از نئاندرتال‌ها تا کنون:

ردیابی تکامل چرخه‌های خواب انسان

تکامل از انسان‌های باستانی تا انسان‌های امروزی

کد خبر: ۶۷۳۲۹۳

تاریخ: ۱۰ دی ۱۴۰۲ - ۱۵:۴۹

به گزارش ایران اکونومیست؛ در مطالعه‌ای که اخیراً در مجله Genome Biology and Evolution منتشر شده است، محققان تفاوت‌های زیست‌شناسی شبانه‌روزی را بین اجداد انسان‌های مدرن و انسان‌های باستانی مانند دنیسووان‌ها و نئاندرتال‌ها و سهم نفوذ باستانی در کرونوتیپ‌های انسانی با استفاده از ژنوم برای ردیابی کرونوتیپ بررسی کردند. تکامل از انسان‌های باستانی تا انسان‌های امروزی...

Background

اعتقاد بر این است که انسان مدرن 300 هزار سال پیش در آفریقا تکامل یافته است، جایی که عوامل محیطی نقش برجسته ای در شکل دادن به زیست شناسی آنها داشته است. با این حال، زمانی که اجداد انسان‌های اوراسیا مدرن حدود 70 هزار سال پیش از آفریقا مهاجرت کردند، در معرض محیط‌های متنوع و تغییرات فصلی در دوره‌های نوری و دما قرار گرفتند.

مطالعات انجام شده بر روی حیواناتی مانند ماهی قزل آلا شینوک (Oncorhynchus tshawytscha) و مگس میوه (Drosophila melanogaster) نشان داده است که تغییرات در سطوح و الگوهای قرار گرفتن در معرض نور بر زیست شناسی و رفتار موجودات، از جمله چندشکلی و تغییرات در فراوانی های آللی تأثیر می گذارد. ژن های درگیر در سیستم شبانه روزی با این حال، در حالی که تکامل و انطباق سیستم شبانه روزی در پاسخ به محیط های مختلف به طور گسترده در گیاهان، ماهی ها و حشرات مورد مطالعه قرار گرفته است، چنین مطالعاتی در بین انسان ها کم است.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان نقش درون‌گرایی باستانی را در تغییرات زیست‌شناسی شبانه‌روزی انسان با استفاده از رویکرد ژنومی مقایسه‌ای برای شناسایی این تفاوت‌ها بین انسان‌های مدرن از نظر آناتومی و انسان‌های باستانی بررسی کردند. مطالعات قبلی نشان داده است که عرض جغرافیایی یک منطقه با کرونوتیپ یک فرد، که تمایل آنها به خوابیدن در یک زمان خاص از روز، مانند صبح یا عصر است، مرتبط است.

علاوه بر این، ناهماهنگی کرونوتیپ با بیماری‌های مختلفی مانند چاقی و سرطان مرتبط است، در حالی که کرونوتیپ عصر با اختلالات خلقی مانند افسردگی، اختلال عاطفی فصلی و بدتر شدن دوره‌های دوقطبی مرتبط است. بنابراین، محققان این فرضیه را مطرح کردند که عوامل محیطی و جغرافیایی متفاوتی که انسان‌های مدرن هنگام مهاجرت از آفریقا به عرض‌های جغرافیایی بالاتر با آن‌ها مواجه می‌شوند، می‌تواند باعث ایجاد ناهماهنگی بالقوه در کرونوتیپ‌ها شود.

علاوه بر این، آمیختگی بین اجداد انسان های مدرن و انسان های باستانی مانند دنیسووان ها و نئاندرتال ها منجر به ورود تنوع باستانی به ژنوم انسان های امروزی شد. در حالی که بخش بزرگی از این ژن‌های درون‌گرا در معرض انتخاب منفی قرار داشتند، به نظر می‌رسد برخی از این آلل‌ها سازگار شده و حفظ شده‌اند و به ویژگی‌هایی مانند مقاومت در برابر عوامل بیماری‌زا، سطح هموگلوبین در تبتی‌هایی که در ارتفاعات بالا زندگی می‌کنند و سطوح رنگدانه‌های پوست کمک می‌کنند.

مطالعه‌ای با استفاده از داده‌های Biobank بریتانیا (بریتانیا) همچنین نشان داد که آلل‌های باستانی درون‌گرا با الگوهای خواب گزارش‌شده توسط شرکت‌کنندگان مرتبط است و به وراثت‌پذیری کرونوتیپ کمک می‌کند. محققان با استفاده از ژنوم چندین انسان باستانی، این گونه ها را از نظر عواملی مانند تأثیر بر پیوند، پروتئین ها و تنظیم کل 246 ژن مرتبط با زیست شناسی شبانه روزی ارزیابی کردند.

علاوه بر این، بر اساس مناطق غنی‌شده ژن‌های تنظیم‌کننده شبانه‌روزی، آن‌ها تفاوت‌ها را در تنظیم ژن‌های شبانه‌روزی بین هومینین‌های باستانی و انسان‌های مدرن از نظر آناتومی بررسی کردند که می‌تواند ناشی از تغییراتی باشد که مختص دودمان منفرد نیست.

نتایج

نتایج، شناسایی 28 ژن درگیر در سیستم شبانه روزی را گزارش کردند که دارای انواعی بودند که می توانستند پیوند ژن ها را در هومینین های باستانی تغییر دهند. محققان همچنین 16 ژن را در سیستم شبانه روزی شناسایی کردند که می‌توانستند بین انسان‌های باستانی و انسان‌های مدرن به‌طور متفاوتی تنظیم شوند، که نشان‌دهنده نفوذ احتمالی ژن‌های باستانی است که بیان ژن‌های شبانه‌روزی را تغییر می‌دهند.

محققان همچنین دریافتند که بیان مکان‌های صفت کمی ژن‌های سیستم شبانه‌روزی نشان‌دهنده غنی‌سازی انواع یا آلل‌های درون‌گرمی است که با کرونوتیپ مرتبط هستند. از میان این گونه‌های درون‌گرا، آنهایی که قوی‌ترین تأثیر را بر کرونوتایپ داشتند، افزایش کرونوتیپ صبحگاهی را نشان دادند، که در گونه‌های دیگر، با سازگاری با عرض جغرافیایی بالا مرتبط بود. علاوه بر این، درون‌رفتگی تطبیقی، و همچنین خطوط عرضی در فراوانی آلل‌های درون‌گرا، در چندین مکان مرتبط با سیستم شبانه‌روزی مشاهده شد.

نتیجه گیری

به طور کلی، یافته‌ها نشان داد که ژن‌های دخیل در تنظیم ریتم‌های شبانه‌روزی از نظر عملکردی به طور قابل‌توجهی در بین جمعیت‌های هومینین تفاوت دارند. علاوه بر این، تنوع در فنوتیپ‌های شبانه‌روزی انسان‌های امروزی نشان‌دهنده مزیت تطبیقی آلل‌های باستانی درون‌گرا است.