Ana sayfa 148. Sayı Modern insan popülasyonlarında arkaik izler: Diğer insan türleriyle ne kadar karıştık?

Modern insan popülasyonlarında arkaik izler: Diğer insan türleriyle ne kadar karıştık?

305
PAYLAŞ

N. Ezgi Altınışık

Günümüz verileriyle anatomik olarak modern insanın kökeni Afrika’ya, 200 bin yıl öncesine dayanır. Homo sapiens’in tarih sahnesine çıktığında, yaşayan tek insan türü olmadığı biliniyor. Dünya üzerinde geçirdiği 200 bin yıl içerisinde modern insanın, Homo neanderthalis ve Denisovan gibi arkaik homininler ile gen alışverişinde bulunduğu ve karıştığı tespit edildi. Bu gen akışı, göç ettiği bölgelere uyum sağlaması açısından önemli katkılar sunmuştur.

Evrimsel genomik, yaşamın genetik kayıtları üzerine kurulmuş, yaşayan türlerden en son evrimsel ortak ataya (LUCA: Last Universal Common Ancestor) kadar olan tüm canlıların birbirleriyle ilişkilerini ve evrimsel süreçlerini ortaya koyan1 ve birçok bilimsel alandan beslenen bilim dalıdır. 20. yüzyıldan itibaren kalıtım materyali DNA’nın yapısının keşfi ile aynı yüzyılın sonunda yaşanan teknolojik ilerleme, büyük genomik veriler üzerinde çalışmayı mümkün kılmıştır. Günümüzde türlerin arasında ne kadar gen akışı olduğu ve bu gen akışının ne zaman gerçekleştiği belirlenebilmektedir.

Evrimsel genomiğin ilgilendiği en temel kavramlardan biri biyoçeşitliliktir. En genel tanımıyla biyoçeşitlilik, Yerküre’de yaşayan tüm karasal ve denizel organizmaların tür içi ve türler arası; ayrıca var olan ekosistemler arasındaki biyolojik değişiklikleri kapsayan terimdir2. Bu tanımlama çerçevesinde, ilk hipotetik atasal formdan itibaren canlılar, genetik materyallerinde meydana gelen değişimlerle biyoçeşitliliği üretmeye başlamışlardır. Tüm bu değişimler, evrimsel süreçleri besleyerek türleşmeye yol açar.

Tüm organizmalar yaşadıkları ekosistem ile ilişki içindedir. Ancak söz konusu organizma insan olduğunda, çalışmanın bir düzleminin de kültür olması kaçınılmaz hale gelir. Zira eş seçiminden dilin kullanımına, toplumsal ilişkilerden alet becerisine kadar birçok kültürel faktör insanın biyokültürel evriminde söz sahibidir, bu da disiplinler arası çalışmaları zorunlu kılar. İnsan evrimsel genomiği, antropoloji, linguistik, paleoklimatoloji, tarih ve hatta yöntemsel açıdan bilgisayar bilimleri ile işbirliği halinde çalışır.

Genetik çeşitliliği etkileyen faktörler

Genetik çeşitlilik, popülasyon genetiği araştırmalarının temel konusudur. Genetik çeşitliği ölçen en temel birim olan allel sıklığını etkileyen birçok faktör vardır. Bunlardan en önemlileri mutasyon, rekombinasyon, doğal seçilim, genetik sürüklenme ve göçtür. Söz konusu etkilerin bir kısmı genetik çeşitliliğin kaynağı, bir kısmı ise çeşitliliği azaltan faktörler arasındadır. Bu şekilde canlılığın devamı için gereken denge sağlanmış olur.

Mutasyon, genetik materyalin diziliminde meydana gelen değişimlerdir ve çeşitliliği ortaya çıkaran en önemli faktör olarak bilinir. Her bir mutasyon, tek bir hücrede meydana gelir. Eğer mutasyon üreme hücrelerinde gerçekleşirse yavrulara aktarılabilir, dolayısıyla soyoluşu takip eden evrimsel çalışmalarda kullanılabilir. Diğer tüm süreçleri dışlayıp, sadece mutasyon düşünüldüğünde, mutasyonun meydana geldiği allelin sıklığı, yeni bir allelin oluşması nedeniyle düşer, bu da genetik çeşitliliğin artmasına neden olur.

