Atalarımızın Y Kromozomu, Neandertaller'in Y Kromozomunun Yerini Aldı!

Science dergisinde yayınlanan bir araştırmaya göre, Neandertaller'in Y kromozomu, modern insanın Y kromozomuna, Avrasya'da Neandertaller ile aynı dönemde yaşayan bir başka arkaik hominin olan Denisovalılar'dan daha çok benziyordu!^[1]

Bu, çekirdek genomunun diğer kromozomlar üzerinden yapılan analizleriyle tezat oluşturuyor: Yaygın genom analizlerine göre Neandertaller ve Denisovalılar, modern insanların atalarından ayrılmış bir soydaki kardeş gruplardır. Araştırmacıların analizi, Denisovalılardan elde edilen en eski Y kromozomu verileriyle, Neandertaller'e ait ilk geniş kapsamlı Y kromozom verilerine dayanıyor. Buna göre, daha eski Neandertaller'in Denisovan-benzeri bir Y kromozomuna sahip olduğu; ancak 370.000-100.000 yıl kadar önce Neandertaller'in modern insanlarla melezleşmesiyle kromozomlarının, modern insanların Y kromozomları ile yer değiştirdiğini gösteriyor. Araştırmaya katılmasa da makale hakkında yorum yazmış olan, Aarhus Üniversitesi’nde evrimsel biyolog olan Mikkel Heide Schierup şöyle diyor:^[2]

Bu gerçekten de harika bir sürpriz! diyor. Neandertal genomunun geri kalanının sadece yüzde birkaçının modern insan DNA'sından oluştuğu görülüyor. Bu çalışma, Avrasya'nın dört bir yanına yayılan ve on binlerce yıl arayla tarihlenen yerlerde ortaya çıkarılan üç farklı Neandertal bireyinin hepsinin, modern insanlarınkine benzer Y kromozomları taşıdığını buldu. Bu, Y kromozomunun Neandertal popülasyonunda yaygın bir şekilde yer değiştirdiğini gösteriyor. Oldukça dramatik bir olay.

Son yıllarda, bir dizi geniş kapsamlı Neandertal ve Denisovan genomu yayınlandı; ancak bunlar dişi oldukları için, arkaik homininlerin Y kromozomları hakkında çok az dizge verisi vardı.^[3] Y kromozomu yapısını daha iyi anlamak için, Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü'nden hesaplamalı biyolog Janet Kelso ve meslektaşları, yıllar içinde bulunan arkaik erkek homininlerden örnekleri derinlemesine inceledi.

The Scientist

Araştırmacılar, tümü 53.000 yıldan kısa bir süre öncesine dayanan üç yeni Neandertal kalıntısı ve iki eski Denisovan örneğinden, hominin DNA'sını zenginleştirmek için çeşitli teknikler kullandılar. Kelso'nun doktora öğrencisi Martin Petr, özellikle Y kromozom dizilerini bulup çıkarmak için sondalar tasarladı. Daha sonra araştırmacılar, her arkaik bireyin Y kromozomu için dizge verisinin yaklaşık 7 milyon baz çiftini derledi ve sekansları Afrika kökenli ve Afrika kökenli olmayan modern insanlardan gelenlerle karşılaştırdı. Petr şöyle diyor:

Ortaya çıkan en çarpıcı şey, üç Neandertal Y kromozomunun da, Denisovan Y kromozomlarından çok modern insan Y kromozomları ile daha çok benzemesi oldu.

Araştırmacıların beklediği şey bu olmasa da, bu modeli ilk kez görmediklerini belirtiyor; Neandertallerin mitokondriyal genomu, kardeş gruplarından çok, modern insanların mitokondriyal dizilimlerine benziyor.

Almanya’da Tübingen Üniversitesi’nde paleogenetikçi olan Cosimo Posth, tek soydan gelen her iki işaretleyicinin, yani hem Y kromozomunun hem de mitokondriyal DNA’nın aynı hikayeyi göstermesinin dikkate değer olduğunu söylüyor. O ve meslektaşları, 2017 yılında çok eski bir Neandertal grubundan gelen materyalleri analiz ederek mitokondriyal DNA'larının (mtDNA) Denisovan mitokondriyal genomuna daha benzer olduğunu ortaya çıkarmışlardı.^[4]

Bu bulgu, Petr'in mtDNA benzerliği kalıpları için "şu anda en yaygın olarak kabul edilen model" olduğunu söylediği şeye yol açtı: Neandertaller başlangıçta Denisovan benzeri bir mitokondriyal genom taşıyordu; fakat bu, Afrika'dan ayrılan ve Neandertallerle melezleştikleri Avrasya'ya göç eden eski bir modern insan soyundan gelen mtDNA ile değişti.

