عنق الزجاجة الأجداد كاد يقضي علينا!

كشفت طريقة جديدة لاستنتاج حجم السكان القدماء عن عنق الزجاجة الخطير في عدد السكان البشري والذي قضى تقريبًا على أي فرصة للبشرية كما نعرفها اليوم.

يمكن الآن تفسير الفجوة غير المبررة في السجل الأحفوري لأفريقيا وأوراسيا بفضل الفريق من الباحثين من الصين وإيطاليا والولايات المتحدة. باستخدام طريقة جديدة تسمى FitCoal (عملية الدمج السريع للوقت المتناهي الصغر)، تمكن الباحثون من تحديد الاستدلالات الديموغرافية بدقة باستخدام التسلسل الجينومي البشري الحديث من 3154 فردًا. تشير هذه النتائج إلى أن أسلاف الإنسان الأوائل مروا عبر عنق الزجاجة الشديد والطويل، حيث تمكن حوالي 1280 فردًا من الحفاظ على السكان لمدة 117000 عام تقريبًا. في حين أن هذا البحث قد سلط الضوء على بعض جوانب أصل البليستوسين المبكر والوسطى، إلا أن العديد من الأسئلة الأخرى لا تزال دون إجابة منذ اكتشاف هذه المعلومات.

منهجية FitCoal

تم تحليل كمية كبيرة من التسلسلات الجينومية في هذه الدراسة. ومع ذلك، يقول المؤلف الرئيسي يون-شين فو، عالم الوراثة السكانية النظرية في مركز العلوم الصحية بالولايات المتحدة، بجامعة تكساس في هيوستن: “إن حقيقة قدرة FitCoal على اكتشاف عنق الزجاجة الحاد السابق حتى مع عدد قليل من التسلسلات تعد إنجازًا كبيرًا”.

سيقوم الباحثون بنشر نتائجهم على الإنترنت في علم 31 أغسطس 2023 (التوقيت الشرقي لأمريكا). كشفت النتائج التي تم تحديدها باستخدام FitCoal لحساب احتمالية تسلسل الجينوم الحالي أن أسلاف الإنسان الأوائل تعرضوا لخسارة فادحة في الأرواح، ونتيجة لذلك، فقدان التنوع الجيني.

يظهر على اليمين نطاق الحفريات البشرية الأفريقية والفترة المقدرة لاندماج الكروموسوم. الائتمان: العلوم

تفسير الفجوة الأحفورية

“يمكن تفسير التناقض بين السجل الأحفوري الأفريقي والأوراسي من خلال هذا عنق الزجاجة في بداية العصر الحجري من الناحية التاريخية. يقول المؤلف الرئيسي جورجيو مانزي، عالم الأنثروبولوجيا في جامعة سابينزا في روما: “يتزامن هذا مع هذه الفترة المقترحة لفقدان كبير للأدلة الأحفورية”. الأسباب المقترحة لهذا الانخفاض في أعداد أسلاف البشر هي في الأساس أسباب مناخية: فالأحداث الجليدية في هذا الوقت تؤدي إلى تغيرات في درجات الحرارة والجفاف الشديد وفقدان الموارد الطبيعية الأخرى. صِنفيحتمل أن تستخدم كمصدر غذائي للبشر الأجداد.

التنوع الجيني والتطور البشري

إن العواقب المترتبة على هذا الاختناق مذهلة. ربما يكون ما يقدر بنحو 65.85% من التنوع الجيني الحالي قد فُقد بسبب هذا الاختناق خلال الفترة المبكرة إلى منتصف العصر البليستوسيني، وكانت الفترة الطويلة من الحد الأدنى من أعداد الأفراد الإنجابيين تهدد البشرية كما نعرفها اليوم. ومع ذلك، يبدو أن عنق الزجاجة هذا قد ساهم في حدوث نوع من التكاثر حيث قد يكون هناك كروموسومان من الأسلاف قد تقاربا ليشكلا ما يعرف حاليًا بالكروموسوم 2 في البشر المعاصرين. بهذه المعلومات، من المحتمل أن يكون قد تم اكتشاف السلف المشترك الأخير لإنسان الدينيسوفان، والنياندرتال، والإنسان الحديث (الإنسان العاقل).

اكتشاف أسئلة جديدة

نعلم جميعًا أنه بمجرد الإجابة على سؤال ما، تظهر أسئلة أخرى.

يقول: “يفتح هذا الاكتشاف الجديد مجالًا جديدًا في تطور الإنسان لأنه يثير العديد من الأسئلة، مثل المكان الذي عاش فيه هؤلاء الأفراد، وكيف تغلبوا على تغير المناخ الكارثي، وما إذا كان الانتقاء الطبيعي خلال عنق الزجاجة قد أدى إلى تسريع تطور الدماغ البشري”. المؤلف الرئيسي يي هسوان بان، متخصص في علم الجينوم التطوري والوظيفي في جامعة شرق الصين العادية (ECNU).

والآن بعد أن أصبح هناك سبب للاعتقاد بأن صراع الأسلاف قد حدث منذ ما بين 930 ألف و813 ألف عام، يمكن للباحثين مواصلة البحث للعثور على إجابات لهذه الأسئلة والكشف عن كيفية استمرار هذه المجموعة الصغيرة من السكان في ظل ظروف من المرجح أن تكون حساسة وخطيرة. . من الممكن أن السيطرة على الحرائق، إلى جانب تغير المناخ لتصبح أكثر ملاءمة لحياة الإنسان، قد ساهمت في الزيادة السكانية السريعة منذ حوالي 813000 سنة.

“هذه النتائج هي مجرد البداية. الأهداف المستقبلية لهذه المعرفة هي رسم صورة أكثر اكتمالا للتطور البشري خلال هذه الفترة الانتقالية من العصر البليستوسيني السفلي إلى العصر البليستوسيني الأوسط، والتي بدورها ستستمر في كشف لغز النسب والتطور البشري المبكر. لي هايبينج، عالم الوراثة السكانية النظري وعالم الأحياء الحسابي في معهد شنغهاي للتغذية والصحة، الأكاديمية الصينية للعلوم (SINH-CAS).

المرجع: “الاستدلال الجينومي لعنق الزجاجة البشري الشديد أثناء انتقال العصر البليستوسيني المبكر إلى العصر البليستوسيني الأوسط” بقلم وانغجي هو، زيكيان هاو، بينغيوان دو، فابيو دي فينسينزو، جورجيو مانزي، جيالونغ كوي، يون-شين فو، يي-هسوان بان وهايبنغ لي، 31 أغسطس 2023، علم.
دوى: 10.1126/science.abq7487

شارك في قيادة هذا البحث هايبينج لي من SINH-CAS ويي-هسوان بان من ECNU. وقد قدم المتعاونون معهم، فابيو دي فينشينزو من جامعة فلورنسا، وجيوجيو مانزي من جامعة سابينزا في روما، ويون شين فو من مركز العلوم الصحية بجامعة تكساس في هيوستن، مساهمات مهمة في النتائج. المؤلفون الأوائل للبحث هم Wangjie Hu وZiqian Hao، الطلاب/المتدربون السابقون في SINH-CAS وECNU. وهم ينتمون حاليًا إلى كلية إيكان للطب في جبل سيناء والجامعة الطبية الأولى في شاندونغ وشاندونغ. أكاديمية العلوم الطبية، على التوالى. كما ساهم في هذا البحث كل من Pengyuan Du من SINH-CAS وJialong Cui من ECNU.