Diğer bir faktör olan rekombinasyon, mayoz bölünme sırasında meydana gelen ve popülasyonların çevreye adaptasyonunu sağlayan, kromozomlardaki parça değişimidir. Söz konusu parça değişimi, farklı bağlantılı allellerden yeni bir allel kombinasyonu oluşturarak genetik çeşitliliğin artmasında rol oynar.3

Mutasyon ve rekombinasyon, genetik materyali fiziki olarak değiştirme yoluyla çeşitliliği artırırken, genetik sürüklenme allel sıklığını değiştirerek çeşitliliği azaltır. Her yeni nesilde rasgele seçilen bir grup allel bir sonraki nesle aktarılır. Dolayısıyla, bir önceki nesildekinden daha az miktarda allel yeni nesillere aktarılmış olur. Bu da aktarılan allellerin sayısının bir önceki nesle göre azalmasına ve sıklıklarının artmasına sebep olur. Bu durumda, genetik sürüklenme çeşitliliğin azalmasına sebep olur.

Genetik çeşitliliğin azalması, popülasyon boyutunun herhangi bir nedene bağlı olarak hızla küçülmesi yoluyla da gerçekleşebilir. Özellikle insan popülasyonlarının şekillenmesinde, darboğaz ve kurucu etkileri önemli rol oynar.

İnsan popülasyonlarının genetik özelliklerinin çeşitlenmesinde en önemli etkilerden biri de göçtür. Göç, popülasyonların çeşitli coğrafyalar arasındaki hareketleridir. Göçün insan popülasyonlarının genetiğine etkisi açısından birden fazla biçimi vardır ve bunlar genellikle literatürde birbirlerinin yerine kullanıldığından karmaşaya yol açar.1

Eğer göç, daha önce insan türünün bulunmadığı bir coğrafyaya hareket şekilde gerçekleştiyse bu kolonizasyon olarak adlandırılır. Burada genetik açıdan söz konusu olan, kurucu etkisidir. Daha önce burada, insan popülasyonlarına ait bir genetik karakter bulunmadığından, yerleşen yeni popülasyonun sınırlı genetik kaynağı, yeni popülasyonun şekillenmesinde kurucu bir etkiye sahip olacaktır. Bu popülasyon, daha önce ayrıldığı popülasyondaki tüm genetik karakterleri taşıyamayacağı için, yeni coğrafyada genetik çeşitlilik bir öncekine göre azalmış olur. Kolonizasyon, insanlık tarihinde birden fazla kez gerçekleşmiştir. İlk olarak, Homo sapiens’in Afrika’dan çıkışı bu duruma örnek olarak gösterilebilir. Bugün hâlâ Afrika’daki genetik çeşitlilik diğer coğrafyalara göre daha fazladır.4 Bir diğer örnek ise yaklaşık 15 bin yıl önce Bering Boğazı’ndan Amerika kıtasına geçiştir.

Afrika’dan çıkışın hemen ardından Homo sapiens ile Neandertal arasında gen akışı gerçekleşti.

Bir diğer göç biçimi ise, daha önce insanlar tarafından hâlihazırda yerleşilmiş coğrafyalara kitlesel harekettir. Bu tür göç biçiminde, göç alan ve göç eden iki farklı popülasyon bulunur ve bu popülasyonlar arasında gen akışı gerçekleşir. Bu gen akışı çeşitliliği artıran bir faktör olarak rol oynar.  Mutasyon, rekombinasyon ve genetik sürüklenmenin aksine göç, çoğunlukla popülasyonlar arası değil, popülasyon içi allel sıklıklarında değişime yol açar.1 İngiltere’ye MS 400’lerde gerçekleşen Anglosakson göçleri bu duruma örnek gösterilebilir.5

