تاریخ انتشار : ۱۴۰۲/۰۶/۱۲ ساعت ۱۸:۰۹
کد مطلب : ۴۲۶۰۱۰
کشف ترسناک دانشمندان درباره اجداد انسان
گروه علمی: تحقیقات جدید از انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان خبر می‌دهد و براساس آن انسان‌ها ممکن است میلیون‌ها سال پیش تا مرز نابودی رانده شده باشند.مسیرهای دقیق تکامل بشر هنوز نامشخص است، اما یک مقاله جدید راه‌های پیموده نشده‌ای را برای محققان باز می‌کند. براساس این کشف جدید، به نظر می‌رسد اجداد انسان پس از کاهش جمعیت باستانی تا مرز انقراض رانده شدند.
شواهد نشان می‌دهد که انسان مدرن در ۲۰۰ هزار سال گذشته تکامل یافته و از حدود ۶۰ هزار سال پیش در آفریقا گسترش یافته است. اما قبل از آن وقایعی رخ داده که سبب حیرت محققان شده است.ما هنوز در مورد اینکه کدام جمعیت اجدادی ممکن است باعث پیدایش اصل و نسب ما شده باشد مطمئن نیستیم و در مورد آن بحث می‌کنیم. حدود ۶۰۰ هزار سال پیش، این دودمان از نئاندرتال‌ها و دنیسوواها جدا شد و هر دوی این دودمان بعد از ترک آفریقا با انسان‌های امروزی آمیخته شدند.
ما از یک انقراض بزرگ جان سالم به در برده‌ایم!
مطالعه جدید استدلال می‌کند که یک رویداد پیچیده دیگر در گذشته بشریت وجود داشته است؛ یک دوره که سبب انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان شده و جمعیت بشر را تا مرز نابودی برده است.انسان‌های اولیه ۹۹۳ هزار سال پیش با تنگنای عجیبی مواجه شدند که به دلیل آغاز نوعی عصر یخبندان در زمین بود. با کاهش جمعیت به ۱۲۸۰ نفر، جامعه‌ی بشری در آن زمان با تهدیدی بزرگ مواجه گشت و همین موضوع سبب انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان شد. افراد باقی‌مانده به مدت ۱۱۷ هزار سال نژاد بشر را استمرار دادند.
تخمین زده می‌شود که در آن دوره نئاندرتال‌ها و دنیسوواها کنار هم می‌زیسته‌اند. دلیل اصلی انقراض انسان را می‌توان با تغییرات آب و هوایی، خشکسالی طولانی مدت و کاهش دمای سطح دریا مرتبط دانست.محقق ارشد این مطالعه که یی هسوان پان نام دارد گفت:یافته‌های جدید مسیری نوین را برای کشف حقایق در مورد تکامل انسان نشان می‌دهد. به‌علاوه سبب تشکیل سوالاتی جدید در ذهن می‌شود؛ سوالاتی همچون: این افراد کجا زندگی می‌کردند؟ چگونه توانستند بر تغییرات آب و هوایی فاجعه‌بار غلبه کنند؟ آیا قرار گرفتن در این تنگنا بر سرعت تکامل انسان تاثیر داشت؟ این سوالات نیازمند پاسخی منطقی هستند.با این حال، این کشف مبتنی بر یک رویکرد کاملاً جدید برای تجزیه و تحلیل ژنوم‌های مدرن است، بنابراین اعتبار‌سنجی آن می‌تواند دشوار باشد.
محققان چگونه به این نتیجه دست یافتند؟
به‌منظور درک چگونگی کار محققان برای کشف احتمال انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان در ۹۳۰ هزار سال پیش، بیایید نگاهی به چند واقعیت ژنتیکی بیندازیم. اگر جمعیتی کوچک و هم‌خون نباشد، تنوع ژنتیکی بین افراد آن به وجود خواهد آمد و در این جمعیت مجموعه‌ای از تفاوت‌ها دیده خواهد شد. این تفاوت‌ها زمانی ردیابی می‌شوند که آزمایش‌ها اجداد احتمالی شما را مشخص می‌کنند.
