Najstarsza populacja na Ziemi

Badania genetyczne cieszą się w ostatnich latach słuszną popularnością. Dostarczają bowiem informacji na temat zmian w krajobrazie kulturowym i genetycznym świata. Istnieją jednak wyjątki, o czym świadczą badania zespołu prof. Eske Willersleva z Uniwersytetu w Kopenhadze, które udowadniają, że nie wszędzie dochodziło do tak wyraźnych przetasowań społecznych jak na przykład w Europie. Obszarem wyjątkowym pod tym względem jest Australia. Badania wykazały, że rdzenni mieszkańcy tego kontynentu są bezpośrednimi spadkobiercami populacji, które opuściły Afrykę około 51–72 tysięcy lat temu. Wyniki analiz sugerują, że rdzenni mieszkańcy Papui-Nowej Gwinei i Australii są najstarszą populacją na Ziemi.

„Out of Africa”

Przez ostatnie 100 tysięcy lat Australia, Tasmania i Nowa Gwinea tworzyły jeden kontynent, Sahul, oddzielony od Sunda (kontynentalnej masy lądowej obejmujący Eurazję i zachodnią część Azji Południowo-Wschodniej) serią głębokich rynien oceanicznych, nigdy nie odsłoniętych przez zmiany poziomu morza. Uważa się, że zasiedlenie Sahul wymagało co najmniej 8–10 przepraw morskich między wyspami, co potencjalnie ograniczało zasiedlenie Australii i Nowej Gwinei przez wcześniejsze hominidy. Miało to nastąpić około 47–55 tysięcy lat temu. Odrębny charakter australijskich źródeł archeologicznych sugerował badaczom, że przodkowie Aborygenów i Papuasów opuścili kontynent afrykański znacznie wcześniej niż protoplaści dzisiejszych Eurazjatów.

Choć niektóre badania genetyczne potwierdziły, wieloetapowy charakter migracji z Afryki, inne wskazują na tylko jedną lub dwie niezależne fale osiedleniowe, które wyruszyły w kierunku Azji. Wcześniejsza miała przyczynić się do pojawienia się pierwszych australijsko-papuaskich przodków na tych obszarach.

Badacze sugerują, że społeczności, które dokonały niniejszego exodusu musiały mieć dość urozmaiconą podróż. Ostatnie badania genetyczne wykazały bowiem, że przodkowie Aborygenów i Papuasów po opuszczeniu Afryki, wymieszali się z archaicznymi hominidami (neandertalczykiem i denisowiańczykiem).

Po przybyciu na obszary Sahulu doszło do ciekawych adaptacji środowiskowych. Zwiększone pustynnienie Australii podczas maksimum ostatniego zlodowacenia (od 19 tysięcy do 26,5 tysiąca lat temu) wpłynęło na liczbę i gęstość populacji ludzkich. W tym kontekście zidentyfikowano wyjątkowe adaptacje morfologiczne i fizjologiczne u Aborygenów, żyjących obecnie na obszarach pustynnych. W szczególności grupy zamieszkujące te nieprzystępne tereny miały wytrzymywać nocne temperatury poniżej zera bez wykazywania wzrostu tempa metabolizmu, który w tych samych warunkach obserwuje się u Europejczyków.

Mimo wspólnej genezy w chwili nawiązania kontaktu z Europą Aborygeni mówili ponad 250 różnymi językami. Dwie trzecie z nich należą do rodziny Pama-Nyungan, obejmującej 90% kontynentu australijskiego. Miejsce pochodzenia tej rodziny językowej i wpływ na jej wewnętrzną strukturę filogenetyczną są przedmiotem dyskusji, ale wyraźne podobieństwo języków Pama-Nyungan, wraz ze wspólnymi wzorcami społeczno-kulturowymi, interpretuje się jako wynik ekspansji datowanej na połowę holocenu. By zweryfikować te przypuszczenia zespół prof. Eske Willersleva z Uniwersytetu w Kopenhadze dokonał analizy genomów 83 Aborygenów mówiących językami Pama-Nyungan i 25 Papuasów z regionu Highlands w Papui-Nowej Gwinei.

