени подтверждал лишь около 21 случая такого отбора. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature, кардинально меняет эту картину. Учёные разработали инновационный статистический метод, позволяющий чётко отделить следы направленного отбора от других эволюционных процессов в больших массивах геномных данных.

Применение этого метода к данным почти 16 тысяч человек, чьи останки происходят с территории Западной Евразии (Северная, Западная и Южная Европа, Ближний Восток) и охватывают последние 18 тысяч лет, показало поразительные результаты. Оказалось, что с конца ледникового периода направленный отбор способствовал распространению или сокращению сотен генетических вариантов в этом регионе. Особенно интенсивным этот процесс стал в последние 10 тысяч лет, что совпадает с переходом человеческих обществ от охоты и собирательства к земледелию и оседлому образу жизни.

Гены под давлением отбора: от внешности до иммунитета

В общей сложности исследователям удалось идентифицировать 479 генетических вариантов (аллелей), которые подвергались сильному направленному отбору в популяциях Западной Евразии. Более 60% этих вариантов связаны с признаками, наблюдаемыми у современных жителей региона. Среди них — хорошо известные черты внешности, такие как светлый цвет кожи и рыжий цвет волос, которые подверглись положительному отбору.

Учёные предполагают, что отбор в пользу светлой пигментации кожи, вероятно, отражает адаптацию к условиям с недостатком солнечного света, где усиленный синтез витамина D становился критически важным для выживания. Объяснение отбора рыжего цвета волос оказалось менее очевидным. Исследователи выдвигают гипотезу, что сами по себе рыжие волосы могли не нести прямой пользы, но гены, ответственные за этот признак, оказались связаны с другими, более важными адаптациями.

Помимо внешности, отбор затронул множество признаков, связанных со здоровьем. Положительному отбору подверглись варианты генов, отвечающие за иммунитет к ВИЧ-инфекции и устойчивость к проказе, а также за низкий риск ревматоидного артрита, алкоголизма, биполярного расстройства и шизофрении. Интересно, что отбор также поддерживал варианты, связанные с наличием антигена B на эритроцитах (что соответствует третьей и четвёртой группе крови), что влияет на устойчивость к бактериальным и вирусным инфекциям.

Динамика отбора и восприимчивость к болезням

Исследование также выявило сложную динамику отбора для некоторых признаков. Учёные обнаружили, что частота генетических вариантов, связанных с восприимчивостью к туберкулёзу, сначала росла в течение нескольких тысячелетий, а затем, около 3500 лет назад, начала снижаться. Аналогичная картина наблюдалась и для вариантов, отвечающих за восприимчивость к рассеянному склерозу: их частота увеличивалась, а примерно две тысячи лет назад пошла на спад.

По мнению авторов работы, такие траектории могут отражать изменения в окружающей среде, образе жизни или появление новых патогенов, которые меняли эволюционное давление на популяции. Это открытие подчёркивает, что естественный отбор — не статичный, а динамичный процесс, чутко реагирующий на меняющиеся условия существования.

Новое исследование не только расширяет наше понимание эволюционной истории народов Западной Евразии, но и демонстрирует мощь современных методов анализа больших геномных данных. Оно показывает, как тонкие взаимодействия между генами, средой и образом жизни на протяжении тысячелетий формировали то генетическое разнообразие, которое мы наблюдаем сегодня.