İnsanın genetik tarihi

Modern insanın kökeni, birçok bilim dalının ortak çalışmasıyla belirlenebilmektedir. Önceleri birçok farklı görüş ortaya atılmış olsa da bugün modern insanın Afrika’da günümüzden yaklaşık 200 bin yıl önce ortaya çıktığı ve gezegenin diğer bölgelerine yayıldığı bilim dünyası tarafından kabul edilmektedir.6 (Tablo 1) Antropolojik, morfolojik, genetik ve linguistik çalışmaları, Homo sapiens’in Dünya üzerindeki yolculuğunu ve evrimsel açıdan yakın akrabalarıyla ilişkilerini incelemeye devam etmektedir.

Tablo 1. İnsanın kısa tarihi(1)

20. yüzyılda genetik biliminin gelişmesi, insanın evrimsel tarihine ilişkin çalışmalarda yeni bir kapı aralamıştır. Bu anlamda ilk geniş ölçekli çalışma, 1987 yılında Rebecca Cann ve arkadaşlarının, 147 bireye ait mitokondriyal genomu incelemesidir. Çalışma, yaşayan tüm insanların mitokondriyal kökeninin Afrika’ya dayandığını göstermiştir.7 Bu çalışmanın sonuçları, o günlerde hâlâ tartışmalı bir konu olan insanın kökenine dair önemli bir bakış açısı sağlaması açısından önem taşır.

Aynı yıllarda, organizmanın canlılığının sonlanmasından sonra bazı dokularda DNA’nın korunabileceği fikri ortaya atılmış ve ilk antik DNA çalışmaları sonuç vermeye başlamıştır. 1990’ların ortalarında Homo neanderthalis’e ait ilk DNA parçası dizilenerek, soyu tükenmiş en yakın insan türü olan Neandertal hakkında, genetik veriler elde edilebileceği gösterilmiştir.8 Aynı dönemlerde İnsan Genom Projesi (İGP) de hız kazanmış ve 2000’lerin başında ilk sonuçları açıklanmıştır. İGP’nin başarılabilmesi için gereken teknolojinin kümülatif bir şekilde gelişmesi, tüm genetik çalışmalarında köşe taşı olarak değerlendirilmektedir. 2010 itibariyle, artık birçok türün genomu dizilenmiş ve geliştirilen farklı yaklaşıklarla bu genomlar analiz edilebilir hale gelmiştir.

Tüm bu gelişmeler ışığında, 2010 yılında ilk Neandertal taslak genomu yayınlanmıştır.9 Bu çalışma, morfolojik yollarla elde edilemeyen birtakım önemli sonuçları bilim dünyasının ilgisine sunmuştur. Daha önceleri Neandertallerle modern insan arasında gen akışı olmadığı düşünülürken,10 bu çalışmanın en önemli ve dikkat çeken sonuçlarından biri, bugün Afrika dışında yaşayan insanların genomunun farklı bölgelerinde Neandertallere ait bir miktar DNA parçasının bulunduğunun belirlenmesidir.

Bu çalışmanın hemen ardından Sibirya’daki Denisovan Mağarası’nda yapılan arkeolojik çalışmalar sırasında bulunan, bir hominine ait parmak ve diş fosillerinden söz konusu homininin genomu dizilenmiştir.11 Bu bireye ait tanımlayıcı bir iskelet parçası bulunamadığından hangi türe ait olduğu morfolojik çalışmalarla belirlenememiştir. Genomunun dizilenmesiyle yeni bir hominin türü olduğu belirlenmiş ve Denisovan ismi verilmiştir. Nükleer genom çeşitliliğinin Neandertallerden daha fazla, modern insandan daha az olduğu belirlenmiştir.12 Dahası, Malinezya ve Okyanusya’da yaşayan popülasyonların bir kısmının, genomunda Denisovan’a ait DNA parçaları taşıdığı tespit edilmiştir.13 (Şekil 1)

