Neanderthal và người hiện đại  


Người hiện đại (trái) và người Neanderthal (phải) [1].

Di sản di truyền từ người Neanderthal có ảnh hưởng đến chúng ta như thế nào?

Người Neanderthal (Homo neanderthalensis) là chủng người có quan hệ họ hàng gần nhất với chúng ta, người hiện đại (Homo sapiens). Người Neanderthal bắt đầu di cư từ châu Phi đến châu Âu và châu Á vào khoảng 400.000 năm về trước [2]. Trong khi đó, người hiện đại di cư trễ hơn từ châu Phi tới châu Âu và châu Á vào khoảng 100.000 năm về trước và bắt đầu chung sống với người Neanderthal (Hình 1) và sau đó, vào khoảng 40.000 năm về trước, người Neanderthal biến mất hoàn toàn [3]. Sự biến mất của người Neanderthal đặt dấu chấm hỏi về vai trò của người hiện đại đối với sự kiện này. Giả thiết ban đầu được đặt ra là người hiện đại đã cạnh tranh và tiêu diệt người Neanderthal [4]. Một giả thiết khác cho rằng người hiện đại không phải là nguyên nhân trực tiếp, mà chính biến đổi khí hậu nghiêm trọng trong thời kỳ này đã dẫn đến sự biến mất của người Neanderthal. Người hiện đại vẫn tồn tại do phát triển hơn về kỹ thuật. Họ biết làm kim khâu làm quần áo, biết tạo ra cung tên để săn bắn và biết phân chia lao động [5].

Năm 2010, dự án giải mã bộ gen người Neanderthal sử dụng DNA từ xương đùi do Svante Pääbo và cộng sự tại viện Max Planck (Đức) đã đưa đến kết quả bất ngờ: ước tính khoảng 20 % DNA của người Neanderthal được chuyển giao cho người hiện đại và mỗi người chúng ta nhận khoảng 1-4 % DNA (trừ người bản địa châu Phi vùng hạ Sahara) từ người Neanderthal [6]. Điều này chứng tỏ người hiện đại và người Neanderthal đã giao phối với nhau; phân tích DNA cho thấy có ít nhất ba đợt giao phối: lần đầu tiên cho mọi nhóm người hiện đại khi rời châu Phi tới châu Á, lần thứ hai cho nhóm Papuan và lần thứ ba cho nhóm Han-Chinese (Hình 2) [7]. Sự kiện này giúp cho người hiện đại thích nghi nhanh với môi trường sống hoàn toàn mới bằng việc nhận gene từ người Neanderthal vốn đã thích nghi lâu đời với điều kiện tại châu Âu và châu Á. Người bản địa châu Phi vùng hạ Saraha không mang gene của Neanderthal vì thời điểm người hiện đại xuất hiện tại châu Phi, người Neanderthal đã di cư sang châu Âu và châu Á. Năm 2016, từ phát hiện gene của người hiện đại trong DNA một người phụ nữ Neanderthal ở Siberi (Nga) cho thấy người hiện đại và Neanderthal đã giao phối với nhau cách đây ít nhất 100.000 năm [8].

Hình 1: Bản đồ di cư của người hiện đại (màu đỏ) từ châu Phi tới châu Á, châu Âu, châu Mỹ và châu Đại Dương [9].

Hình 2: Sự hình thành 5 nhóm người hiện đại: 2 nhóm châu Phi (Yoruba và San) không mang DNA người Neanderthal, 3 nhóm còn lại (French, Han-Chinese, Papuan) mang DNA của người Neanderthal, đặc biệt nhóm châu Á (Han-Chinese, Papuan) mang nhiều DNA hơn nhóm châu Âu (French) do giao phối hai lần [10].

Năm 2016, Janet Kelso và cộng sự đã phát hiện ra rằng DNA kế thừa từ người Neanderthal đã mang lại cho người hiện đại hệ thống miễn dịch mạnh hơn thông qua tiếp nhận các haplotype (những biến đổi về gene giữa các cá thể) làm tăng biểu hiện của thụ thể Toll-like (Toll-like receptor –TLR): TLR1, TLR6 và TLR10 (riêng TLR10 có nguồn gốc từ người Denisovan) [11]. Thụ thể Toll-like trên màng tế bào có vai trò quan trọng trong quá trình miễn dịch giúp nhận diện vi khuẩn, vi nấm và ký sinh trùng gây bệnh, đồng thời kích hoạt hệ thống miễn dịch. Đây là bước chuẩn bị quan trọng để chuyển sang kinh tế nông nghiệp và chăn nuôi ở châu Á khi mà các căn bệnh từ vật nuôi như đậu mùa, sởi và lao bắt đầu truyền sang người [12]. Tuy nhiên sự hoạt động quá mức của thụ thể Toll-like lại tăng nguy cơ gây ra các bệnh lý dị ứng [13].