Kto ty jesteś?

Pochodzenie rdzennych Australijczyków jest źródłem wielu dyskusji, podobnie jak charakter relacji pomiędzy Aborygenami, a także między Aborygenami i Papuasami. Wobec tego zespół prof. Eske Willersleva oparł się na statystykach, szacunkach proporcji i klasycznych analizach skalowania wielowymiarowego i stwierdził, że Aborygeni oraz Papuasi są najbliżej ze sobą spokrewnieni i pochodzą od wspólnych przodków, którzy skolonizowali Sahul. Na podstawie analizy złożonego prawdopodobieństwa uznano, że populacja założycielska pojawiła się na starożytnym kontynencie w wyniku jednej fali zasiedleniowej, a nie jak do tej pory uważano kilku niezależnych. Wyniki badań pokazały również, że przebadane społeczności zawierają w swoim genotypie domieszkę denisowiańczyka, co wskazuje, że kontakt z nim nastąpił jeszcze przed podziałem populacji na Aborygenów i Papuasów. Kolejną powszechnie występującą domieszką był udział komponentu euroazjatyckiego. Analizy sugerują, że kontakt z grupami denisowiańskimi mógł mieć miejsce około 44 tysięcy lat temu. Co więcej, badania wykazały również śladowe ilości domieszki neandertalskiej w genotypie Aborygenów i Papuasów, które badacze wiążą ze wcześniejszym kontaktem przodków wszystkich nie-Afrykanów z neandertalczykiem. Miał mieć on miejsce około 60 tysięcy lat temu.

Zgodnie z ustaleniami badaczy, Aborygeni i Papuasi zaczęli się oddzielać od Eurazjatów około 58 tysięcy lat temu, podczas gdy Europejczycy i wschodni Azjaci oderwali się od siebie około 42 tysięcy lat temu. Badacze odnaleźli również sporo dowodów na wysoki poziom przepływu genów między przodkami Eurazjatów a przodkami Aborygenów i Papuasów, co sugeruje, że po fragmentacji populacji wynikającej z opuszczenia Afryki około 57–58 tysięcy lat temu, grupy te przez pewien czas pozostawały w bliskim sąsiedztwie geograficznym, jeszcze zanim przodkowie Aborygenów i Papuasów rozproszyli się na wschód.

Geny prawdę powiedzą

Wyniki badań genetycznych zapewniają również wgląd w strukturę społeczeństw aborygeńskich. Sugerują wyższy poziom migracji z udziałem mężczyzn niż kobiet, co może odzwierciedlać złożone wzorce zawierania małżeństw i mieszkania po ślubie wśród australijskich grup Pama-Nyungan.

Zgodnie z oczekiwaniami, wykazały one, że europejskie pochodzenie jest znacznie większe w przypadku chromosomu Y niż dla mtDNA, co odzwierciedla jednokierunkowy przepływ genów do aborygeńskich grup australijskich w epoce kolonialnej w linii męskiej. Co więcej, badania dowodzą, że relacje genetyczne w Australii znajdują odzwierciedlenie w geografii tego lądu. Zespół prof. Willersleva zasugerował, że rdzenni Australijczycy ulegli rozproszeniu w obrębie kontynentu. Około 31 tysięcy lat temu podział populacyjny miał objąć grupy północno-wschodnie oraz południowo-zachodnie. Barierę migracyjną w tym wypadku stanowiłaby centralna część Australii, a ewentualny przepływ genów następowałby wzdłuż wybrzeży. Według badaczy europejska domieszka prawie na pewno nie pojawiła się przed końcem XVIII wieku, jednak mógł mieć miejsce wcześniejszy przepływ genów z Azji Wschodniej i (lub) Nowej Gwinei. Analizy wykazały bowiem skromny, jednokierunkowy przepływ genów od Papuasów do Aborygenów, ograniczony do północno-wschodnich obszarów Australii.

