Αρχαιότερος από όσο πιστεύαμε ο Homo sapiens. Modern humans emerged more than 300,000 years ago new study suggests

Νέα ευρήματα υποδεικνύουν την εμφάνιση του σύγχρονου ανθρώπου εκατοντάδες χιλιάδες έτη νωρίτερα από τις βασικές εκτιμήσεις. A genomic analysis of ancient human remains from KwaZulu-Natal revealed that southern Africa has an important role to play in writing the history of humankind. Dr. Helena Malmström conducting on-site sampling of bone matrial in a mobil sampling lab. Credit: Uppsala University

Η εμφάνιση του άμεσου προγόνου μας, του «έμφρονος ανθρώπου» (Homo sapiens), έγινε στην Αφρική μάλλον παλαιότερα από ό,τι πίστευαν έως τώρα οι επιστήμονες. Μια νέα γενετική μελέτη από σουηδούς και Νοτιοαφρικανούς επιστήμονες τοποθετεί τις απαρχές του «Χόμο σάπιενς» πριν από 260.000 έως 350.000 χρόνια και όχι πριν από περίπου 200.000 χρόνια που ήταν η έως τώρα βασική εκτίμηση.

Τα ευρήματα

The skeletons were found and excavated in different places in the Kwa-Zulu Natal province, in South Africa. One particular site is the Ballito Bay site, where researchers obtained DNA from two individuals that lived 2,000 years ago.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον γενετιστή Ματίας Γιάκομπσον του Πανεπιστημίου της Ουψάλα και την καθηγήτρια προϊστορικής αρχαιολογίας Μαρλίζ Λόμπαρντ του Πανεπιστημίου του Γιοχάνεσμπουργκ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science», ανέλυσαν το γονιδίωμα επτά αφρικανών κυνηγών-τροφοσυλλεκτών που ζούσαν πριν από 300 έως 2.300 χρόνια. 

By tracing the genetic ancestry of Khoe-San people, experts have pushed this dating back to between 350,000 and 260,000 years ago.

Η ανάλυση του DNA τους οδήγησε στην εκτίμηση ότι ο εξελικτικός διαχωρισμός ανάμεσα στον Homo sapiens και στις άλλες ομάδες προγόνων του ανθρώπου έλαβε χώρα προ 260.000 έως 350.000 ετών. Η νέα εκτίμηση συμβαδίζει με την πρόσφατη ανακάλυψη απολιθωμάτων Homo sapiens στο Μαρόκο φέτος το καλοκαίρι, τα οποία χρονολογήθηκαν ότι ήσαν ηλικίας 300.000 έως 350.000 ετών. Συνεπώς και αυτά παραπέμπουν σε παλαιότερη ανάδυση του Homo sapiens από τους υπόλοιπους...συγγενείς.

Ο διαχωρισμός

The emergence of homo-sapiens has previously been estimated to have occurred around 200,000 years ago in Africa. But by tracing the genetic ancestry of Khoe-San people, experts have pushed this dating back to between 350,000 and 260,000 years ago.

Είχε προηγηθεί πριν από 600.000 έως 700.000 χρόνια ο εξελικτικός διαχωρισμός από τους Νεάντερταλ, οι οποίοι ακολούθησαν το δικό τους δρόμο, αλλά αργότερα εξαφανίσθηκαν. Οι επιστήμονες γενικά συμφωνούν ότι η ανθρωπότητα «γεννήθηκε» στην Αφρική, αλλά διαφωνούν στο πού ακριβώς και πότε συνέβη αυτό.

Με το πέρασμα του χρόνου και με τη συσσώρευση νέων στοιχείων, διαφαίνεται ότι το λίκνο των ανατομικά συγχρόνων ανθρώπων δεν ήταν αποκλειστικά η Ανατολική Αφρική όπως είχε αρχικά υποτεθεί, αλλά τείνει να επικρατήσει πλέον η θεωρία της παναφρικανικής καταγωγής, που υποστηρίζει την εμφάνιση του Homo sapiens επίσης στη Νότια και στη Βόρεια Αφρική, καθώς και σε άλλα σημεία της «μαύρης ηπείρου». Από την άλλη, η καταγωγή μας ωθείται συνεχώς πιο πίσω στο παρελθόν.

Πηγές: Carina M. Schlebusch, Helena Malmström, Torsten Günther, Per Sjödin, Alexandra Coutinho, Hanna Edlund, Arielle R. Munters, Mário Vicente, Maryna Steyn, Himla Soodyall, Marlize Lombard, Mattias Jakobsson. Southern African ancient genomes estimate modern human divergence to 350,000 to 260,000 years ago. Science, 28 Sep 2017 DOI: 10.1126/science.aao6266 - http://www.tovima.gr/science/technology-planet/article/?aid=904113

Νόμπελ Ιατρικής για τον μοριακό μηχανισμό που ελέγχει τον κιρκαδιανό ρυθμό. Nobel in physiology, medicine awarded to three Americans for discovery of ‘clock genes’

Jeffrey C Hall, Michael Rosbash and Michael W Young, who have been awarded the 2017 Nobel prize in Physiology or Medicine for ‘their discoveries of molecular mechanisms controlling the circadian rhythm’. Photograph: Chinese University Of Hong Kong Handout/EPA

Το εφετινό Βραβείο Νομπέλ Ιατρικής και Φυσιολογίας μοιράζονται τρεις αμερικανοί: ο Τζέφρι Χωλ (Jeffrey C. Hall) του Πανεπιστημίου του Μέιν, ο Μάικλ Ρόσμπαχ (Michael Rosbach) του Πανεπιστημίου Brandeis και ο Μάικλ Γιάνγκ (Michael W. Young) του Πανεπιστημίου Ροκφέλερ για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με τους μηχανισμούς που ελέγχουν τους κιρκαρδικούς ρυθμούς. Με άλλα λόγια, οι τρεις εφετινοί τιμώμενοι ανακάλυψαν πώς δουλεύει το εσωτερικό βιολογικό μας ρολόι.

