Неандертальці могли бути «ранковими птахами» — вчені

У новій дослідницькій статті встановлено, що генетичний матеріал предків неандертальців, можливо, сприяв схильності деяких людей сьогодні «вставати рано», тобто тим людям, яким зручніше вставати та лягати спати раніше. Висновки опубліковані в журналі Genome Biology and Evolution.

Усі анатомічно сучасні люди походять з Африки близько 300 000 років тому, де екологічні фактори сформували багато їхніх біологічних особливостей. Приблизно 70 000 років тому предки сучасної євразійської людини почали мігрувати до Євразії, де вони зустріли різноманітні нові середовища, включаючи вищі широти з більшою сезонною зміною денного світла та температури.

Але інші гомініни, такі як неандертальці та денисовці, жили в Євразії більше ніж 400 000 років. Ці архаїчні гомініни відокремилися від сучасних людей приблизно 700 000 років тому, і в результаті наші предки та архаїчні гомініни еволюціонували в інших умовах навколишнього середовища. Це призвело до накопичення генетичних варіацій і фенотипів, специфічних для лінії. Коли люди прибули до Євразії, вони схрещувалися з архаїчними гомінідами на континенті, і це створило потенціал для отримання людьми генетичних варіантів, уже адаптованих до цих нових середовищ.

Попередня робота показала, що більша частина архаїчного походження гомінінів у сучасних людей не була корисною та була видалена природним відбором, але деякі варіанти архаїчних гомінінів, що залишилися в людських популяціях, демонструють ознаки адаптації. Наприклад, архаїчні генетичні варіанти були пов’язані з відмінностями в рівнях гемоглобіну на великій висоті у тибетців, імунною стійкістю до нових патогенів, рівнями пігментації шкіри та складом жиру.

Зміни в структурі та рівні освітленості мають біологічні та поведінкові наслідки, які можуть призвести до еволюційних адаптацій. Раніше вчені широко досліджували еволюцію циркадної адаптації у комах, рослин і риб, але у людей вона недостатньо вивчена.

Середовище Євразії, де неандертальці та денисовці жили протягом кількох сотень тисяч років, розташоване на вищих широтах із більшою зміною світлового дня, ніж ландшафт, де еволюціонували сучасні люди до того, як покинули Африку. Таким чином, дослідники дослідили, чи існують генетичні докази відмінностей у циркадних годинниках неандертальців і сучасних людей.

Дослідники визначили набір із 246 циркадних генів шляхом поєднання пошуку літератури та експертних знань. Вони знайшли сотні генетичних варіантів, характерних для кожної лінії, які потенційно можуть впливати на гени, задіяні в циркадному годиннику. Використовуючи методи штучного інтелекту, вони виділили 28 циркадних генів, що містять варіанти з потенціалом для зміни сплайсингу в архаїчних людей, і 16 циркадних генів, ймовірно, відмінно регулюються між сучасними людьми та архаїчними гомінінами.

Це вказує на те, що ймовірно існують функціональні відмінності між циркадними годинниками в архаїчних гомінідів і сучасних людей. Оскільки предки євразійської сучасної людини та неандертальця схрещувалися, можливо, деякі люди могли отримати циркадні варіанти від неандертальців.

Щоб перевірити це, дослідники дослідили, чи інтрогресовані генетичні варіанти — варіанти, які перейшли від неандертальців до сучасних людей — мають асоціації з уподобаннями організму щодо неспання та сну у великій когорті з кількох сотень тисяч людей з Біобанку Великобританії.

Вони знайшли багато інтрогресивних варіантів, які впливають на перевагу сну, і, що найвражаюче, вони виявили, що ці варіанти постійно збільшують «ранковість», схильність до раннього прокидання. Це свідчить про спрямований вплив на ознаку та узгоджується з адаптаціями до високої широти, що спостерігаються в інших тварин.

Збільшення рівня ранку у людей пов’язане з укороченим періодом циркадного годинника. Це, ймовірно, корисно на вищих широтах, оскільки, як було показано, забезпечує швидше узгодження сну/неспання із зовнішніми сигналами часу. Скорочені циркадні періоди необхідні для синхронізації з подовженими літніми світловими періодами високих широт у плодових мушок, а відбір на більш короткі циркадні періоди призвів до широтних схил зі зменшенням періоду зі збільшенням широти в природних популяціях плодових мушок.

Таким чином, упередження в бік ранку в інтрогресованих варіантах може вказувати на відбір у бік скороченого циркадного періоду в популяціях, що живуть у високих широтах. Схильність бути ранковою людиною могла бути еволюційно корисною для наших предків, які жили у вищих широтах Європи, і, таким чином, була б генетичною характеристикою неандертальця, яку варто зберегти.