برخی از تفاوت‌های ژنتیکی اخیراً به وجود آمده‌اند، در حالی که برخی دیگر حتی پیش‌از وجود انسان‌های مدرن در دودمان ما بوده‌اند. این تفاوت‌ها اساس کار تحقیق جدید را تشکیل می‌دهند که ژنوم‌های چندگانه انسان را بر اساس چندین اصل کاملاً ثابت تجزیه و تحلیل می‌کند.
اولین مورد این است که با توجه به ژنوم‌های کافی، می‌توان وضعیت اجدادی کروموزوم‌ها را مشخص کرد. برای مثال، تغییری که فقط در مجموعه‌ای از افراد نزدیک به هم وجود دارد، احتمالاً در اجداد مشترک آنها پدید آمده است. این بدان معناست که وضعیت اجدادی کروموزوم فاقد تنوع است.از آنجایی که ما از سرعت جهش‌های جدید در انسان امروزی آگاه هستیم، می‌توانیم از این تفاوت‌ها برای ایجاد یک ساعت مولکولی استفاده کنیم. به عبارت دیگر، ما می‌توانیم تعداد جهش‌ها را بین وضعیت فعلی و اجدادی در نظر بگیریم، آن را با سرعت وقوع جهش مقایسه کنیم و تخمین بزنیم که آخرین بار آن حالت اجدادی در جمعیت چه زمانی وجود داشته است.
تعداد تغییرات موجود در یک جمعیت به اندازه جمعیت مرتبط است. جمعیت‌های کوچکتر تمایل به همخونی دارند؛ زیرا اجتناب از جفت‌گیری با خویشاوندان دشوار شده و این موضوع منجر به از بین رفتن تنوع ژنتیکی می‌شود. علاوه‌براین، کروموزوم‌های کمتری در جمعیت‌های کوچک وجود دارد که پتانسیل تنوع را محدود می‌کند.عکس این موضوع نیز درست است؛ زیرا جمعیت‌های بزرگ می‌توانند از تنوع بیشتری حمایت کنند. با کنار هم گذاشتن این یافته‌ها، یک طرح کلی از کارهایی که محققین برای به دست آوردن این نتیجه‌گیری انجام داده‌اند خواهید داشت.
محققان تغییرات موجود در ژنوم‌های امروزی را انتخاب کردند و از آنها برای تعیین وجود حالت‌های اجدادی مختلف و زمان احتمال وجود آنها استفاده کردند. با تشخیص اینکه در یک زمان معین چند ایالت مختلف اجدادی وجود داشته‌اند، محققان می‌توانند اندازه جمعیت را نیز تخمین بزنند.
آیا می‌توان با اطمینان از انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان سخن گفت؟
این مطالعه جدید در 31 آگوست در مجله Science منتشر شد و غرق شدن در آن درک ما را از تاریخ اولیه بشر تغییر می‌دهد. اما باید گفت اصل این مطالعه براساس احتمالات است و نتایج برای هر بیت کروموزوم فردی شانس نسبتاً بالایی برای اشتباه بودن دارد.محققان برای رسیدن به این نتیجه، از یک تکنیک پیشرفته به نام FitCoal و توالی‌های ژنومی انسان‌های مدرن استفاده کردند. حال سوال اصلی این است که الگوریتم ابداع شده توسط محققان این مطالعه تا چه حد می‌تواند از خطاهای موجود جلوگیری کند.
دانشمندان دانشگاه East China Normal برای دستیابی به نتایج این مطالعه مدلی را ایجاد کردند که قابلیت مطالعه دودمان ژنی مدرن را دارد و می‌تواند از اطلاعات به دست آمده برای تخمین اندازه جمعیت استفاده کند.