1. Arkaik homininlerden modern insana gen akış şeması.(11)

Aynı dönemde, son yılların insan evrimsel genetiği açısından, yapılan en büyük projelerden biri olan 1000 Genom Projesi başlamıştır. Söz konusu projenin ilk fazıyla birlikte insanın popülasyon tarihi ayrıntılı bir biçimde ortaya çıkmaya başlamış, sonuçlara göre, çeşitliliğin en fazla Afrika’da, onu takiben Avrupa ve Asya’da olduğu anlaşılmıştır.4 İnsanın Afrika’da, diğer kıtalara yayılmadan önce geçirdiği süre göz önünde bulundurulduğunda bu sonuç oldukça anlamlıdır. Daha önce de söz edildiği gibi, göç sırasında var olan tüm genetik çeşitlilik göç edilen bölgeye taşınamayacağından, diğer kıtalarda çeşitliliğin görece az olması beklenen bir sonuç olarak değerlendirilebilir. 2015 yılında sonlanan bu projenin sonucunda, beş kıtadan 2504 bireye ait genom dizilenmiş, elde edilen verilerle insan popülasyonunun genetik haritası oluşturulmuştur.14 Veriler üzerinde analizler devam etmektedir.

Yapılan çalışmaların sonuçları bir araya getirildiğinde insanın kısa tarihi şu şekilde özetlenebilir:

– İnsansılar yaklaşık 7 milyon yıl önce şempanzenin ortak atalarından ayrılmıştır.

– Yaklaşık 1 milyon yıl önce Neandertal ve modern insanın ataları, Denisovan’ın atalarından ayrılmıştır.

Homo sapiens ve Neandertal’in ortak ataları yaklaşık 460 bin yıl önce ayrılmıştır.

Homo sapiens yaklaşık 200 bin yıl önce Afrika’da ortaya çıkmıştır.

– Yaklaşık 90-120 bin yıl önce Arap Yarımadası’na geçerek Afrika’dan ilk kez çıkmış, ancak bu göç diğer kıtalara yayılamamıştır.

– Yaklaşık 50-70 bin yıl önce tekrar Afrika’dan çıkan modern insan, diğer Eski Dünya kıtalarına yayılmaya başlayıp, ~40 bin yıl önce Avustralya’ya ulaşmıştır.

– Afrika’dan çıkışın hemen ardından Homo sapiens ile Neandertal arasında gen akışı gerçekleşmiştir. Bu nedenle, bugün Afrika dışında yaşayan popülasyonlarda ~%1-4 oranında Neandertal DNA’sı gözlenmektedir.

– Avrupa’ya giden göç yolu ile Asya’ya giden grup ayrıştıktan bir süre sonra, tahminlere göre Güneydoğu Asya’da modern insan ile Denisovan arasında gen akışı gerçekleşmiştir. Bunun sonucu olarak bazı Malinezya ve Okyanusya popülasyonlarının genomunda ~%4-7 oranında Denisovan katkısı tespit edilmiştir.

– Daha yakın bir tarihte, ~15 bin yıl önce Sibirya ile Amerika arasında, o dönemler kara köprüsü olan Bering Boğazı’ndan Amerika’ya geçişler başlamıştır. Son yapılan çalışmalar, burada farklı zamanlarda birden fazla göçün gerçekleştiğini, en az iki farklı kurucu popülasyon olduğunu göstermektedir.15

Tüm bu sonuçlar, genetik çalışmalarla birlikte, arkeolojik ve linguistik bulgularla da desteklenmektedir. Özellikle linguistik evrimin izi sürülerek yapılan çalışmalar, genetik kayıtlarla örtüşmektedir.16

Modern insan genomunda arkaik kalıntılara ait en önemli örneklerden biri Tibetlilerde bulunan Denisovan benzeri bölgelerdir.

