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東アジアの人々はどのようにして
「氷河期」に適応したのか?
中国人科学者が遺伝子マッピングと
遺伝子進化を解析

来源 中国新聞網 2021年5月27日  

东亚人群如何适应“冰河时代”?
中国科学家解析遗传图谱和基因演化

中国新闻网 2021年05月27日

翻訳(原語・中国語):青山貞一 (東京都市大学名誉教授)
 独立系メディア E-wave Tokyo 2021年5月31日 公開
 

2021年5月27日 23:16 ソース:中国新闻网参与互动参与互动

 論文の筆頭著者である中国科学院古生物学研究所准研究員のマオ・シャオウェイ氏が研究成果を発表した。 中国通信社 孫子発

 北京 5月27日 【新華社】 数万年前の氷河期というと、アニメ映画『アイス・エイジ』シリーズに登場する古代人のイメージや、マンモスやサーベルタイガーなど、今は絶滅したアニメ動物の共存を連想する人もいるだろう。

 氷河期」の東アジアの人々の実生活はどうだったのか?

 最後の極寒期(最終氷期、約26,500~19,000年前)の気候にどのように適応したのか。

 このような疑問は、長い間、学界の関心事であった。

最終氷期の前後における東アジア北部の人口動態。 写真提供:研究チーム
  40,000年にわたる東アジア北部の人口動態のマッピング


 中国の科学者たちは、4万年にわたる初期の人類の古ゲノムデータを研究し、最終氷期全体をカバーすることで、4万年にわたる東アジア北部の集団の人口動態を系統的にマッピングした。

 このことは、氷期の東アジア北部の集団における適応的な遺伝的変異と関連遺伝子の選択メカニズムを調査するための新しいアイデアと証拠を提供している。 また、東アジア北部の集団の遺伝的歴史に関する研究のギャップを埋めるものでもある。

 本研究の結果、北京天元洞人に関連する集団は、最終氷期以前の3万年以上前に東アジア北部に広まっていたこと、東アジア北部と南部の集団の遺伝的分化は、従来の研究よりも1万年近く早い1万9千年前に始まったこと、黒竜江流域の集団の遺伝的連続性は、従来の研究よりも6千年早い1万4千年前に始まったこと、東アジア北部の集団の適応的な遺伝的変化は、以下のように一致することが明らかになった。

 東アジア北部の集団における適応的な遺伝子変異は、髪の毛が太いなどの典型的な東アジア人の身体的特徴と関連している。


最終氷期の前後における東アジア北部の人口動態を示した図。 写真提供:研究チーム


フー・キアメイ(Qiaomei Fu)研究員とマオ・シャオウェイ(Xiaowei Mao)副研究員に、最新の研究成果とその意義や意味合いについてインタビューした。 中国新聞社 Photo by Sun Zifa

 写真左のフー・キアメイ研究員と右のマオ・シャオウェイ副研究員に、最新の研究成果とその意義や影響についてインタビューした。 中国通信社 孫子発

  この古人類学上の大発見は、中国科学院脊椎動物・古人類学研究所(IAP)のフー・キアメイ研究員と雲南大学のチャン・フーカイ教授の研究グループによるもので、北京時間の5月27日夜、国際的に有名な学術雑誌『Cell』のオンライン版に掲載された。

東アジアで最も長い時間軸を持つ古代ゲノムの研究における4つの大きな成果

 論文の筆頭著者である中国科学院古生物学研究所の毛小偉准研究員によると、今回の研究では、黒龍江省で3万3千年前から3千4百年前までの初期人類25サンプル(うち11サンプルは1万年以上前のもの)の古生物学的データを入手し、最先端の実験的古生物学的手法で解析しました。


東アジア北部の集団の混合遺伝構造のモデル。 写真提供:研究チーム

 まず、以前に北京の天元洞人化石のゲノム配列と合わせて、Qiaomei Fu氏のチームが行った進化遺伝学と集団遺伝学の解析により、約3万3千年前のゲノム番号AR33Kが4万年前の天元洞人のゲノム番号と類似していることが明らかになり、最終氷期以前に天元洞人関連の集団が東アジア北部に広く存在していたことがわかった。

