Гены охотников-собирателей улучшили иммунитет неолитических земледельцев

Генетики проанализировали ДНК 667 древних людей, живших в Европе и Малой Азии, и обнаружили в геномах европейского неолитического населения непропорционально большой вклад генов местных мезолитических охотников-собирателей в главный комплекс гистосовместимости. По мнению ученых, это может объясняться тем, что аллели охотников-собирателей уже были приспособлены к борьбе с местными патогенами. Или же это следствие отрицательного частотно-зависимого отбора. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Не позднее X тысячелетия до нашей эры начался один из поворотных моментов в истории человечества – неолитизация, то есть переход от присваивающего хозяйства (охота, собирательство и рыболовство) к производящему (земледелие и животноводство). На Ближнем Востоке этот процесс связан с регионом, получившим название Плодородный Полумесяц, откуда впоследствии сельское хозяйство распространилось в Северную Африку, Европу и другие уголки Евразии.

В Европу сельское хозяйство принесли выходцы из Анатолии, что подтверждают многочисленные палеогенетические исследования. Неолитизация Балканского полуострова началась около 9000 лет назад, а на большей части континента она завершилась около пяти тысяч лет назад.

Недавние исследования показали, что переход от охоты и собирательства к производящему хозяйству, возможно, сопровождался изменениями в иммунной системе. Ученые связывали это с тем, что земледельцы образовывали более крупные группы, внутри которых инфекциям легче распространяться. Кроме того, они должны были столкнуться с новыми патогенами, переносчиками которых были их домашние животные.

Группа ученых из Великобритании и США во главе со шведским генетиком Понтусом Скоглундом (Pontus Skoglund) из Института биомедицинских исследований Фрэнсиса Крика изучила геномы 667 древних людей, живших в Европе и Анатолии не ранее 15 тысяч лет назад. Выборка включала 125 мезолитических и верхнепалеолитических охотников-собирателей, 55 ранненеолитических земледельцев из Анатолии и с Балканского полуострова, у которых отсутствуют гены охотников-собирателей, а также неолитических жителей Европы со смешанным происхождением (с 20–30-процентной примесью от охотников-собирателей).

Исследователи обнаружили, что в смешанной популяции шел быстрый отбор на вариант гена SLC24A5, который в Европу принесли неолитические земледельцы из Анатолии. Дело в том, что этот полиморфизм, ассоциированный со светлым цветом кожи, фактически отсутствовал (менее одного процента) у центрально- и западноевропейских охотников-собирателей финального этапа верхнего палеолита и мезолита. Еще один полиморфизм (в гене SLC45A2), также связанный со светлой кожей, распространится в Европе уже после миграции из Понтийско-Каспийской степи скотоводов бронзового века.

Напротив, ученые обнаружили неожиданно большое количество генов мезолитических охотников-собирателей в главном комплексе гистосовместимости – большой области генома, играющей важную роль в иммунной системе и развитии иммунитета. Это свидетельствует о сценарии адаптивной интрогрессии, когда популяция пришлых земледельцев получила от местных охотников-собирателей аллели, которые улучшили их приспособленность к новой окружающей среде.

По мнению ученых, этот сценарий можно объяснить двумя способами. Согласно первому, неолитические земледельцы расселялись по Европе, где циркулировали патогены, к которым популяция местных охотников-собирателей уже приспособилась. Это противоречит гипотезе, что патогенная нагрузка в неолитических обществах возросла исключительно из-за более высокой плотности населения и более тесных контактов с выращиваемыми животными – переносчиками возбудителей зоонозных инфекций.

Согласно другому сценарию, эта адаптация стала результатом отрицательного частотно-зависимого отбора, при котором приспособленность фенотипа падает, когда он становится более распространенным. Дело в том, что патогены постепенно адаптируются к распространенным в популяции аллелям, отвечающим за иммунный ответ. По этой причине редкие варианты генов главного комплекса гистосовместимости могут становиться выгодными для их носителей.

Недавно на N + 1 рассказывали, как на современных людей влияет денисовское наследство. Генетики обнаружили в иммунных клетках папуасов следы работы денисовской ДНК. Архаичные участки генома сами не кодировали информацию, но влияли на экспрессию генов. В то же время осталось непонятно, ослабляет это иммунитет или усиливает.