Cũng trong năm 2016, John A. Capra và các cộng sự đã xây dựng bản đồ haplotype của người Neanderthal; sau đó so sánh với haplotype của 28.000 người châu Âu: Kết quả là 135.000 haplotype ở người hiện đại được thừa hưởng từ người Neanderthal [14]. Nhiều haplotype làm tăng nguy cơ nhồi máu cơ tim, tắc mạch máu ngoại biên và các biến chứng trong thai kỳ; các bệnh lý này đều liên quan tới sự tăng đông máu mà người Neanderthal cần để cầm máu nhanh vết thương trong các cuộc săn voi mammoth trong kỷ Băng hà. Ngoài ra, một số haplotype có liên hệ tới nhiều bệnh lý tâm thần, đặc biệt là trầm cảm. Ngạc nhiên nhất là phát hiện haplotype tăng nguy cơ nghiện nicotine trong cây thuốc lá – thực vật có nguồn gốc từ châu Mỹ và du nhập vào châu Âu vào thế kỷ 16.

Những phát hiện gần đây về di truyền tiến hóa người đã mang đến rất nhiều hiểu biết thú vị, bất ngờ. Nếu trước đây người Neanderthal được nghĩ là đã tuyệt chủng, nay ta có thể nói người Neanderthal không hề biến mất mà ngược lại hầu hết chúng ta đều mang trong mình một phần dòng máu của họ. Câu nói này cũng dành cho các chủng người đã biến mất khác trong lịch sự tiến hóa như người Denisovan. Di sản người Neanderthal để lại cho chúng ta là hệ miễn dịch mạnh đồng thời nguy cơ mắc nhiều bệnh nguy hiểm, bởi lẽ có những thứ cần thiết cho người Neanderthal nhưng lại không cần thiết cho chúng ta.

Tác giả: Nguyễn Phi Minh (Viện nghiên cứu Chulabhorn, Thái Lan).

Tài liệu tham khảo

  1. Knapton S. Meet the ancestors - best ever reconstruction of early humans and Neanderthals. Telegraph.co.uk. 2014. Available from: http://www.telegraph.co.uk/news/earth/environment/archaeology/10568538/Meet-the-ancestors-best-ever-reconstruction-of-early-humans-and-Neanderthals.html
  2. Arsuaga JL, Martinez I, Arnold LJ, Aranburu A, Gracia-Tellez A, Sharp WD, et al. Neandertal roots: Cranial and chronological evidence from Sima de los Huesos. Science. 2014; 344 (6190): 1358-63.
  3. Heilbrun M. The Neanderthals Rediscovered: How Modern Science Is Rewriting Their Story. Libr J. 2014; 139 [1]: 130-.
  4. Tattersall I. THE INVADERS How humans and their dogs drove Neanderthals to extinction. Tls-Times Lit Suppl. 2015 (5848): 8-.
  5. Herrera KJ, Somarelli JA, Lowery RK, Herrera RJ. To what extent did Neanderthals and modern humans interact? Biol Rev. 2009; 84 [2]: 245-57.
  6. Green RE, Krause J, Briggs AW, Maricic T, Stenzel U, Kircher M, et al. A draft sequence of the Neandertal genome. Science. 2010; 328 (5979): 710-22.
  7. Vernot B, Tucci S, Kelso J, Schraiber JG, Wolf AB, Gittelman RM, et al. Excavating Neandertal and Denisovan DNA from the genomes of Melanesian individuals. Science. 2016.
  8. Kuhlwilm M, Gronau I, Hubisz MJ, de Filippo C, Prado-Martinez J, Kircher M, et al. Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals. Nature. 2016; 530 (7591): 429-433.
  9. Die ersten Menschen. Augsburg: Weltbild Verlag GmbH; 2000.
  10. BBC News - Neanderthal genes 'survive in us'. News.bbc.co.uk. 2016. Available from: http://news.bbc.co.uk/2/hi/sci/tech/8660940.stm
  11. Dannemann M, Andres AM, Kelso J. Introgression of Neandertal- and Denisovan-like Haplotypes Contributes to Adaptive Variation in Human Toll-like Receptors. American journal of human genetics. 2016; 98 [1]: 22-33.
  12. Wolfe ND, Dunavan CP, Diamond J. Origins of major human infectious diseases. Nature. 2007; 447 (7142): 279-83.
  13. Prescott SL. Allergy Takes Its Toll: The Role of Toll-like Receptors in Allergy Pathogenesis. The World Allergy Organization journal. 2008;1[1]:4-8.
  14. Simonti CN, Vernot B, Bastarache L, Bottinger E, Carrell DS, Chisholm RL, et al. The phenotypic legacy of admixture between modern humans and Neandertals. Science. 2016; 351 (6274): 737-41.

 

-----

Bài đăng: 04/02/2016

Tags: 
Category: 

Add new comment

CAPTCHA
This question is for testing whether or not you are a human visitor and to prevent automated spam submissions.
Image CAPTCHA
Enter the characters shown in the image.