The Scientist

Petr, Kelso ve meslektaşları Y kromozomunun paralel bir kader izlediğinden şüpheleniyor.

Aynı zamanda gerçekleşmiş olabileceğinin son derece olası olduğunu düşünüyorum. Bir üreme olayı yoluyla olmasa da, zamanın bir döneminde...

Çalışmaya dahil olmayan, San Francisco'daki California Üniversitesi'nde evrimsel bir genetikçi olan Tony Capra da aynı fikirde:

Bence bu, yer değiştirme hipotezini kesinlikle destekliyor. Bu şekilde Denisovanların, hem mitokondri hem de Y kromozomu için modern insanların ve Neandertallerin dış grubu olmasıyla aynı modeli görüyoruz.

Araştırmacılar, hem mitokondriyal genomun hem de Y kromozomunun Neandertal popülasyonuna tesadüfen yayılmasının pek olası olmadığını düşünüyor. Daha olası olan, modern insan DNA'sının onu taşıyan Neandertallere seçici bir avantaj sağlamış olması. Schierup, The Scientist dergisine şöyle konuştu:

Seçici faktörün ne olduğunu bilmiyoruz ama bir faktöre ihtiyaç var gibi görünüyor; çünkü modern Y kromozomunun yaklaşık 50.000 yıl önce yayıldığını düşünürsek, bu en fazla birkaç yüz bin yıl önce gerçekleştiği tahmin edilen bir kromozomun bir popülasyonda modern insanlarla melezleşerek yayıldığını görmek için nispeten kısa bir zaman.

Posth ise şöyle diyor:

Yine de değişimin tam olarak ne zaman başladığını bu noktada tespit etmek imkansızdır.

The Scientist

Martin Petr, modern insanların Y kromozomunun geri melezlemenin (introgresyon) ardından Y’nin yayılmasını destekleyecek küçük uygunluk avantajlarını bile gösteren birçok simülasyon oluşturdu. Petr, Neandertaller'in çok küçük popülasyonlar halinde uzun dönemler yaşadıklarını, bunun ise zararlı mutasyonları ayıklama konusunda doğal seçilimi daha az etkili hale getirdiğini açıkladı. Y kromozomunun yeniden birleşememe özelliğiyle birlikte, Neandertal Y kromozomunun modern insan kromozomunda olmayan zararlı mutasyonlar biriktirmiş olması mümkündür.

Petr, Kelso ve diğerleri, daha yaşlı Neandertal bireylerinden alınan Y kromozom dizilim verilerinin, modern insan türü ile değiştirilmeden önce esas Y kromozomunu taşıyıp taşımadıklarını ortaya çıkaracağını umduklarını söylüyorlar. Kelso:

Yeterince iyi Y kromozomumuz varsa, zararlı mutasyonları bile karşılaştırabiliriz ve daha eski Neandertal Y kromozomunun gerçekten de daha fazla mutasyona sahip olup olmadığına bakabiliriz.

Capra ise şöyle diyor:

Bu sonuçla ilgili gerçekten sevdiğim şey de bu. Daha eski Neandertallerin Y kromozomlarının nasıl görünmesi gerektiği konusunda çok spesifik bir tahminde bulunuyor. Neandertallerin ve modern insanların Y kromozomları ile Denisovan Y kromozomu arasındaki genetik farklılıklara bakarak, sahip olduğumuz Y kromozom dizilerinin daha işlevsel analizlerini görmek istiyorum. Y kromozomlarındaki bu varyantların ne işe yaradığını gerçekten merak ediyorum.

Posth, yeni bulguların hominin tarihinin dinamik doğasını vurguladığını söylüyor:

Kıtaları izole varlıklar olarak düşünmeyi bırakmalıyız. Zaman içinde Afrika ve Avrasya arasında çok sayıda temas oldu ve bu, Neandertallerin ve modern insanların genomunda saptanabilir bir iz bırakıyor.