Древние геномы раскрывают секреты холодовой адаптации предков

Генетическое наследие древних охотников-собирателей эпохи Дзёмон проливает свет на то, как наши предки приспосабливались к суровым климатическим условиям последнего ледникового периода. Международная группа ученых под руководством исследователей из Токийского университета проанализировала ДНК 42 человек, живших на японском архипелаге от 16 до 3 тысяч лет назад, и обнаружила убедительные следы естественного отбора, направленного на повышение холодоустойчивости.

Эти генетические маркеры, связанные с термогенезом без дрожания, метаболизмом жиров и регуляцией массы тела, оказались удивительно похожи на адаптации, характерные для современных гренландских инуитов. Примечательно, что подобные изменения возникли независимо у разных популяций, что служит ярким примером конвергентной эволюции, когда сходные экологические вызовы порождают сходные генетические ответы.

Исследователи секвенировали геномы 25 новых образцов из памятников Дзёмон и объединили их с 17 ранее опубликованными, создав наиболее полную на сегодняшний день палеогеномную базу для восточноевразийского региона. Поскольку древняя ДНК часто фрагментирована, недостающие участки восстанавливались с помощью референсной панели из почти 9300 геномов современных японцев — это позволило статистически реконструировать исходные последовательности с высокой точностью.

Одним из ключевых открытий стал вариант гена, отвечающего за выработку тепла в бурой жировой ткани: у носителей культуры Дзёмон его частота достигала 73%, тогда как у современных восточных азиатов она составляет лишь 17%. Кроме того, были выявлены аллели, усиливающие мобилизацию жирных кислот из крови, что обеспечивало дополнительный энергетический ресурс для обогрева организма в условиях низких температур.

Интересно, что эти признаки не появились внезапно. Анализ временной динамики показал, что давление отбора на холодоустойчивые варианты было особенно сильным в разгар последнего ледникового периода (около 27–19 тысяч лет назад), а в послеледниковое время ослабло. При этом некоторые из изученных генетических черт уже присутствовали у более южных предковых групп, тогда как другие закрепились исключительно в линии Дзёмон по мере их миграции в северные районы.

Сравнение с геномами инуитов Гренландии выявило поразительное сходство в участках, связанных с переработкой липидов, что подтверждает археологические данные: рацион обеих культур изобиловал водными ресурсами и животными жирами. Это совпадение указывает на то, что схожие диетические стратегии в холодном климате вели к параллельным генетическим решениям, несмотря на географическую разобщенность.

Ученые, однако, признают, что многие интерпретации остаются гипотетическими, ведь реконструировать физиологию древних людей, учитывая различия в питании и образе жизни, крайне сложно. Тем не менее, полученные результаты открывают окно в прошлое, показывая, как естественный отбор помог нашему виду выживать в экстремальных условиях, и подчеркивают ценность палеогеномики для понимания современного здоровья и наследственных заболеваний.