Ewolucja człowieka Ślady w ziemi i ślady w genach
Gdyby Ziemia istniała 1 rok 26 XII wymierają dinozaury 28 XII małpy 31 XII, 14:00 rozdzielenie linii przodków ludzi i szympansów 31 XII, 20:00 Homo erectus 31 XII, 23:30 nasi przodkowie opuszczają Afrykę 31 XII, 23:54 zasiedlenie Europy daty wg. http://www.uky.edu/kgs/education/geologictimescale.pdf
Złożone zagadki Odnaleziono wiele skamieniałości naczelnych, różne gatunki w tym samym czasie Trudno ustalić relacje między nimi Przodkowie, czy boczne odgałęzienia drzewa
Drzewo
Naczelne - filogeneza Człowiek Szympans Goryl Orangutan Gibon Makak milionów lat temu Makak Orangutan Goryl Bonobo Szympans Człowiek
Ostatni wspólny przodek ludzi i szympansów 6 7 mln. lat skamieniałości Trudno stwierdzić, do której linii dana skamieniałość należy 6 mln. lat analizy sekwencji Różne metody i modele dają różne wynik Raczej nie wcześniej niż 8 mln. lat temu Równie mało przypominał współczesnego szympansa, co człowieka
Sahelanthropus tchadensis - Toumaï Zachował się jedynie fragment czaszki Niepewne datowanie ~ 6-7 mln lat Zbliżony do wspólnego przodka ludzi i szympansów? Czaszka rozmiarów szympansa, ale proporcje bardziej ludzkie Z czasów specjacji? Boczna gałąź?
Orrorin tugenensis Odkrycie: 2001 Ok. 5-6 mln. lat temu Czy był przodkiem ludzi? Jeżeli tak, to czy Australopithecus był boczną linią? Niektóre cechy bardziej ludzkie niż u Australopithecus Czy był dwunożny? analiza kości przynajmniej częściowo tak Gdzie żył las czy sawanna? raczej las lub pogranicze
Ardipithecus ramidus - Ardi Odkrycie 1994, publikacja 2009 4,4 mln. lat Najstarszy właściwy hominid Przynajmniej częściowo dwunożny, Przodek Australopithecus (?)
Ardipithecus ramidus - Ardi
Ardipithecus i inni
Dyskusja Nie da się jednoznacznie stwierdzić, do której linii należały skamieniałości najstarszych hominidów linia prowadząca do człowieka linia prowadząca do innych współczesnych małp człekokształtnych linia, która wyginęła i nie ma współczesnych potomków
Australopiteki Grupa wielu gatunków gracylne i masywne 4 2 mln. lat temu A. afarensis Lucy (~3,6 mln lat) A. africanus Mrs. Ples Dziecko z Taung A. boisei - Olduvai
Australopithecus sediba Opisany w 2010, Wiek: ~ 2 mln. lat Cechy pośrednie między Australopithecus a Homo
Australopithecus sediba Pojemność czaszki bliższa australopitekom (~420 cm 3 ), ale pewne cechy anatomiczne (kształt mózgu) bliższe Homo różnicowanie półkul język? http://www.sciencemag.org
Przodkowie człowieka - scenariusze Australopithecus afarensis -> Homo habilis A. sediba boczna linia A. africanus -> A. sediba -> Homo A. afarensis boczna linia
Homo Ok. 2,3 mln. lat temu starsze od A. sediba któryś był boczną linią Narzędzia kultury Olduvai (1,9 mln. lat) Homo habilis Homo erectus, H. ergaster (pitekantropy) 1,5 mln. lat temu, wymarł 70 tys. lat temu Pierwsi opuścili Afrykę Posługiwali się ogniem Łowiectwo (oszczepy) Narzędzie sprzed 1,8 mln. lat z Olduvai British Museum Struktury społeczne?
Homo Odkryte niedawno w Gruzji (Dmanisi) skamieniałości (~1,8 MYA) sugerują, że H. habilis, H. ergaster i H. rudolfensis mogły być jednym gatunkiem - H. erectus Na podstawie zmienności morfologicznej (nie ma danych genetycznych)
Kolebka ludzkości Australopithecus afarensis (Lucy) najstarsze ślady Homo (szczęka ~ 2,3 mln lat) Australopithecus, Homo habilis, H. erectus, H. sapiens Australopithecus africanus A. sediba
Kolebka ludzkości
Ponad milion lat temu
Pierwsi migranci
Hipoteza multiregionalna = hipoteza ciągłości regionalnej
Hipoteza multiregionalna Przodkowie człowieka, którzy opuścili Afrykę ponad milion lat temu ewoluowali na różnych kontynentach Następowała wymiana genetyczna (ciągłość) między populacjami regionalnymi
Model OAR (czyli Out of Africa Replacement)
Model OAR Out of Africa Pożegnanie z Afryką Ok. 200 000 lat temu jedna z populacji przodków człowieka (to już był H. sapiens) rozpoczęła migrację z Afryki na pozostałe kontynenty Nowi migranci wyparli żyjące już w tych regionach hominidy potomków wcześniejszych migracji i nie mieszali się z nimi Wszyscy współcześni ludzie są potomkami tych ostatnich migrantów
Badania mtdna mtdna jest wysoce zmienny, zwłaszcza w obszarach niekodujących (pętla D) Ponieważ mtdna dziedziczy się jako jedna jednostka genetyczna (dziedziczenie tylko od matki) określone układy polimorfizmów dziedziczą się razem haplotypy Haplogrupy (zbiory haplotypów o określonych wspólnych polimorfizmach) korelują z historią populacji ludzkich narzędzie w antropologii, kryminalistyce itp.