 次に、最終氷期の気候変動が東アジア北部の人口にどのような影響を与えたかをさらに詳しく調べるため、本研究では、19,000年前の最終氷期の終わりに生存していたAR19K個体の古ゲノムを解析した。 これは最終氷期前後の東アジアからの初めてのヒトゲノムであり、データは約19,000年前に東アジア北部の人口に特定の変化が起きたことを示唆している。

 すなわち、これまで広く存在していた天元突破人に関連する集団が消滅し、古代の東アジア北部の集団がこの時期に、すでに黒竜江省に存在していた可能性がある。 この結果は、これまでの研究で判明していた東アジアの南北集団の遺伝的分化の時期(9,500年前)を1万年近く早めることになる。


東アジア北部の人口動態を芸術的に表現したもの。

東アジア北部の集団における集団力学の進化を芸術的に表現している。

 第三に、最終開花氷河期の後、東アジア北部の集団がどのように移動したかが注目されているが、研究チームが黒竜江流域の16人の約14,000~9,000年前のゲノムデータを調べたところ、黒竜江流域の集団の遺伝的連続性は、従来の研究で提案されていた時期よりも6,000年も前の14,000年前に始まった可能性があることがわかった。

 この発見は、黒竜江流域の土器やヒスイが1万5千年前に初めて出現したという考古学的記録と一致する。 さらに、14,000年前の最終氷期以降に生きていたAR14Kの個体は、東アジアの祖先成分と古代シベリアの集団が混ざった遺伝的起源(アメリカ大陸以外のネイティブアメリカンの集団と最も関連性が高い)とより一致することが分かった。

 第4に、東アジア北部の集団における適応的な遺伝的変化を調べている。この集団では、EDAR遺伝子にV370A変異があり、粗い髪の毛、より多くの汗腺、シャベル型の切歯など、東アジア人の典型的な身体的特徴と関連していることがわかっている。

 本研究では、東アジアの大規模な古代集団のゲノムを調べることで、この遺伝子の出現時期と考えられる選択メカニズムをより直接的かつ深く明らかにした。 EDAR遺伝子のV370A変異は、最終氷期以前のテニアンの穴居人とAR33Kの個体を除いて、AR19Kを含む既知の古東アジア集団で発生していることが判明し、この遺伝子の変異率が最終氷期の終わりかその直後に上昇した可能性が示唆された。


初期のヒトゲノムサンプルの地理的・年代的情報。 写真提供:研究チーム

 この研究のための初期のヒトゲノムサンプルの地理的な位置と年代の情報。 写真提供:研究チーム

東アジアの集団を対象とした古生物ゲノム研究の急速な発展

 Fu Qiaomei氏は、氷河期、特に最後の大氷期の気候変動が、ヨーロッパの集団の移動や集団規模の変化に影響を与えたことが研究で明らかになっており、考古学的な証拠からも、高緯度・高高度に位置するアジアの集団の歴史に同様の影響を与えたことが示唆されているが、関連する遺伝学的な証拠や対象となる研究が不足していると指摘した。

 「この時期、特に最終氷期前後の東アジア北部の集団は、劇的な気候変動の結果、それに対応した人口の入れ替わりや移動の交換が行われたのか? 東アジアの人々は、この時代の環境適応に関連した特定の遺伝子を持っていたのか? これらは、東アジア人の遺伝子構成に関する重要な疑問であり、早急に調査する必要があり、非常に難しい問題である。」

 また、東アジアの集団に関する古生物学的研究は、古生物学的技術や遺伝子解析の進歩、古生物学チームと考古学機関との複数の学際的な共同研究により、急速に発展しているという。

 本研究は、4万年にわたる東アジアでの初めての大規模なヒト古ゲノム研究であり、古ゲノムを用いて東アジア集団の重要な表現形質の進化的起源を適応の観点から探り、4万年前から3,400年前までの東アジア北部の集団のダイナミックな遺伝的歴史を明らかにしたもので、東アジアの集団と環境との関係をさらに探究するための重要な遺伝的証拠となるものである。



編集者:Bian Liqun 中国新聞網