Modern insan ile arkaik homininlerin karışması

Neandertal ve modern insanın atalarının ayrışmasından sonra, iklim değişimlerinin de etkisiyle Afrika ve Avrupa popülasyonlarının arasında meydana gelen coğrafi izolasyon, bu iki popülasyonun türleşmesinde büyük rol oynamıştır. Böylece, Avrupa’da türleşen Neandertallerle Afrika’dan henüz çıkmamış olan Homo sapiens arasında uzunca bir süre etkileşim gerçekleşmemiştir. Modern insanın Afrika’dan çıkmasıyla ilk karşılaşmanın Orta Doğu’da gerçekleştiği düşünülmektedir. Ortaya atılan bu savın en önemli dayanağı, bugün Afrika dışında yaşayan neredeyse tüm popülasyonlarda çeşitli oranlarda Neandertal DNA’sı tespit edilmiş olmasıdır. Yapılan çalışmalarda söz konusu ilk karşılaşma ve karışmanın, yaklaşık 47-65 bin yıl önce gerçekleştiği düşünülse de son yapılan çalışmalar ilk karşılaşmanın tahmin edilenden binlerce yıl önce gerçekleştiğini göstermektedir.17 Orta Doğu’dan dünyanın geri kalanına yayılan modern insana, henüz bölgeden çıkmadan Neandertallerden gen akışının gerçekleştiği düşünülmektedir.

Henüz yeni yapılan, Avrupa’nın genetik tarihini aydınlatmaya yönelik bir antik DNA çalışmasında,18 araştırıcılar Avrupa’da ~45 bin ila ~7 bin yıl önce yaşamış olan modern insan genomlarını inceleyerek Neandertal katkısının değişimini incelediler. Çalışmanın sonuçlarına göre, modern insandaki Neandertal katkısı yıllar içerisinde anlamlı bir düşüş göstermektedir. (Şekil 2) Bunun nedeni doğal seçilimin genel anlamda Neandertal kökenli genlerin aleyhine çalışması olabilir. Örneğin, yakın zamanda yapılan Neandertallere ait Y kromozomunun dizilendiği başka bir çalışmada, modern insanın Y kromozomunda Neandertal katkısına rastlanmamıştır.19 Bu da özellikle modern insana özgü, “insanı insan yapan” gen bölgelerindeki arkaik katkıların genomda barınamadığını göstermesi açısından önemlidir.

Şekil 2. Modern insanda zaman içerisinde değişen Neandertal katkısı (18)

Benzer biçimde, Malinezya ve Okyanusya popülasyonları, Denisovan’a ait DNA parçaları taşımaktadır. Ancak Denisovanlara dair bulunan fosiller henüz sınırlı miktarda olduğundan yeterli çalışma yapılamamış, türün genetik çeşitliliği tam olarak bilinemediğinden popülasyon tarihi ortaya konamamıştır. Bu nedenle, en önemli örneklerine Sibirya’da rastlanan bu türün, modern insanla nerede karşılaştığı henüz tartışma konusudur. Sadece Malinezya ve Okyanusya popülasyonlarında Denisovan katkısının görülmesi, bu bölgeye yerleşmeden hemen önce, tahminen Güneydoğu Asya’da karşılaştıklarını düşündürmektedir.

Arkaik homininlerden modern insana gen akışının olduğu belirlendikten sonra, akla gelen en önemli sorulardan biri, bu DNA parçalarının modern insan genomuna dağılım örüntüsüne ilişkindi. Daha önce DNA parçalarının bir kısmının genomdan atıldığını belirtmiştik. Buna rağmen yapılan bazı çalışmalar geçen genlerin bir kısmının pozitif doğal seçilime uğradığını ve popülasyonlarda birtakım fenotipik özellikler üzerinde etkili olduğunu göstermiştir. Bu doğal seçilim, patojen, diyet, sosyal organizasyon veya yeni coğrafyalara adaptasyon gibi çevresel özelliklere bağlı olarak gerçekleşmiştir.