Drzewo i dystrybucja haplogrup mtdna
Dystrybucja haplotypów chromosomu Y Jobling & Tyler-Smith (2003) Nature Rev. Genet. 4, 598-612
Wyniki analiz mtdna i chromosomu Y Drzewo ewolucyjne mtdna i haplotypów Y jest zakorzenione w populacjach afrykańskich Czas od rozejścia się współcześnie żyjących linii (TMRCA) -150 000 200 000 lat Wyniki wspierają hipotezę OAR (niedawne afrykańskie pochodzenie ludzi)
O co chodzi w teorii OAR Nie o to, że pochodzimy z Afryki afrykańskie pochodzenie hominidów jest w praktycznie wszystkich modelach Nie o to, że wywodzimy się od 1 kobiety ( Ewy ) jesteśmy potomkami jednej populacji, linie każdego genu (a więc i mtdna) muszą się zbiegać w którymś momencie! Ostatni wspólny przodek wszystkich ludzi żył stosunkowo niedawno (~200 tys. lat temu) w Afryce, był to człowiek współczesny (H. sapiens) Hominidy, które wcześniej opuszczały Afrykę to nie nasi przodkowie, tylko boczne linie
Dane genetyczne Nie ma danych genetycznych dla gatunków sprzed miliona i więcej lat Granica możliwości analiz antycznego DNA: ~100 000 lat (a nawet do ~400 000 lat) Są dane genetyczne dla H. neanderthalensis i innych
Neandertalczyk Żył w Europie i środkowo-zachodniej Azji jeszcze ok. 35 000 lat temu Równolegle z H. sapiens (Cro- Magnon) Linie człowieka i neandertalczyka rozdzieliły się ~ 600 000 lat temu Pojawił się w Europie wcześniej, niż H. sapiens (wcześniejsza migracja) Kultura (pochówki), narzędzia, prawdopodobnie mowa Wikimedia commons, Anthropological Institute, University of Zürich
Wyniki analizy genomu z 2010 Potwierdzenie, że ostateczna dywergencja populacji ~270-440 tys. lat temu Analiza polimorfizmów Neandertalczyk bardziej podobny do mieszkańców Eurazji, niż Afryki
Analizy ndna
Czy człowiek i Neandertalczyk się krzyżowali? Większe podobieństwo do mieszkańców Eurazji niż Afryki ok. 4% genomów Eurazji z polimorfizmami podobnymi do Neandertalczyka Prawdopodobnie dochodziło do krzyżowania przodków mieszkańców Eurazji z Neandertalczykami Wkład Neandertalczyka w genom człowieka jest bardzo niewielki Brak śladów wkładu człowieka do genomu Neandertalczyka
Scenariusze To, że podobieństwo N. do Europejczyków, Azjatów i Papuasów jest takie samo wskazuje na scenariusz 3 Krzyżowanie z przodkami E, A i PNG, na obszarze bliskiego Wschodu Do krzyżowania dochodziło bardzo rzadko niewielki wkład efekt fali szybka ekspansja populacji kolonizującej wzmacnia wkład z krzyżowania z populacją natywną
Nie tylko Neandertalczyk Szczątki z jaskini Denisowa (Ałtaj) Współcześni Neandertalczykom Prawdopodobnie grupa siostrzana Ślady krzyżowania z ludzkimi migrantami w populacjach Oceanii Epizody krzyżowania podczas migracji do Azji Pd.-Wsch.
Krzyżowanie z H. sapiens Wyniki sekwencjonowania genomu Denisowian z 2013 sugerują krzyżowanie z populacjami H. sapiens, H. neanderthalensis i innym, nieopisanym gatunkiem
Tajemnice Denisowian Sekwencje mtdna z fragmentu kości sprzed 400 000 lat z Hiszpanii (Sima de los Huesos) - większe podobieństwo mtdna do Denisowian, niż Neandertalczyków kości i zęby morfologicznie podobniejsze do neandertalskich wspólny przodek Denisowian i Neandertalczyków? odrębna linia?
Wnioski Model OAR zasadniczo utrzymany, ale nie taki prosty, jak się zdawało Mogło dochodzić do krzyżowania się migrantów z populacjami osiadłymi wcześniej tylko we wczesnych fazach migracji
Nie taka prosta historia mtdna współczesnych Europejczyków różni się od mtdna Europejczyków sprzed 10 000 lat fala migracji neolitycznej kolejne fale migracji podobnie mtdna wczesnych i późnych Neandertalczyków się różni dowody na dużą wsobność u Neandertalczyków w Europie (nieliczna populacja)