الگوریتم‌های مختلفی از جمله FitCoal (فرایند ادغام سریع بینهایت کوچک) برای کار روی اطلاعات طراحی شده است. FitCoal تخمین‌هایی برای اندازه جمعیت تولید کرد که در بیشتر موارد تشخیص آن از جمعیت مدل دشوار بود.اکثر الگوریتم‌های دیگر نتایجی مشابه FitCoal را تولید کردند، اگرچه محدوده خطای آنها به طور قابل توجهی بزرگتر بود. دقت الگوریتم بحث‌برانگیزترین جنبه این کار است و اگر خطایی را در کد تشخیص دهد، احتمالاً باید به مقایسه با سایر مدل‌ها اعتماد کنیم.
این نوع الگوریتم از نظر محاسباتی بسیار گران است. افزودن ژنوم‌های بیشتر به تجزیه و تحلیل نیز می‌تواند تا حدی شفافیت را ارائه دهد، زیرا نتایج با داده‌های بیشتر دقیق‌تر می‌شوند. اما ژنوم‌های اضافی چالش محاسباتی را بدتر می‌کند.
دانشمندان پس از ایجاد این الگوریتم، DNA حدود 3000 انسان مدرن را از هر دو جمعیت آفریقایی و غیر آفریقایی تجزیه و تحلیل کردند. جمعیت‌های غیر آفریقایی افراد نسبتاً ثابتی را نشان می‌دهند که با مهاجرت اجدادشان به خارج از آفریقا، رشد شدیدی را به دنبال داشتند. اما جمعیت آفریقایی کاهش عظیمی را در اندازه جمعیت نشان دادند که از حدود 930 هزار سال پیش شروع شد و تا بیش از 100 هزار سال ادامه داشت.
در طول این مدت، اندازه موثر جمعیت (افرادی که در حفظ جمعیت سهیم بودند) فقط حدود ۱۳۰۰ نفر بود. این تعداد بسیار کمی است که ایده انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان را منطقی می‌کند. ما امروزه جمعیتی با این تعداد را در فهرست گونه‌های در معرض خطر انقراض قرار می‌دهیم.ردیابی تنوع بیشتر باعث می‌شود دانشمندان تخمین بزنند که ۹۸.۷ درصد از جمعیت اجدادی ما در یک فروپاشی ناگهانی از بین رفته‌اند. این رویداد همان چیزی بود که به آن تنگنا می‌گویند، زیرا کل جمعیت از یک انقباض ناگهانی و باریک عبور کردند. محققان می‌گویند گسترش جمعیت خارج از آفریقا که تنگنای خاص خود را ایجاد کرد، در توانایی ما برای شناسایی رویدادهای قبلی اختلال ایجاد می‌کند.
محققان خاطرنشان کردند که این فاجعه تقریباً همزمان با تغییر سیستم آب و هوا از دوره‌های یخبندان نسبتاً کوتاه و متوسط به دوره‌های طولانی‌تر و سردتر اتفاق افتاد.دو رویداد قابل توجه دیگر در این دوره را می‌توان به عنوان یک تنگنا در نظر گرفت. یکی این است که دو کروموزوم موجود در شامپانزه‌ها و میمون‌های دیگر با هم ترکیب شده‌اند تا یک کروموزوم بزرگتر را در دودمان انسان تشکیل دهند. تخمین زده می‌شود که این اتفاق در همین زمان رخ داده است. یک جمعیت کوچک اجازه می‌دهد این کروموزوم با سهولت بیشتری به کل دودمان ما گسترش یابد.
مورد دوم این است که شواهد مولکولی نشان می‌دهد نئاندرتال‌ها و دنیسوواها مدت کوتاهی پس از رفع تنگنا از دودمان ما جدا شدند. انتشار هر گونه فشار محیطی که جمعیت‌ها را کوچک نگه می‌دارد، به برخی از اجداد ما اجازه می‌داد تا به زیستگاه‌های جدید گسترش یابند و جمعیت‌های متمایز تشکیل دهند.