Yapılan ilk önemli çalışmalardan birinde,20 bağışıklık sistemi reseptörlerinin oluşumunda rol oynayan HLA geninin Neandertal ve Denisovan allellerinden etkilendiği bildirilmiştir. MHC (Major histocompatibility complex) ailesine ait olan ve yüksek oranda polimorfizm gösteren HLA-A, HLA-B ve HLA-C genlerinin coğrafi dağılımı incelendiğinde, özellikle HLA-B*73 allelinin Afrika popülasyonlarında bulunmadığı, frekansının Batı Asya’da yoğunlaştığı ve diğer bölgelerde görece daha ender rastlandığı tespit edilmiştir. Benzer şekilde, HLA-A ve C genlerine ait Denisovan’da bulunan bazı allellerin Malinezya ve Papua Yeni Gine popülasyonlarında sıklıkla görüldüğü belirlenmiştir. Başka bir çalışmada, yine bir bağışıklık sistemi geni olan STAT2 gen bölgesinde arkaik izlere rastlanmıştır.21

Arkaik homininlere ait bağışıklık sistemi allellerinin seçilimi, Afrika’da bulunan patojenlere karşı bağışıklık sistemi şekillenmiş olan modern insanın, göç ettiğinde karşılaştığı yeni patojenlere adaptasyonunu sağlamıştır. Bu adaptasyonun insanlık tarihi açısından önemi oldukça büyüktür, zira daha sonraları bağışıklık sistemini yöneten başka gen bölgesinde de arkaik hominin katkısı bildirilmiştir.22–24 Bu çalışmalar, bağışıklık sistemi yolaklarının nasıl çalıştığını ve bağışıklık sisteminin evrimini anlamak için elzemdir. Aynı zamanda birtakım hastalıkların fenotipinde değişikliğe yol açtığından,23 modern insanda arkaik genom parçalarını araştırmak bu hastalıkların da anlaşılmasını sağlar.

Neandertal benzeri bölgeler (NLS) içeren bir başka gen grubu lipit katabolizmasını düzenleyen gen bölgeleridir.25 Neandertal benzeri bölgeler, tüm Afrika-dışı popülasyonlarda bulunsa da Avrupalı popülasyonların lipit katabolizmasıyla ilişkili genlerinde yaklaşık üç kat daha fazladır. Asya’da bu allellerin sınırlı olması, Avrupa’nın tarih öncesi çevresel koşullarına uyum için bu genlerin etkisinin önemli olduğunu göstermektedir. Dahası, NLS içeren allellerin obezite, diyabet gibi kimi hastalıkların Avrupalı fenotipinde etkili olduğu bildirilmiştir. Benzer bir durum, Sibirya’da yaşayan Ket popülasyonunda da gözlenmiş, et ağırlıklı beslenen bu popülasyonun aminoasit metabolizmasında rol oynayan bazı allellerinde Neandertal katkısı bulunmuştur.26

Modern insan genomunda arkaik kalıntılara ait en önemli örneklerden bir diğeri Tibetlilerde bulunan Denisovan benzeri bölgelerdir. Yüksek rakımlarda bulunan yerleşim bölgelerinin oksijence fakir olduğu bilinmektedir. Bu bölgelerde kısa süreli bulunan insanlarda hemoglobin miktarının artması bilinen bir modifikasyon türüdür. Yaklaşık 4 bin metre yükseklikteki Tibet platosunda yaşayan popülasyonda durum bundan farklıdır. Deniz seviyesine göre % 40 daha az oksijen ihtiva etmesine rağmen, Tibetli popülasyonlardaki hemoglobin artışı oldukça sınırlıdır.27 Hemoglobin artışının, aynı zamanda kanın yoğunluğunu artırması ve birtakım kardiyak hastalıklara yol açması bu duruma neden olarak gösterilmektedir.

Tüm bunlardan yola çıkılarak yapılan bir çalışmada28 EPAS1 geninin haplotipinin Tibetli popülasyonda, dünyanın diğer bölgelerindeki haplotiplerden oldukça farklı olduğu tespit edilmiştir. Söz konusu haplotipin Tibetliler haricinde, sadece Denisovan’da ve çok az miktarda Han Çinlileri’nde bulunduğu saptanmıştır. Bu durum, Han Çinlileri ile Tibetlilerin ayrışma tarihinden önceki bir tarihte Denisovan ile gen akışının gerçekleştiğini ve yüksek rakıma adaptasyon anlamında avantaj sağlayan EPAS1 geninin doğal seçilim yoluyla Tibetlilerde frekansının arttığını göstermektedir.

