Сегодня люди — единственные сохранившиеся представители нашего рода Homo. В прошлом этого не было, поскольку наши предки делили планету с другими видами Homo. Было высказано предположение, что отбор гибридных особей помешал бы размножению этих видов, но сегодня такую гипотезу трудно проверить. Чтобы изучить этот вопрос, ученые воспользовались многолетним набором данных о двух видах бабуинов из бассейна Амбосели в Кении. Они обнаружили доказательства отбора против гибридного или смешанного происхождения, подобного тому, что было предсказано для предков гоминидов. Хотя доказательства отбора против гибридов были очевидны, ученые также обнаружили, что отдельные гибриды могут процветать.
Новый генетический анализ бабуинов на юге Кении показывает, что большинство из них несут в своей ДНК следы гибридизации. В результате скрещивания около трети их генетического состава состоит из генов другого, близкородственного вида.
Исследование проводилось в районе недалеко от национального парка Амбосели в Кении, где желтые бабуины время от времени встречаются и смешиваются со своими соседями-бабуинами-анубисами, живущими на северо-западе.
Исследователи наблюдают за этими животными почти ежедневно с 1971 года, отмечая, когда они спаривались с чужаками и как получающееся потомство жило на протяжении всей своей жизни в рамках исследовательского проекта Amboseli Baboon Research Project, одного из самых продолжительных полевых исследований диких приматов в мире.
Желтые бабуины имеют желто-коричневый мех с белыми пятнами на нижней стороне тела. У павианов анубисов зеленовато-серый мех, а самцы с косматой гривой вокруг головы. Хотя это отдельные виды, которые разошлись 1,4 миллиона лет назад, они могут скрещиваться там, где их ареалы перекрываются.
Судя по всему, потомки этих союзов прекрасно выживают. Пятьдесят лет наблюдений не выявили явных признаков того, что гибриды живут хуже своих собратьев. Некоторым даже лучше, чем ожидалось: бабуины, которые несут больше ДНК анубиса в своем геноме, созревают быстрее и формируют более прочные социальные связи, а самцы более успешны в поиске партнеров.
Но новые генетические данные, опубликованные 5 августа в журнале Science, показывают, что внешность может быть обманчивой.
Исследование проливает свет на то, как сохраняется разнообразие видов на Земле, даже когда генетические границы между видами размыты.
Межвидовое спаривание на удивление распространено среди животных, говорят ученые. Около 20-30% человекообразных обезьян, мартышек и других видов приматов скрещиваются и смешивают свои гены с другими.
Даже современные люди несут в себе смесь генов от ныне вымерших родственников. От 2% до 5% ДНК в наших геномах указывает на прошлую гибридизацию с неандертальцами и денисовцами, древними гоминидами, с которыми наши предки встречались и спаривались, когда мигрировали из Африки в Европу и Азию.
Эти связи оставили генетическое наследие, которое сохраняется и сегодня, влияя на риск депрессии, образования тромбов, даже на появление табачной зависимости или осложнений от COVID-19.
Исследователи хотели понять возможные недостатки и преимущества такого генетического смешения у приматов, включая людей. Но современные люди перестали скрещиваться с другими гоминидами десятки тысяч лет назад, когда вымерли все виды, кроме одного — Homo sapiens. Однако дикие бабуины Амбосели позволяют изучать гибридизацию приматов, которая все еще продолжается.
Исследователи проанализировали геномы около 440 бабуинов Амбосели, охватывающих девять поколений, в поисках фрагментов ДНК, которые могли быть унаследованы от бабуинов-анубисов.
Они обнаружили, что все бабуины в бассейне Амбосели на юге Кении сегодня представляют собой смесь, причем ДНК анубиса составляет в среднем около 37% их геномов. Некоторые из них имеют предков анубисов из-за скрещивания, которое произошло совсем недавно, в течение последних семи поколений. Но почти для половины из них смешение произошло еще раньше, сотни и тысячи поколений назад.
Данные показывают, что за это время определенные фрагменты ДНК анубиса дорого обошлись гибридам, которые их унаследовали, влияя на их выживание и размножение таким образом, что эти гены с меньшей вероятностью проявляются в геномах их потомков сегодня.
Такие результаты согласуются с генетическими исследованиями людей, которые предполагают, что наши ранние предки тоже заплатили цену за гибридизацию. Но что конкретно сделали гены неандертальцев и денисовцев, чтобы причинить нам вред, было трудно понять из ограниченных ископаемых и доступных свидетельств ДНК.
Исследователи говорят, что бабуины в Амбосели дают представление о затратах на гибридизацию. Используя секвенирование РНК для измерения активности генов в клетках крови бабуинов, исследователи обнаружили, что естественный отбор с большей вероятностью отсеет фрагменты заимствованной ДНК, которые действуют как переключатели, включая и выключая другие гены.
Следующим шагом, по словам ученых, является более точное определение того, что в конечном итоге влияет на способность этих гибридных бабуинов выживать и размножаться.
Геномные данные позволяют исследователям оглянуться назад на многие поколения и изучить исторические процессы, которые невозможно увидеть непосредственно в полевых условиях.
«Но вам нужно посмотреть на самих животных, чтобы понять, что на самом деле означают генетические изменения», — говорит автор исследования Дженни Танг. «Чтобы получить полную картину, нужны и полевые исследования, и генетика».
«Мы не говорим, что это то, что гены неандертальцев и денисовцев сделали с людьми. Но случай с бабуинами ясно дает понять, что геномные доказательства затрат на гибридизацию могут согласовываться с животными, которые не только выживают, но и могут процветают».
Исследование было опубликовано в журнале Science.