بنابراین، ایده وجود یک تنگنا در زمان اجداد انسان قانع کننده است، اما قبل از اینکه به‌طور گسترده پذیرفته شود، به شواهدی فراتر از خروجی یک الگوریتم نیاز دارد. خوشبختانه، راه‌های زیادی برای رسیدن به این شواهد وجود دارد، از کشف فسیل‌ها گرفته تا توالی‌یابی ژنوم و توسعه الگوریتم. بنابراین به زودی این موضوع ثابت خواهد شد که آیا ایده‌ی انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان در هزاران سال گذشته درست است یا تنها یک نتیجه‌گیری اشتباه بوده است.
ما از یک انقراض بزرگ جان سالم به در برده‌ایم!
مطالعه جدید استدلال می‌کند که یک رویداد پیچیده دیگر در گذشته بشریت وجود داشته است؛ یک دوره که سبب انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان شده و جمعیت بشر را تا مرز نابودی برده است.انسان‌های اولیه ۹۹۳ هزار سال پیش با تنگنای عجیبی مواجه شدند که به دلیل آغاز نوعی عصر یخبندان در زمین بود. با کاهش جمعیت به ۱۲۸۰ نفر، جامعه‌ی بشری در آن زمان با تهدیدی بزرگ مواجه گشت و همین موضوع سبب انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان شد. افراد باقی‌مانده به مدت ۱۱۷ هزار سال نژاد بشر را استمرار دادند.
تخمین زده می‌شود که در آن دوره نئاندرتال‌ها و دنیسوواها کنار هم می‌زیسته‌اند. دلیل اصلی انقراض انسان را می‌توان با تغییرات آب و هوایی، خشکسالی طولانی مدت و کاهش دمای سطح دریا مرتبط دانست.محقق ارشد این مطالعه که یی هسوان پان نام دارد گفت:یافته‌های جدید مسیری نوین را برای کشف حقایق در مورد تکامل انسان نشان می‌دهد. به‌علاوه سبب تشکیل سوالاتی جدید در ذهن می‌شود؛ سوالاتی همچون: این افراد کجا زندگی می‌کردند؟ چگونه توانستند بر تغییرات آب و هوایی فاجعه‌بار غلبه کنند؟ آیا قرار گرفتن در این تنگنا بر سرعت تکامل انسان تاثیر داشت؟ این سوالات نیازمند پاسخی منطقی هستند.با این حال، این کشف مبتنی بر یک رویکرد کاملاً جدید برای تجزیه و تحلیل ژنوم‌های مدرن است، بنابراین اعتبار‌سنجی آن می‌تواند دشوار باشد.
محققان چگونه به این نتیجه دست یافتند؟
به‌منظور درک چگونگی کار محققان برای کشف احتمال انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان در ۹۳۰ هزار سال پیش، بیایید نگاهی به چند واقعیت ژنتیکی بیندازیم. اگر جمعیتی کوچک و هم‌خون نباشد، تنوع ژنتیکی بین افراد آن به وجود خواهد آمد و در این جمعیت مجموعه‌ای از تفاوت‌ها دیده خواهد شد. این تفاوت‌ها زمانی ردیابی می‌شوند که آزمایش‌ها اجداد احتمالی شما را مشخص می‌کنند.
برخی از تفاوت‌های ژنتیکی اخیراً به وجود آمده‌اند، در حالی که برخی دیگر حتی پیش‌از وجود انسان‌های مدرن در دودمان ما بوده‌اند. این تفاوت‌ها اساس کار تحقیق جدید را تشکیل می‌دهند که ژنوم‌های چندگانه انسان را بر اساس چندین اصل کاملاً ثابت تجزیه و تحلیل می‌کند.
