Расшифровка древней ДНК рассказал о происхождении индейцев южной америки

Изучение митохондриальной ДНК, индейцы из старых кладбищах Южной Америки, уточнила время разделения коренных жителей Нового света населения Сибири. Обнаружил, что этот процесс совпал с последним ледниковым максимумом (17-28 тыс. лет назад). Ученые смогли подтвердить, что южно-американские индейцы являются прямыми потомками первых обитателей Берингии, который быстро достиг своей будущей родины, двигаясь вдоль тихоокеанского побережья. Это движение практически с первых шагов, сопровождалось увеличением населения. Но до прибытия европейцев в XVI веке привело к сокращению численности населения и разрушению коренного населения Южной Америки.

Колонизация Америки — один из самых интересных вопросов в истории человечества. Тем не менее, несмотря на многочисленные исследования в этой области, очень много в прошлом, древние индейцы не очень интуитивно. Так, в последнее время, потребовал уточнить время разделения их коренного населения с современными население Сибири. Также вопрос остался местоположение прародины индейцев Южной Америки.

Для решения этих вопросов ученые разных стран собрались, генетический материал древних кладбищ тихоокеанского побережья и горных районов Перу, Боливии и Севера Чили, от 500 до 8600 лет. В выборку включили образцы кладбищ инкского времени (XIV–XVI вв. н. э.), как и в предыдущих (V–X вв. н. э.) культуры Тиауанако и Уари. Кроме того, в исследование вошли 2 образец древней ДНК, в аргентинской пампы 7700 лет и 5 образцов 700 лет, Мексики. Общий размер выборки, собранной древних геномов был 92 образца, это очень много для исследования древней ДНК (fig. 2).

Рис. 2. Расположение кладбищ в Южной Америке и Мексике, из которых были взяты образцы ДНК. Данных ДНК из могильника Анцик в сша взяты из предыдущего исследования (M. Rasmussen et al., 2014. The genome of Late Pleistocene human from Clovis захоронения site in western hotel Montana). Рис. из материалов к обсуждаемой статье в Science Advances

Авторы изучали только митохондриальной ДНК, главным образом, потому, что древние, остатки, она выглядит лучше, чем остальной геном. Митохондриальная ДНК отражает историю только женского населения (т. к. наследуется по женской линии, и часто используется в исследованиях этого типа. Для анализа также использовали информацию с образцов ДНК митохондрий современных коренных народов Мексики, Южной Америки и Восточной Сибири.

Возраст разделения гаплогрупп митохондриальных и демографическую динамику колонизации Нового света рассказал построение байесовской сети. Метод байесовской сети, основывается в то же время и анализ набор вероятностей различных событий, каждое из которых, независимо от других, без которых не может произойти. Применение этого метода требует двух условий: происхождение всей совокупности и ее экспоненциальный рост, который только соответствует очевидной ситуации первоначального заселения Америки. Но использование этого подхода ограничено простого анализа демографических ситуаций. Таким образом, для реконструкции более сложных популяционных событий, которые показывают рост и спад населения, провели анализ с помощью алгоритма Последовательного SimCoal (см.: C. N. Anderson et al., 2004. Serial SimCoal: population genetics model for data from multiple populations and points in time). Этот метод позволяет моделировать различные сценарии демографических, выбирая более правоподобны для того чтобы.

Любой всесторонне исследование начинают с перечисления основных гаплогрупп — групп схожих гаплотипов, имеющих общего предка. Гаплогруппы имеют свою иерархию: большие ветви делятся на более мелкие. Эта иерархия отражает названия гаплогрупп, например, гаплогруппа D, и она имеет несколько ветвей, одна из которых D4. Вы D4, в свою очередь, имеет своих детей, в ветке, один из которых D4h и т. д.

То, что удалось узнать исследователям? Все выявленные митохондриальных варианты договоров гаплогруппам A2, B2, D1, C1b, C1c, C1d. Эти гаплогруппы, характерные для современных коренных народов Южной Америки (см.: A. Achili et al., 2008. The части of the four pan-American MtDNA haplogroups: implications for evolutionary and disease studies) и явно связаны с его происхождения с Берингией. Получается, что старая населения Южной Америки у нее было то же гаплогруппами, что современные индейцы американского континента. Единственным исключением была гаплогруппа D4h3a, так как для современных южной америки, индейцы. Несмотря на то, что большинство исследователей связывали D4h3a по датировкам и расположение с первыми жителями Южной Америки (например, см.: U. A. Perego et al., 2009. Отличительной Paleo-Indian migration routes from Beringia marked by two rare mtDNA haplogroups), она не была найти в образце древних жителей этого континента. Интересно также и то, что гаплотипы из лиц, изучены погребения неизвестных среди современного населения.

