Když přemýšlíme o evoluci člověka, máme tendenci si představovat proměny, které se odehrály před stovkami tisíc let, v minulosti tak vzdálené, že si ji můžeme jen stěží představit.
Monumentální studie, která byla právě publikována v časopise Nature, však ukazuje, že mocné evoluční síly nás formovaly i v mnohem nedávnějším období: v posledních 10 000 letech. Práce, kterou vedli vědci z Harvardovy univerzity, je dosud nejrozsáhlejším výzkumem lidské paleogenetiky. Jejich zjištění naznačují, že přechod k zemědělství nejenže změnil způsob našeho života, ale také urychlil rychlost proměny naší vlastní DNA.
Bezprecedentní databáze
V rámci projektu bylo analyzováno téměř 16 000 starověkých genomů, z nichž více než 10 000 bylo pro tento výzkum sekvenováno poprvé. Odpovědný tým vede David Reich, profesor genetiky na Blavatnikově institutu Harvardovy lékařské fakulty a profesor evoluční biologie člověka na Fakultě umění a věd Harvardovy lékařské fakulty. „Tato práce sama o sobě zdvojnásobuje rozsah literatury o starověké lidské DNA,“ řekl Reich. Podle genetika jde o soustředěnou snahu zaplnit mezery, které bránily předchozím studiím v odhalování signálů přírodního výběru.
Pro odhalení změn ve frekvenci genetických variant v průběhu deseti tisíciletí, které přesahují to, co lze očekávat náhodou, je nezbytné mít k dispozici tisíce genomů rozmístěných v tomto časovém úseku. „Tato práce nám umožňuje přiřadit místo a čas silám, které nás formovaly,“ vysvětlil Reich. Tato výzva by byla nedosažitelná bez pokroku v oblasti výpočetního výkonu v posledních letech, jenž je schopen zpracovat dříve nepředstavitelné objemy informací.
Nechat mluvit data
Ali Akbari, spoluautor studie a vedoucí vědecký pracovník Reichovy laboratoře, zdůrazňuje změnu metodologického paradigmatu. „Díky těmto novým technikám a obrovskému množství starých genomických dat se nyní můžeme podívat na to, jak selekce formovala biologii v reálném čase,“ řekl. Namísto sledování jizev, které přírodní výběr vtiskl do genomů dnes žijících lidí, a spoléhání se na modely a zjednodušující předpoklady, mohli vědci nechat vyprávět samotná data.
A to, co vyprávějí, je objevné. Nestačí jen sekvenovat DNA z několika kostí a přiřadit ji k moderním vzorkům. Rozsah této databáze umožnil rozlišit, které mutace a genetické variace přetrvaly, protože poskytovaly skutečnou adaptivní výhodu, a které prostě přežily díky náhodným okolnostem, jako byly migrace určitých skupin nebo katastrofy, které zdecimovaly určité populace.
Zemědělství jako hnací síla evoluce
Události minulého století nám již připadají vzdálené, doba Kleopatry se zdá být pradávná a pyramidy jsou v našich představách tak daleko, že máme tendenci zapomínat, že mezi jejich stavbou a Kleopatrou uplynulo více času, než kolik dělí egyptskou královnu od nás. A přesto nás od ní dělí pouhých 4 500 let. Abychom skutečně pochopili naši dráhu jako druhu, museli bychom se vrátit až k výskytu rodu Homo, tedy před 2,5 milionu let, nebo alespoň k prvnímu sapiens, tedy před téměř 300 000 lety, což je 66krát větší vzdálenost, než jaká nás dělí od pyramid. Jednoduše si nedokážeme představit, jak dlouho existujeme.
Archeologie nám o těchto tisíciletích nabízí jen útržkovitá vodítka a psané texty neexistovaly. Genetika se však naučila zkoumat kosti našich předků a otevřela nám okno do epoch, jejichž rozsah nám zcela uniká. A to, co toto okno nyní ukazuje, je přesvědčivé: harvardský tým identifikoval 479 genetických variant, které byly zřejmě zvýhodněny přírodním výběrem tím, že poskytovaly určitou výhodu těm, kdo je nesli. Nejpozoruhodnějším zjištěním je, že rychlost vzniku těchto variant se zrychlila po zavedení zemědělství, pravděpodobně proto, že nové životní podmínky změnily pravidla hry a s nimi i to, které znaky jsou nejvýhodnější.
Od čisté pleti k odolnosti vůči HIV
Při podrobném pohledu na těchto 479 variant vědci zjistili, že 60 % z nich souvisí se znaky, které dnes snadno rozpoznáme: světlý odstín pleti, zrzavé vlasy, riziko celiakie, Crohnova choroba, imunita vůči infekci HIV, odolnost vůči lepře, snížená pravděpodobnost mužské plešatosti, snížené riziko revmatoidní artritidy nebo alkoholismu a verze B proteinů v červených krvinkách, které určují krevní skupiny A, B a O a ovlivňují schopnost odolávat bakteriálním a virovým infekcím.
Některé z těchto znaků jsou jednoznačně užitečné, jiné se však jeví jako neutrální nebo dokonce škodlivé. Odborníci nabízejí několik vysvětlení. Pokud dnes nějaká varianta způsobuje problémy, neznamená to, že byla nevýhodná vždy: například celiakie je nevýhodná pouze tehdy, když je lepek pravidelnou součástí stravy. Některé varianty se navíc mohly rozšířit nikoliv kvůli svým vlastním účinkům, ale proto, že se obvykle dědí spolu s jinou variantou, která měla jasné výhody.
Jen začátek: pohled za hranice Eurasie
Autoři upozorňují, že tato práce otevírá cestu, která ještě zdaleka není zcela prošlapaná. Jak se budou zdokonalovat techniky a hromadit nové studie, naše schopnost rekonstruovat genetický rozměr toho, kým jsme, se bude zlepšovat. Sám Reich poukazuje na to, co by mělo být dalším horizontem: pohled mimo západní Eurasii. „Do jaké míry uvidíme podobné vzorce ve východní Asii, východní Africe nebo u indiánů v Mezoamerice a centrálních Andách?“ ptá se genetik.
„Pokud nemůžeme použít starověkou DNA ke studiu nejdůležitějšího období lidské evoluce před 1-2 miliony let, můžeme alespoň studovat selekční tlak na lidské genomy v novějších obdobích a poznat širší principy,“ uzavřel Reich. Doufá, že se nám podaří odhalit, zda existují univerzální pravidla, která předurčovala náš druh k tomu, aby se s našimi městy, kulturou a zvláštnostmi dostal tak daleko.