オックスフォード大学出版局がジャーナル「ゲノム生物学と進化」に掲載した新しい論文は、ネアンデルタール人の祖先からの遺伝物質が、今日の一部の人々の「早起き傾向」、つまり早起きと早寝を好むタイプの人々の原因となっている可能性があることを発見した。

解剖学的には、すべての現生人類の起源は約 30 万年前のアフリカにまで遡り、そこでは環境要因が人類の生物学的特徴の多くを形成しました。約 7 万年前、現生ユーラシア人類の祖先はユーラシアへの移住を開始し、そこで日光や気温の季節変動が大きい高緯度地域など、さまざまな新しい環境に遭遇しました。

しかし、ネアンデルタール人やデニソワ人などの他の大型類人猿は、40万年以上ユーラシアに住んでいます。これらの古代人類は約 70 万年前に現生人類から分岐したため、私たちの祖先と古代人類は異なる環境条件で進化しました。その結果、私たちの祖先とヒト族は異なる環境条件下で進化し、系統固有の遺伝的変異と表現型を蓄積しました。人類がユーラシアに到来したとき、大陸の古代人類と交配したため、人類はこれらの新しい環境に適応した遺伝子変異を獲得する可能性が生まれました。

古代人類の遺伝子と現代人の特徴

これまでの研究では、現生人類の古代人類の祖先のほとんどは非生産的であり、自然選択によって排除されたことが示されているが、人類集団に残る古代人類の変異体の一部には適応の証拠が示されている。例えば、古代の遺伝的変異は、高地に住むチベット人のヘモグロビンレベル、新しい病原体に対する免疫抵抗力、皮膚の色素沈着レベル、脂肪組成の違いに関連していると考えられています。

光のパターンとレベルの変化は、進化的適応につながる生物学的および行動的な影響を与える可能性があります。科学者たちはこれまで、昆虫、植物、魚の概日リズム適応の進化を広範囲に研究してきましたが、人間については研究していませんでした。ネアンデルタール人やデニソワ人が何十万年も住んでいたユーラシアの環境は、現生人類がアフリカを出る前に進化した環境よりも緯度が高く、日照時間の変動が大きかった。そこで研究者らは、ネアンデルタール人と現生人類が異なる概日時計を持っているという遺伝的証拠があるかどうかを調査した。

研究方法と結果

研究者らは文献検索と専門知識を組み合わせて、246 個の概日リズム遺伝子セットを特定しました。彼らは、概日時計に関与する遺伝子に影響を与える可能性のある、各人種に特有の遺伝的変異を何百も発見した。研究者らは、人工知能の手法を用いて、古代人類のスプライシングを変化させた可能性のある変異を含む28の概日遺伝子と、現生人類と古代人類の間で差次的に調節されている可能性がある16の概日遺伝子を浮き彫りにした。

これは、古代人と現代人の概日時計の間に機能的な違いがある可能性を示唆しています。ユーラシアの現生人類の祖先はネアンデルタール人と交配したため、一部の人類はネアンデルタール人から概日リズムの変異を獲得した可能性があります。

これを検証するために、研究者らは英国バイオバンクの数十万人からなる大規模集団を対象に、導入された遺伝子変異（ネアンデルタール人から現生人類に受け継がれた遺伝子変異）が覚醒と睡眠に対する体の嗜好と関連しているかどうかを調査した。彼らは、睡眠の好みに影響を与える多くの導入されたバリアントを発見しました。そして最も驚くべきことに、これらのバリアントは一貫して早起きの傾向を増加させることを発見しました。これは、他の動物で観察された高緯度への適応と一致して、この形質が方向性を持っていることを示唆しています。

人間の早起き傾向の増加は、概日リズムの短縮と関連しています。これは、睡眠/覚醒を外部の時間の合図により迅速に合わせることが示されているため、高緯度では有益であると考えられます。ショウジョウバエは、高緯度での夏の日照時間の延長に同調するために概日周期を短くする必要があり、概日周期を短くするための選択により、緯度が高くなるにつれて天然のショウジョウバエ個体群の緯度クローンが減少することになる。

したがって、導入された変動における早起きの傾向は、高緯度に住む集団における短縮された概日リズムの選択を示している可能性があります。早起きする傾向は、ヨーロッパの高緯度に住んでいた私たちの先祖にとって進化上の利点であった可能性があり、したがってネアンデルタール人では保存する価値のある遺伝的形質でした。

この論文の筆頭著者であるジョン・A・キャプラ氏は、「古代のDNA、現生人類の大規模な遺伝研究、人工知能を組み合わせることにより、ネアンデルタール人と現生人類の概日リズムシステムには実質的な遺伝的差異があることを発見した。その後、現生人類のゲノムに残るネアンデルタール人のDNA断片を分析することで、「我々は驚くべき傾向を発見した。これらの遺伝子の多くは現生人類の概日リズム遺伝子の制御に影響を与えており、主な遺伝子の制御に影響を与えている」と述べた。これらの影響の方向性としては、現代人はますます早起きする傾向が見られるということです。この変化は、高緯度での生活が動物の概日時計に及ぼす影響と一致しており、これにより概日時計が季節の光のパターンの変化により早く一致するようになる可能性があります。」

次のステップには、これらの分析をより多様な現生人類集団に適用すること、モデル系で見つかったネアンデルタール人の変異型が概日時計に及ぼす影響を調査すること、同様の分析を他の潜在的な適応形質に適用することが含まれる。

コンパイルされたソース: ScitechDaily