Уточнение возраста гаплогрупп, характерных для коренного населения Америки, показал, что все американцы субветви отделились от своих братьев и филиалы тех же гаплогрупп примерно в то же время: между и 24,9 18,4 тысячи лет назад. Первая, более древняя, дата в серии соответствует более позднему возможные расхождения между сибирскими и американскими ветвей гаплогрупп митохондриальных. Вторая, более поздняя, дата соответствует самому раннему времени формирования митохондриальных гаплогрупп, характерных для Нового мира. Интересно, что этот интервал времени соответствует максимальное оледенение в Берингии (fig. 3, В). Можно предположить, что с началом похолодания население западной Берингии отступали более в южной Азии, и население Восточной Берингии только что застрял в остальной части кустарничной тундры, где, в отличие от ледника, можно было жить и охотиться (fig. 3-B).

Рис. 3. Оценка времени разделения между коренными жителями Америки и Сибири: На пути отступления населения из Берингии в период последнего ледникового максимума, B — интервал времени (отмечен серым), в ходе которой произошло разделение американских митохондриальных гаплогрупп. Время дается на тысячи лет назад (ка). Изображения из обсуждения статьи в Science Advances

Привлечение в анализ древней ДНК из Южной Америки, подтвердили предположение, что миграция вдоль побережья Тихого океана, начал немного до перехода через межледниковые бегунов (см.: U. A. Perego et al., 2010. The initial peopling of the Americas: a growing number of founding mitochondrial genomes from Beringia; и Н. Дж. р. Р. et al., 2008. Mitochondrial population genomics supports a single pre-Clovis происхождения с coastal route for the peopling of the Americas). Это позволило часть беренгийского населения идти на юг быстрее, чем проникнуть на внутриконтинентальные районы (fig. 4). Благодаря этому, уже через полторы тысячи лет после начала миграции древние индейцы могли бы достичь южной оконечности Южной Америки, как об этом свидетельствует стоянка Монте-Верде на юге Чили. Представители береговой миграции, волны и были предками коренных народов Южной Америки. Таким образом, происхождение южная америка, индейцы, непосредственно вытекают из населения древней Берингии, и не любой средней группы, формируется уже в ходе движения за Новый мир.

Рис. 4. Полной реконструкции миграций носителей разных гаплогрупп митохондриальных, в Америке. Образец исходная место для всех американских вариантов расположен на крайнем северо-западе Америки. Расчетное время миграций, вы можете определить цвет стрелок с помощью колористической шкалы, которая дается в декларации тысячелетия (ка) (синие оттенки указывают, хронологически более близкие к нам события, а красные — более удаленных). Рисунок из статьи A. Achili et al., 2013. Reconciling migration models to the Americas with the variation of North American native mitogenomes

Графики, построенные на основе байесовской вероятности, указывают на сильный рост (60 раз) эффективный населения (см.: Эффективный размер популяции), в период между 16 и 13 тысяч лет назад (fig. 5). Быстрый демографический рост сопровождался появлением новых отраслей. Хотя авторы и не имели на этот счет специальное исследование, они выдвигают идею о том, что сын линии появились сразу же после заселения новых территорий, как результат взаимной изоляции между группами близких из-за появления географических или даже социальных барьеров.

Рис. 5. Байесовский графика, что отражает большее количество коренного населения Америки. Поскольку время резко ветвления основных гаплогрупп, произошло почти одновременно с резким ростом количества больных, в период между 16 и 13 тысяч лет назад. Изображения из обсуждения статьи в Science Advances

Первый этап колонизации Америки, играет важную роль в формировании современной генетики коренного южноамериканского населения. Тем не менее, отсутствие древних гаплотипов у современных популяций предполагает наличие некоторого дополнительного этапа депопуляции, в противном случае невозможно объяснить исчезновение этих вариантов в настоящее время. Чтобы решить эту проблему, исследователи дополнительно и имеет несколько сценариев демографических, что может объяснить сочетание демографического роста на начальных этапах колонизации и уменьшение числа на более позднее время. Большая часть возможных сценария был проигнорирован. Например, не была подтверждена гипотеза о сокращении населения при расширении инков, который сделал решительную политику переселения покоренных народов. Единственный подлинный сценарий объясняет исчезновение древних гаплотипов демографический коллапс южной америки, индейцы во время европейской колонизации.