Modern insan genomunda Neandertal katkısını geniş ölçekte inceleyen bir başka çalışmada,29 keratin filamentlerini etkileyen genlerde pozitif seçilime rastlanmıştır. Aynı çalışmada, Neandertal’den geçtiği düşünülen genlerin, testislerdeki anlatımında anlamlı derecede düşüş gözlemlendiği, X kromozomunda genomun diğer bölgelerine göre 5 kat daha az bulundukları saptanmıştır. Bu durum, Neandertal katkısının doğurganlığı etkilediğini göstermesi bakımından önemlidir.

Sonuç olarak, arkaik homininlerle modern insanın “adaptif melezlenme” adı da verilen karışması, birden fazla kez gerçekleşmiş ve modern insan genomunda birden fazla bölgeyi etkilemiştir. Adaptif melezlenme, bağışıklık sistemi, pigmentasyon, yüksek rakıma uyum, birtakım metabolizma genleri ve karakterize edilmemiş bazı fonksiyonları etkilemiştir.30 Bu şekilde, genetik çeşitliliği artıran yeni bir kaynak olarak, modern insanın göç ettiği yeni coğrafyalara uyum sağlamasında etkin rol oynamıştır. İnsan genomunda arkaik izlerin araştırılmasında yeni istatistiksel yöntemlerin geliştirilmesiyle, bu çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Yeni yayınlanan genom verileri de söz konusu karışma örüntülerini tespit etmek için önemli bir kaynaktır. Bu bölgelerin tam olarak haritalanması, insanlık tarihinin yanında hastalıkların moleküler tarihini aydınlatmada da önemli bir parametre olacaktır.

İnsan karışmaları nasıl belirleniyor?

İnsan karışım örüntüleri, çok sayıda insana ait genom karşılaştırılarak tespit edilir. Tek bir insan genomunun ~3,5 milyar baz çiftinden oluştuğu düşünülürse, böylesine büyük bir verinin bilgisayar bilimleri olmadan analiz edilmesi düşünülemez. Bu nedenle birçok bilim dalından araştırmacıların bir araya gelerek yaptıkları çalışmalar sonucu, insanlık tarihi araştırmalarında kullanılmak üzere birtakım istatistiksel yöntemler ortaya çıktı. Bu yöntemler temelde, karşılaştırılan genomların paylaştıkları allellerin değerlendirilmesine dayanır, buradan popülasyon düzeyinde sonuçlara ulaşılır. Bu amaçla kullanılan güncel istatistiksel yöntemler ve yazılımlardan bazıları, D-testi, üçlü popülasyon testi, ADMIXTURE analizi, fineSTRUCTURE, ender varyant analizi olarak sıralanabilir.

Yöntemlere dair ileri okumalar:

– Lawson, D. J., Hellenthal, G., Myers, S. & Falush, D. Inference of population structure using dense haplotype data. PLoS Genet. 8, e1002453 (2012).

– Patterson, N., et al. Ancient admixture in human history. Genetics, 192(3), 1065-1093. (2012).

– Schiffels, S. et al. Iron Age and Anglo-Saxon genomes from East England reveal British migration history. Nat. Commun. 7, 10408 (2016).

Kaynaklar

1) Jobling, M., Hollox, E., Hurles, M., Kivisild, T. & Tyler-Smith, C. Human Evolutionary Genetics: Origins, Peoples & Disease. (Garland Science, 2014).

2) Millennium Ecosystem Assessment. Ecosystems and Human Well-being: Biodiversity Synthesis. Ecosystems 86, (2005).

3) Hartl, D. L. & Clark, A. G. Principles of Population Genetics. (Sinauer Associates, 2007).

4) Consortium, 1000 Genomes Project et al. A map of human genome variation from population-scale sequencing. Nature 467, 1061-1073 (2010).