اولین مورد این است که با توجه به ژنوم‌های کافی، می‌توان وضعیت اجدادی کروموزوم‌ها را مشخص کرد. برای مثال، تغییری که فقط در مجموعه‌ای از افراد نزدیک به هم وجود دارد، احتمالاً در اجداد مشترک آنها پدید آمده است. این بدان معناست که وضعیت اجدادی کروموزوم فاقد تنوع است.از آنجایی که ما از سرعت جهش‌های جدید در انسان امروزی آگاه هستیم، می‌توانیم از این تفاوت‌ها برای ایجاد یک ساعت مولکولی استفاده کنیم. به عبارت دیگر، ما می‌توانیم تعداد جهش‌ها را بین وضعیت فعلی و اجدادی در نظر بگیریم، آن را با سرعت وقوع جهش مقایسه کنیم و تخمین بزنیم که آخرین بار آن حالت اجدادی در جمعیت چه زمانی وجود داشته است.
تعداد تغییرات موجود در یک جمعیت به اندازه جمعیت مرتبط است. جمعیت‌های کوچکتر تمایل به همخونی دارند؛ زیرا اجتناب از جفت‌گیری با خویشاوندان دشوار شده و این موضوع منجر به از بین رفتن تنوع ژنتیکی می‌شود. علاوه‌براین، کروموزوم‌های کمتری در جمعیت‌های کوچک وجود دارد که پتانسیل تنوع را محدود می‌کند.عکس این موضوع نیز درست است؛ زیرا جمعیت‌های بزرگ می‌توانند از تنوع بیشتری حمایت کنند. با کنار هم گذاشتن این یافته‌ها، یک طرح کلی از کارهایی که محققین برای به دست آوردن این نتیجه‌گیری انجام داده‌اند خواهید داشت.
محققان تغییرات موجود در ژنوم‌های امروزی را انتخاب کردند و از آنها برای تعیین وجود حالت‌های اجدادی مختلف و زمان احتمال وجود آنها استفاده کردند. با تشخیص اینکه در یک زمان معین چند ایالت مختلف اجدادی وجود داشته‌اند، محققان می‌توانند اندازه جمعیت را نیز تخمین بزنند.
آیا می‌توان با اطمینان از انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان سخن گفت؟
این مطالعه جدید در 31 آگوست در مجله Science منتشر شد و غرق شدن در آن درک ما را از تاریخ اولیه بشر تغییر می‌دهد. اما باید گفت اصل این مطالعه براساس احتمالات است و نتایج برای هر بیت کروموزوم فردی شانس نسبتاً بالایی برای اشتباه بودن دارد.محققان برای رسیدن به این نتیجه، از یک تکنیک پیشرفته به نام FitCoal و توالی‌های ژنومی انسان‌های مدرن استفاده کردند. حال سوال اصلی این است که الگوریتم ابداع شده توسط محققان این مطالعه تا چه حد می‌تواند از خطاهای موجود جلوگیری کند.
دانشمندان دانشگاه East China Normal برای دستیابی به نتایج این مطالعه مدلی را ایجاد کردند که قابلیت مطالعه دودمان ژنی مدرن را دارد و می‌تواند از اطلاعات به دست آمده برای تخمین اندازه جمعیت استفاده کند.
الگوریتم‌های مختلفی از جمله FitCoal (فرایند ادغام سریع بینهایت کوچک) برای کار روی اطلاعات طراحی شده است. FitCoal تخمین‌هایی برای اندازه جمعیت تولید کرد که در بیشتر موارد تشخیص آن از جمعیت مدل دشوار بود.اکثر الگوریتم‌های دیگر نتایجی مشابه FitCoal را تولید کردند، اگرچه محدوده خطای آنها به طور قابل توجهی بزرگتر بود. دقت الگوریتم بحث‌برانگیزترین جنبه این کار است و اگر خطایی را در کد تشخیص دهد، احتمالاً باید به مقایسه با سایر مدل‌ها اعتماد کنیم.