Języki Pama-Nyungan

Aby zbadać, czy zależności językowe odzwierciedlają powiązania genetyczne wśród populacji aborygeńskich, zespół prof. Willersleva wyprowadził bayesowskie drzewo filogenetyczne dla 28 różnych języków Pama-Nyungan reprezentowanych w badanej próbie. Wyniki badań zasugerowały, że zróżnicowanie między językami Pama-Nyungan w Australii podąża za wzorcami geograficznymi, które zaobserwowano w innych rodzinach językowych na świecie. Badacze odnaleźli jednak korelację między lingwistyką a genetyką – zróżnicowanie językowe miało nastąpić zaraz po geograficznym odseparowaniu się grup.

Selekcja u Aborygenów australijskich

Zespół prof. Willersleva odkrył, że za proces adaptacyjny u Aborygenów odpowiada poziom hormonów tarczycy. Miał on zapewnić odpowiednie przystosowanie się do zimnych okresów na pustyni i uchronić przed odwodnieniem. Badacze podkreślili jednak, że wymagane są dalsze badania, aby to faktycznie potwierdzić.

Konkluzje

Australia to kontynent z najdłuższą historią nieprzerwanej obecności człowieka poza Afryką, Co zrodziło wiele pytań o pochodzenie rdzennych mieszkańców, ich pokrewieństwo z innymi populacjami, a także zróżnicowanie populacyjne i adaptację do nowych warunków. Badania zespołu prof. Willersleva dostarczyły pewnych odpowiedzi, ale doprowadziły także do postawienia szeregu nowych pytań. W wyniku analiz genetycznych stwierdzono, że Aborygeni, Papuasi i Euroazjaci dzielą wspólny mianownik genetyczny wywodzący się z Afryki, a także domieszkę neandertalską związaną z bliżej nieokreślonym, pierwotnym kontaktem z neandertalczykiem. Niemniej historia populacji sahulskich odbiega zdecydowanie od historii innych grup euroazjatyckich, głównie ze względu na obecność w genotypie domieszki denisowiańczyka. Badacze stwierdzili również, że różnice powstałe między grupami mówiącymi językami Pama-Nyungan a Papuasami z regionu Highlands musiała być dość wczesna i miała nastąpić niedługo po oddzieleniu się tych grup od innych populacji euroazjatyckich. Uważają, że mogło to nastąpić około 37 tysięcy lat temu, co może oznaczać, że dywergencja między badanymi Papuasami a rdzennymi Australijczykami jest starsza niż zanik mostu lądowego między Nową Gwineą a Australią (około 7 tysięcy do 14,5 tysiąca lat temu).

Sugeruje to bardzo starożytna strukturę genetyczną w Sahul, która mogła być związana ze zmianami paleośrodowiskowymi prowadzącymi do maksimum ostatniego zlodowacenia (od 19 tysięcy do 26,5 tysiąca lat temu). 

Przyczyną mogło być na przykład powstanie dużego jeziora Karpentaria (obecnie Zatoka Karpentaria), które uformowało się około 40 tysięcy lat temu. Choć Australia i Nowa Gwinea wciąż były ze sobą połączone, to powstanie tego zbiornika mogło doprowadzić do izolacji tych populacji.

Wyniki badań dowiodły również, że grupy Aborygenów są potomkami populacji, która jako pierwsza skolonizowała Australię. Późniejsze ich losy nie są jednak tak znane. Analizy wskazują, że populacja, która wyodrębniła się z Papuasów około 37 tysięcy lat temu była przodkiem wszystkich grup aborygeńskich. Jest to jednak temat wymagający dalszych badań i studiów. Wniosek taki może bowiem wynikać z braku innych reprezentantów w grupie analizowanej przez zespół prof. Willersleva.

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w artykule prof. Eske Willersleva opublikowanym w Nature

 

Za fotografie dziękujemy serdecznie AlphaDivers

Artykuł ten można bezpłatnie przedrukować,z  podaniem źródła. Zdjęcia można przedrukować tylko razem z artykułem.

 

Autor: Aleksandra Cetwińska

Więcej tekstów tej autorki

Redakcja: A.B.

Korekta: A.J.