Mięśnie po prastarych krewnych. Ten gen odpowiada za twoją sylwetkę

Badacze powiązali go z większą masą mięśniową, ale nie tylko. Zauważyli także niewielkie różnice w budowie czaszki oraz uzębienia. To kolejny przykład tego, że część genów neandertalczyków przetrwała w naszej populacji i nadal może mieć znaczenie.

Nie zostali po nich wyłącznie kości i ślady dawnych osad. Neandertalczycy pozostawili po sobie także coś, czego nie widać gołym okiem. Ich populacje wyginęły, ale część ich DNA przetrwała w genomach Homo sapiens. To właśnie genetyka pokazała, jak bliskie były kontakty między obiema grupami.

Kontakt obu grup pozostawił po sobie trwały ślad w ludzkim genomie. Około 47 tys. lat temu dochodziło do krzyżowania Homo sapiens i neandertalczyków, a część odziedziczonych wariantów DNA przetrwała w kolejnych pokoleniach. Jeden z nich może mieć związek z budową mięśni. Chodzi o wariant genu kodującego receptor hormonu wzrostu. Międzynarodowe badanie wykazało, że jego nosiciele mają średnio około 270 gramów większą masę mięśniową.

To niewielka różnica, jeśli spojrzeć na nią z perspektywy pojedynczego człowieka. Z punktu widzenia ewolucji jest jednak interesująca. Pokazuje bowiem, że spotkanie dwóch różnych populacji ludzkich sprzed dziesiątek tysięcy lat może mieć konsekwencje widoczne w organizmach żyjących obecnie ludzi.

Zaobserwowany efekt może mieć związek z hormonem wzrostu. To właśnie on uczestniczy w regulowaniu rozwoju kości i tkanek. Powstaje w przysadce mózgowej, po czym wraz z krwią dociera do różnych miejsc w organizmie. Na tym jego rola się jednak nie kończy. Aby przekazać komórce sygnał, musi połączyć się z właściwym receptorem na jej powierzchni. Dopiero wtedy uruchamiana jest odpowiednia odpowiedź komórki.

I właśnie ten element zainteresował badaczy.

Naukowcy pod kierownictwem Hugo Zeberga z Instytutu Karolinska oraz Philippa Kanisa z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka przyjrzeli się neandertalskiej wersji receptora hormonu wzrostu. Okazało się, że zawiera ona dwie charakterystyczne zmiany w sekwencji aminokwasów, których nie ma w najczęściej spotykanym współczesnym wariancie. To może brzmieć jak drobny szczegół. W biologii takie drobiazgi potrafią jednak mieć znaczenie.

W eksperymentach laboratoryjnych komórki wyposażone w neandertalską wersję receptora rosły nawet o 40 proc. intensywniej niż te posiadające najczęściej występującą wersję ludzką. Co ważne, wynik nie pozostał wyłącznie ciekawostką z laboratorium. Badacze zestawili go również z danymi dotyczącymi ponad miliona osób. Analizy populacyjne wskazały na podobny kierunek zależności.

– Najbardziej zaskoczyło mnie to, że dwa zupełnie różne rodzaje dowodów prowadziły do tych samych wniosków – podkreśla Philipp Kanis, pierwszy autor badania. Jak zaznacza naukowiec, rzadko zdarza się, aby wyniki eksperymentów laboratoryjnych i obserwacje dotyczące tak dużej grupy ludzi były ze sobą tak zgodne.

To dziedzictwo jest jednak wyraźnie zróżnicowane geograficznie. Badany wariant receptora szczególnie często występuje w populacjach Azji Południowej i Wschodniej. W niektórych z nich ma go nawet 24 proc. osób. W Europie sytuacja wygląda zupełnie inaczej. Wariant występuje tutaj u około 0,5 proc. populacji. Ta różnica jest jednym z powodów, dla których naukowcy mogą dziś tak dokładnie analizować konsekwencje dawnych kontaktów między populacjami. Dziedzictwo neandertalczyków nie jest bowiem jednym, jednakowym "pakietem". Poszczególne fragmenty DNA miały własną historię, a ich częstość zmieniała się w różnych częściach świata.

Neandertalski wariant receptora nie wpływał jednak na wzrost od najmłodszych lat. Analiza danych ponad 6 tys. dzieci nie wykazała, by jego obecność miała związek z tempem rozwoju fizycznego przed 11. rokiem życia. Naukowcy podejrzewają, że różnica może pojawiać się dopiero w okresie dojrzewania, gdy organizm zwiększa produkcję hormonu wzrostu. U dorosłych posiadacze tego wariantu mieli średnio o 270 gramów więcej masy mięśniowej.

Badacze znaleźli jeszcze jeden interesujący trop. Naukowcy zauważyli też drobne różnice w budowie czaszki i zębów. U nosicieli badanego wariantu tylna część żuchwy była nieco krótsza, podobnie jak korzenie zębów. Taki zestaw cech częściej kojarzony jest z anatomią neandertalczyków niż współczesnego człowieka.

Wyniki te są tym ciekawsze, że neandertalczycy wyraźnie różnili się budową ciała od współczesnych ludzi. Byli przeciętnie niżsi, bardziej krępi i masywniej zbudowani. Ich szkielety wskazują również na dobrze rozwiniętą muskulaturę. Nie oznacza to jednak, że za ich siłę odpowiadał jeden konkretny gen. Na wygląd i możliwości fizyczne neandertalczyków wpływał cały zestaw cech. Dlatego określenie "gen neandertalskiej siły" byłoby zbyt dużym uproszczeniem.

Hugo Zeberg, współautor badania, zwraca uwagę, że pojedynczy wariant genetyczny jest tylko jednym elementem większej układanki. To ważne zastrzeżenie. Choć wpływ odziedziczonego wariantu można zmierzyć, nie przesądza on o sylwetce neandertalczyków ani nie pozwala przewidzieć wyglądu współczesnego człowieka.

Historia nie skończyła się więc wraz ze zniknięciem neandertalczyków z zapisu archeologicznego. Ich geny zostały z nami. Przez następne tysiące lat część odziedziczonych wariantów stopniowo traciła na znaczeniu, inne utrzymały się w konkretnych populacjach. Co robią w ludzkim organizmie? W przypadku niektórych nadal nie znamy pełnej odpowiedzi.

Wyniki badania zwracają uwagę na szerszy kontekst niż sam wpływ wariantu na masę mięśniową. To kolejny dowód na to, że ślady dawnych krzyżówek między populacjami mogą być obecne w naszym DNA jeszcze po dziesiątkach tysięcy lat.