Όλοι οι οργανισμοί που κατοικούν τον πλανήτη μας έχουν εξελιχθεί έτσι ώστε να συγχρονίζονται με την 24ωρη περιστροφή της Γης γύρω από τον εαυτό της. Και βεβαίως το ανθρώπινο είδος δεν αποτελεί εξαίρεση. Το γνωρίζει αυτό καλά όποιος έχει πάθει τζετ λαγκ! Δεν είναι όμως μόνο ο κύκλος του ύπνου και της εγρήγορσης που ρυθμίζεται από το βιολογικό μας ρολόι. Από αυτό εξαρτάται ο μεταβολισμός μας, η έκκριση ορμονών, η θερμοκρασία του σώματός μας, ακόμη και η συμπεριφορά μας.

Εξελικτική προσαρμογή

The circadian clock anticipates and adapts our physiology to the different phases of the day. Our biological clock helps to regulate sleep patterns, feeding behavior, hormone release, blood pressure, and body temperature. (The Nobel Assembly at Karolinska Institutet)

Η προσαρμογή των ζωντανών οργανισμών στον κύκλο της Γης είχε γίνει αντικείμενο παρατήρησης από τον 18ο αιώνα. Όσο όμως και αν οι επιστήμονες υποπτεύονταν την ύπαρξη ενός εσωτερικού ρολογιού, ο εντοπισμός του δεν ήταν εύκολη υπόθεση. Μόλις το 1970 διαπιστώθηκε η ύπαρξη γονιδίων που ήλεγχαν τους κιρκαρδικούς ρυθμούς στη δροσόφιλα (Drosophila melanogaster, μύγα του ξυδιού), ένα κλασικό πειραματόζωο ιδανικό για γενετικές μελέτες. Στην πραγματικότητα, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι οι μεταλλάξεις ενός συγκεκριμένου γονιδίου είχαν σαν αποτέλεσμα να διαταράσσεται ο κιρκαρδικός ρυθμός των πειραματοζώων. Δεν γνώριζαν όμως ποιο ήταν και τι ακριβώς έκανε αυτό το γονίδιο το οποίο για προφανείς λόγους ονόμασαν period (περιοδικότητα).

A simplified illustration of the feedback regulation of the period gene. The figure shows the sequence of events during a 24h oscillation. When the period gene is active, period mRNA is made. The mRNA is transported to the cell's cytoplasm and serves as template for the production of PER protein. The PER protein accumulates in the cell's nucleus, where the period gene activity is blocked. This gives rise to the inhibitory feedback mechanism that underlies a circadian rhythm. (The Nobel Assembly at Karolinska Institutet)

Το 1984, οι Χωλ και Ρόσμπαχ που εργαζόταν στο ίδιο εργαστήριο συνεργάστηκαν με τον Γιανγκ και απομόνωσαν το γονίδιο αυτό, ενώ λίγο αργότερα πέτυχαν να δείξουν ότι η πρωτεΐνη που κωδικοποιείται από το γονίδιο period (η οποία ονομάζεται PER) παράγεται κατά την διάρκεια της νύχτας και αποικοδομείται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Αυτή η κυκλική αυξομείωση της παραγωγής - αποικοδόμησης της πρωτεΐνης PER αποτελεί κομβικό «γρανάζι» του εσωτερικού ρολογιού των μυγών, αλλά και των ανθρώπων.

Αυτοσυντηρούμενος μηχανισμός

Michael Young, co-winner of the 2017 Nobel prize in medicine, speaking about his work on the circadian rhythm at the 2012 Canada Gairdner International Award.

Όπως συμβαίνει συχνά στην επιστήμη, η επίλυση ενός γρίφου γεννά ακόμη περισσότερα ερωτηματικά και το ίδιο έγινε και στην περίπτωση των τριών φετινών βραβευθέντων. Αμέσως μετά τον εντοπισμό και τη διαλεύκανση του ρόλου της πρωτεΐνης PER, το μεγάλο ερώτημα που έχριζε απάντησης ήταν: τι αναστέλλει την παραγωγή της πρωτεΐνης κατά τη διάρκεια της ημέρας; Την απάντηση έδωσε ο Γιάνγκ ο οποίος ανακάλυψε ένα ακόμη γονίδιο (το ονόμασε timeless και την πρωτεΐνη που κωδικοποιεί TIM) και κατέδειξε ότι η πρωτεΐνη TIM προσδένεται στην PER και μαζί εισέρχονται στον πυρήνα του κυττάρου όπου και ρυθμίζουν την έκφραση του γονιδίου period. Με άλλα λόγια, ο μηχανισμός ήταν αυτοσυντηρούμενος, αφού παρήγαγε τα ίδια του τα «γρανάζια»!

Όσο για τον συγχρονισμό του εσωτερικού μας ρολογιού, η εναλλαγή του φωτός και του σκοταδιού παίζουν κεντρικό ρόλο σε αυτό, όπως αποκαλύφθηκε χάρη στις εργασίες άλλων επιστημόνων στη συνέχεια.

Πηγές: https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2017/press.html - http://www.tovima.gr/science/article/?aid=904748