Хотя результаты авторов не вызывают сомнения и хорошо дополняют данные предыдущих исследований, хотелось бы остановиться на некоторых моментах спорными, что авторы обсуждаемой статьи не уделили должного внимания.

Прежде всего, депопуляция коренного населения Южной Америки, возможно, была несколько преувеличена. Если Пампе или в Патагонии исчезновения индейцев действительно было так интенсивно, в Центральных Андах, этот процесс не был столь драматичным. По данным других исследований, расположение компонентов коренного населения Боливии исключительно преобладали над компонентами пришлого населения (см.: P. Toboada-Echalar et al., 2013. The genetic legacy of the pre-colonial period in contemporary Bolivians), и число двух крупнейших групп — аймара и кечуа превышает несколько миллионов человек. Таким образом, это удивительно, как такие большие группы населения, даже во время приступа сокращения числа могли исчезнуть отдельные генные варианты. Это можно было бы в малого населения Амазонии или Огненной земли, но не в плотнонаселенной области Анд.

Рис. 6. В целом распределение гаплогрупп D4h3a современные коренного населения. Образ в статье U. A. Perego et al., 2009. Отличительной Paleo-Indian migration routes from Beringia marked by two rare mtDNA haplogroups

Вторая вещь, достойна внимания, является отсутствие образцов из могильников южной америки гаплогрупп D4h3. Эту гаплогруппу убедительно связывают с первых волн миграции в Южную Америку, в силу нескольких причин:
1) его область распространения связан с тихоокеанским побережьем, т. е. накладывается на прибрежной зоне маршрута, через который сюда прибыли первые предки индейцев южной америки (fig. 6),
2) сын приходов имеют очень древний возраст, в Южной Америке (см.: U. A. Perego et al., 2009. Отличительной Paleo-Indian migration routes from Beringia marked by two rare mtDNA haplogroups),
3) она была обнаружена в более древнем могильнике 10 000 лет назад в пещере On Your Knees, архипелаг Александра, который находится недалеко от Аляски (см.: B. M. Kemp et al., 2007. Genetic analysis of early holocene skeletal remains from Alaska and its implications for the settlement of the Americas), т. е. недалеко от отправной точки движения индейцев южной америки.
Все это согласуется со схемой колонизации Южной Америки, который рассматривается в статье. Таким образом, отсутствие гаплогрупп D4h3 проанализированы в могильниках очень странно.

Но, если эти спорные моменты, можно оставить для решения будущих исследователей, то, подводя итоги обсуждения работы, следует сказать, что авторы уточнил много спорных вопросов, связанных с колонизацией Америки. Убедительно доказано, расположение прародины всех коренных американцев в Восточной Берингии в период последнего ледникового максимума. Его разделения древних популяций Сибири произошло в межледниковом убежище на западе Аляски. Происхождение большей части южной америки, индейцы, по крайней мере, в западной части континента, исключительно связанных с первыми обитателями Берингии. Предки индейцев южной америки, вероятно, были первой группой коренного населения Америки, которые оставили аляски убежище, как только это стало возможным. Выход берингийской прародины почти сразу же сопровождается сильным ростом населения. Европейской колонизации привел эпизод демографический спад населения, несмотря на свой масштаб, в случае горных районов Анд требуют уточнения. Вместе, эти результаты дали бесценную информацию о прошлом коренных народов Америки.

Источник: Бастьен Llamas, Ларс Fehren-Шмитц, Гвидо Вальверде, Жюльен, Soubrier, Swapan Малик Сказал, Nadin Rohland, Сюзанна Nordenfelt, Кристина Valdiosera, Стивен Ричардс, Адам Rohrlach, Мария Inés Баррето Ромеро, Изабель Флорес Эспиноза, Эльза Tomasto Cagigao, Лусия Уотсон Хименес, Krzysztof Makowski, Ilán Сантьяго Leboreiro Reyna, Жозефина Mansilla Лори, Хулио Алехандро Ballivián Torrez, Марио A. Rivera, Ричард Л. Burger, Марию Констанцу Ceruti, Johan Reinhard, Р Спенсер Уэллс, Густаво Politis, Калоджеро M. Санторо, Вивьен G. Standen, Колин Смит, Дэвид Райх, Саймон Y. W. Ho, Алан Купер, Wolfgang Haak. Ancient mitochondrial DNA provides high-resolution time scale of the peopling of the Americas // Science Advances. 2016. Vol. 2. DOI: 10.1126/sciadv.1501385.

Андрей Коньков

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.

Translate »