این نوع الگوریتم از نظر محاسباتی بسیار گران است. افزودن ژنوم‌های بیشتر به تجزیه و تحلیل نیز می‌تواند تا حدی شفافیت را ارائه دهد، زیرا نتایج با داده‌های بیشتر دقیق‌تر می‌شوند. اما ژنوم‌های اضافی چالش محاسباتی را بدتر می‌کند.
دانشمندان پس از ایجاد این الگوریتم، DNA حدود 3000 انسان مدرن را از هر دو جمعیت آفریقایی و غیر آفریقایی تجزیه و تحلیل کردند. جمعیت‌های غیر آفریقایی افراد نسبتاً ثابتی را نشان می‌دهند که با مهاجرت اجدادشان به خارج از آفریقا، رشد شدیدی را به دنبال داشتند. اما جمعیت آفریقایی کاهش عظیمی را در اندازه جمعیت نشان دادند که از حدود 930 هزار سال پیش شروع شد و تا بیش از 100 هزار سال ادامه داشت.
در طول این مدت، اندازه موثر جمعیت (افرادی که در حفظ جمعیت سهیم بودند) فقط حدود ۱۳۰۰ نفر بود. این تعداد بسیار کمی است که ایده انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان را منطقی می‌کند. ما امروزه جمعیتی با این تعداد را در فهرست گونه‌های در معرض خطر انقراض قرار می‌دهیم.ردیابی تنوع بیشتر باعث می‌شود دانشمندان تخمین بزنند که ۹۸.۷ درصد از جمعیت اجدادی ما در یک فروپاشی ناگهانی از بین رفته‌اند. این رویداد همان چیزی بود که به آن تنگنا می‌گویند، زیرا کل جمعیت از یک انقباض ناگهانی و باریک عبور کردند. محققان می‌گویند گسترش جمعیت خارج از آفریقا که تنگنای خاص خود را ایجاد کرد، در توانایی ما برای شناسایی رویدادهای قبلی اختلال ایجاد می‌کند.
محققان خاطرنشان کردند که این فاجعه تقریباً همزمان با تغییر سیستم آب و هوا از دوره‌های یخبندان نسبتاً کوتاه و متوسط به دوره‌های طولانی‌تر و سردتر اتفاق افتاد.دو رویداد قابل توجه دیگر در این دوره را می‌توان به عنوان یک تنگنا در نظر گرفت. یکی این است که دو کروموزوم موجود در شامپانزه‌ها و میمون‌های دیگر با هم ترکیب شده‌اند تا یک کروموزوم بزرگتر را در دودمان انسان تشکیل دهند. تخمین زده می‌شود که این اتفاق در همین زمان رخ داده است. یک جمعیت کوچک اجازه می‌دهد این کروموزوم با سهولت بیشتری به کل دودمان ما گسترش یابد.
مورد دوم این است که شواهد مولکولی نشان می‌دهد نئاندرتال‌ها و دنیسوواها مدت کوتاهی پس از رفع تنگنا از دودمان ما جدا شدند. انتشار هر گونه فشار محیطی که جمعیت‌ها را کوچک نگه می‌دارد، به برخی از اجداد ما اجازه می‌داد تا به زیستگاه‌های جدید گسترش یابند و جمعیت‌های متمایز تشکیل دهند.
بنابراین، ایده وجود یک تنگنا در زمان اجداد انسان قانع کننده است، اما قبل از اینکه به‌طور گسترده پذیرفته شود، به شواهدی فراتر از خروجی یک الگوریتم نیاز دارد. خوشبختانه، راه‌های زیادی برای رسیدن به این شواهد وجود دارد، از کشف فسیل‌ها گرفته تا توالی‌یابی ژنوم و توسعه الگوریتم. بنابراین به زودی این موضوع ثابت خواهد شد که آیا ایده‌ی انقراض ۹۹ درصد از اجداد انسان در هزاران سال گذشته درست است یا تنها یک نتیجه‌گیری اشتباه بوده است.
مرجع : گجت نیوز
پربينندهترين مطالب و خبرها
