Неандертальцы передали современным людям ген, который помогает наращивать больше мышечной массы

Новые находки в пещере Учагизли II на юге Турции показали, что неандертальцы и Homo sapiens могли не только проживать в одном регионе, но и пользоваться схожими орудиями труда, охотиться на одних и тех же животных и собирать те же ракушки для украшений. Генетические исследования при этом показывают, что эти контакты оставили заметный след в современных людях. Неандертальцы передали Homo sapiens вариант гена рецептора гормона роста, который усиливает реакцию клеток на этот гормон и может увеличивать мышечную массу примерно на 270 граммов на каждую унаследованную копию. Почти все неандертальцы обладали этим вариантом, тогда как сегодня он встречается примерно у 10% людей и особенно распространен среди населения Южной и Юго-Восточной Азии. Об этом сообщило издание Live Science.

Десятки тысяч лет назад неандертальцы скрещивались с Homo sapiens и передали современным людям генетический вариант, который влияет на способность организма наращивать мышечную массу. Речь идет об особой версии гена рецептора гормона роста.

Исследователи установили, что неандертальский вариант заставляет клетки сильнее реагировать на гормон роста. От обычной версии рецептора, распространенной среди большинства современных людей, он отличается двумя аминокислотными заменами и одной делецией. Ученые считают, что этот вариант попал в генофонд Homo sapiens в результате скрещивания с неандертальцами примерно 47 тысяч лет назад.

«Наиболее заметной характеристикой, вероятно, будет увеличение мышечной массы — около 270 граммов на копию этого варианта. Человек, унаследовавший две копии — по одной от каждого из родителей, может иметь более полукилограмма дополнительной мышечной массы», — объяснил соавтор исследования, генетик Каролинского института в Швеции Гуго Зеберг.

Этот генетический вариант присутствовал почти у всех исследованных неандертальцев, однако среди современных людей он встречается примерно у каждого десятого. Распределение варианта существенно различается между популяциями. Среди людей европейского происхождения он встречается примерно в 1% случаев.

В то же время среди людей из Южной и Юго-Восточной Азии его доля может достигать 25%. У людей африканского происхождения этот вариант, по-видимому, практически отсутствует. Такую разницу исследователи связывают с тем, что основные контакты и скрещивания Homo sapiens с неандертальцами происходили в Евразии после выхода современных людей из Африки.

В рамках нового исследования учёные проанализировали десять образцов ДНК неандертальцев и два образца ДНК денисовцев. Материалы были получены из археологических памятников Европы, Балкан, Сибири и других районов Азии. Денисовцы были близкими родственниками неандертальцев. После анализа древней ДНК ученые сравнили результаты с информацией из современных биобанков.

В целом они использовали данные более 1,1 млн современных человеческих геномов вместе с соответствующей информацией о физических характеристиках их носителей. Это позволило оценить реальное влияние древнего варианта гена.

После этого исследователи модифицировали клетки в лаборатории. Часть из них экспрессировала обычный вариант гена рецептора гормона роста, другая — неандертальский. Когда клетки подвергли воздействию гормона роста, носители неандертальского варианта размножались примерно на 40 % активнее. Это стало одним из ключевых доказательств усиленной реакции рецептора.

В то же время наличие такого гена не означает, что у человека обязательно будет заметно более массивное телосложение. Часть различий оказалась гораздо менее заметной. В частности, у носителей этого варианта после воздействия гормона роста наблюдается более высокий уровень одного из ключевых сигнальных белков. Также исследователи обнаружили другие небольшие анатомические особенности.

У людей с этим генетическим вариантом могут быть немного более короткие корни зубов и незначительные различия в форме челюсти. Подобные черты характерны и для неандертальцев, исчезнувших примерно 40 тысяч лет назад. Неандертальцы в целом имели более крепкое и массивное телосложение, чем современные люди. Однако Зеберг подчеркивает, что усиленная реакция на гормон роста сама по себе не может объяснить особенности их телосложения.

По его словам, крепкое телосложение неандертальцев почти наверняка формировалось под влиянием многих генов. Важную роль также играли развитие организма, образ жизни и условия окружающей среды. Обнаруженный генетический вариант, таким образом, является лишь одним из компонентов гораздо более сложной эволюционной картины.

Отдельно учёные обратили внимание на влияние гормона роста до рождения. Плацента вырабатывает особую форму этого гормона, которая отличается от той, что синтезируется гипофизом. Неандертальский вариант рецептора, по-видимому, не демонстрирует усиленной реакции на плацентарный гормон роста. Это может объяснять, почему новорожденные неандертальцев при рождении были примерно такого же размера, как дети Homo sapiens.

Разница, вероятно, начинала проявляться уже после рождения. Дети неандертальцев могли расти быстрее на последующих этапах развития. Среди современных людей исследователи также не обнаружили заметного эффекта этого варианта у детей в возрасте до 11 лет. Различия наблюдались только у более старших участников.

«Гормон роста также особенно важен во время полового созревания, когда его уровень значительно возрастает. Поэтому влияние этого варианта, вероятно, будет особенно значимым во время полового созревания и дальнейшего развития, а не до рождения», — отметил Зеберг.

Палеоантрополог Университета Чили в Сантьяго Корнелиус Купчик, не участвовавший в исследовании, обратил внимание на необычно высокую распространенность неандертальского варианта среди населения Южной и Юго-Восточной Азии.

Среди европейцев этот показатель значительно ниже. Такое распределение может свидетельствовать о том, что ранние миграции и смешение древних человеческих популяций были более сложными, чем считалось ранее. По словам Купчика, причины такого географического распределения генетического наследия неандертальцев ещё предстоит выяснить.

Напомним, что часть ученых считает: неандертальцы могли не исчезнуть полностью, а постепенно генетически раствориться среди Homo sapiens. Новая математическая модель показала, что такая абсорбция могла длиться от 10 до 30 тысяч лет. Современные люди неафриканского происхождения до сих пор имеют от 1% до 4% неандертальской ДНК. Авторы модели Андреа Амадей, Джулия Лин и Симоне Фатторини считают, что она хорошо согласуется с данными о постепенном, а не внезапном исчезновении неандертальцев в Европе.