5) Schiffels, S. et al. Iron Age and Anglo-Saxon genomes from East England reveal British migration history. Nat. Commun. 7, 10408 (2016).

6) Templeton, A. Out of Africa again and again. Nature 416, 45-51 (2002).

7) Cann, R. L., Stoneking, M. & Wilson, A. C. Mitochondrial DNA and human evolution. Nature 325, 31–6 (1987).

8) Krings, M. et al. Neandertal DNA Sequences and the Origin of Modern Humans. Cell 90, 19-30 (1997).

9) Green, R. E. et al. A Draft Sequence of the Neandertal Genome. Science (80-. ). 328, 710–722 (2010).

10) Currat, M. & Excoffier, L. Modern humans did not admix with Neanderthals during their range expansion into Europe. PLoS Biol. 2, e421 (2004).

11) Reich, D. et al. Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature 468, 1053–60 (2010).

12) Sawyer, S. et al. Nuclear and mitochondrial DNA sequences from two Denisovan individuals. Proc. Natl. Acad. Sci. (2015). doi:10.1073/pnas.1519905112

13) Reich, D. et al. Denisova Admixture and the First Modern Human Dispersals into Southeast Asia and Oceania. Am. J. Hum. Genet. 89, 516–528 (2011).

14) Birney, E. & Soranzo, N. Human genomics: The end of the start for population sequencing. Nature 526, 52–53 (2015).

15) Skoglund, P. et al. Genetic evidence for two founding populations of the Americas. Nature 525, 104-110 (2015).

16) Haak, W. et al. Massive migration from the steppe was a source for Indo-European languages in Europe. Nature 522, 207-211 (2015).

17) Kuhlwilm, M. et al. Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals. Nature 530, 429-433 (2016).

18) Fu, Q. et al. The genetic history of Ice Age Europe. Nature advance on, (2016).

19) Mendez, F. L., Poznik, G. D., Castellano, S. & Bustamante, C. D. The Divergence of Neandertal and Modern Human Y Chromosomes. Am. J. Hum. Genet. 98, 728-734 (2016).

20) Abi-Rached, L. et al. The shaping of modern human immune systems by multiregional admixture with archaic humans. Science 334, 89–94 (2011).

21) Mendez, F. L., Watkins, J. C. & Hammer, M. F. A haplotype at STAT2 Introgressed from neanderthals and serves as a candidate of positive selection in Papua New Guinea. Am. J. Hum. Genet. 91, 265-74 (2012).

22) Deschamps, M. et al. Genomic Signatures of Selective Pressures and Introgression from Archaic Hominins at Human Innate Immunity Genes. Am. J. Hum. Genet. 98, 5-21 (2016).

23) Dannemann, M., Andrés, A. M. & Kelso, J. Introgression of Neandertal- and Denisovan-like Haplotypes Contributes to Adaptive Variation in Human Toll-like Receptors. Am. J. Hum. Genet. 98, 22-33 (2016).

24) Vernot, B. et al. Excavating Neandertal and Denisovan DNA from the genomes of Melanesian individuals. Science (80-. ). 352, 235-239 (2016).

25) Khrameeva, E. E. et al. Neanderthal ancestry drives evolution of lipid catabolism in contemporary Europeans. Nat. Commun. 5, 3584 (2014).

26) Flegontov, P. et al. Genomic study of the Ket: a Paleo-Eskimo-related ethnic group with significant ancient North Eurasian ancestry. Sci. Rep. 6, 20768 (2016).

27) Beall, C. M. et al. Hemoglobin concentration of high-altitude Tibetans and Bolivian Aymara. Am. J. Phys. Anthropol. 106, 385-400 (1998).

28) Huerta-Sánchez, E. et al. Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA. Nature 512, 194-7 (2014).

29) Sankararaman, S. et al. The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans. Nature 507, 354-7 (2014).

30) Racimo, F., Sankararaman, S., Nielsen, R. & Huerta-Sánchez, E. Evidence for archaic adaptive introgression in humans. Nat. Rev. Genet. 16, 359-71 (2015).