Informacije

15.18: Evolucija ljudi - Biologija

15.18: Evolucija ljudi - Biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Porodica Hominidae iz reda primata uključuje hominoidi: veliki majmuni (slika 1). Pojam hominin koristi se za označavanje onih vrsta koje su evoluirale nakon ovog razdvajanja linije primata, označavajući time vrste koje su bliže ljudima nego čimpanzama. Hominini su bili pretežno dvonožni i uključuju one grupe koje su vjerovatno dale nastanak naše vrste - uključujući Australopithecus, Homo habilis, i Homo erectus—i one grupe nepredaka koje se mogu smatrati „rođacima“ modernih ljudi, kao što su neandertalci. U posljednjih nekoliko godina, međutim, pronađeno je mnogo novih fosila i jasno je da je često bilo više vrsta živih u bilo kojem trenutku i da mnogi pronađeni fosili (i imenovane vrste) predstavljaju vrste hominina koje su izumrle. i nisu predaci modernih ljudi.

Vrlo rani Hominini

Tri vrste vrlo ranih hominida su se pojavile u vijestima u posljednjih nekoliko godina. Najstariji od ovih, Sahelanthropus tchadensis, datiran je prije skoro 7 miliona godina. Postoji jedan primjerak ovog roda, lubanja koja je bila površinski nalaz u Čadu. Fosil, koji se nezvanično naziva "Toumai", mozaik je primitivnih i evoluiranih karakteristika, pa je nejasno kako se ovaj fosil uklapa u sliku dobivenu molekularnim podacima, naime da je linija koja vodi do modernog čovjeka i modernih šimpanzi očito podijelila oko 6 miliona prije mnogo godina. Trenutno se ne misli da je ova vrsta predak modernog čovjeka.

Druga, mlađa vrsta, Orrorin tugenensis, također je relativno nedavno otkriće, pronađeno 2000. godine. Postoji nekoliko primjerakaOrrorin. Nije poznato da li Orrorin je bio ljudski predak, ali ta mogućnost nije isključena. Neke karakteristike Orrorinipak su sličniji onima modernih ljudi nego australopiti Orrorin je mnogo stariji.

Treći rod, Ardipithecus, otkriven je 1990-ih, a naučnici koji su otkrili prvi fosil otkrili su da neki drugi naučnici ne vjeruju da je organizam dvonožac (dakle, ne bi se smatrao hominidom). U proteklim godinama pojavilo se još nekoliko primjeraka Ardipithecus, klasificiran kao dvije različite vrste, pokazao je da je organizam dvonožan. Opet, status ovog roda kao ljudskog pretka je neizvjestan.

Rani Hominini: Rod Australopithecus

Australopithecus (“južni majmun”) je rod hominina koji je evoluirao u istočnoj Africi prije otprilike 4 miliona godina i izumro prije oko 2 miliona godina. Ovaj rod nam je od posebnog interesa jer se smatra da je naš rod, rod Homo, evoluirao iz Australopithecus prije oko 2 miliona godina (nakon što je vjerovatno prošao kroz neka tranziciona stanja). Australopithecus imao niz karakteristika koje su bile sličnije velikim majmunima nego modernim ljudima. Na primjer, seksualni dimorfizam bio je više pretjeran nego kod modernih ljudi. Mužjaci su bili do 50 posto veći od ženki, što je omjer sličan onom koji se vidi kod modernih gorila i orangutana. Nasuprot tome, moderni muški muškarci su otprilike 15 do 20 posto veći od ženki. Veličina mozga od Australopithecus u odnosu na njegovu tjelesnu masu također je bila manja od modernog čovjeka i sličnija onoj koja se vidi kod velikih majmuna. Ključna karakteristika koja Australopithecus zajednički sa modernim ljudima bio je bipedalizam, iako je vjerovatno da je to tako Australopithecus takođe provodi vreme na drveću. Otisci stopala hominina, slični onima modernih ljudi, pronađeni su u Laetoliju u Tanzaniji i datirani prije 3,6 miliona godina. Pokazali su da su hominini u vrijeme Australopithecus hodali uspravno.

Postojao je niz Australopithecus vrste, koje se često nazivaju australopiths. Australopithecus anamensis živio prije oko 4,2 miliona godina. Više se zna o drugoj ranoj vrsti, Australopithecus afarensis, koji je živio prije između 3,9 i 2,9 miliona godina. Ova vrsta pokazuje trend u ljudskoj evoluciji: smanjenje denticije i vilice u veličini. A. afarensis (Slika 2) imali su manje očnjake i kutnjake u odnosu na majmune, ali oni su bili veći od onih modernog čovjeka.

Veličina mozga mu je bila 380-450 kubnih centimetara, otprilike veličine mozga moderne čimpanze. Takođe je imao prognatske čeljusti, koja je relativno duža čeljust od one modernog čovjeka. Sredinom 1970-ih, fosil odrasle žene A. afarensis pronađen je u regiji Afar u Etiopiji i datiran je prije 3,24 miliona godina (slika 3). Fosil, koji se nezvanično naziva "Lucy", značajan je jer je to bio najcjelovitiji fosil australopita koji je pronađen, sa 40 posto skeleta.

Australopithecus africanus živio prije između 2 i 3 miliona godina. Imao je vitku građu i bio je dvonožac, ali je imao snažne kosti ruku i, poput drugih ranih hominida, možda je proveo značajno vrijeme na drveću. Mozak mu je bio veći od mozga A. afarensis na 500 kubnih centimetara, što je nešto manje od jedne trećine veličine modernog ljudskog mozga. Druge dvije vrste, Australopithecus bahrelghazalii Australopithecus garhi, dodani su na popis australopita posljednjih godina.

Slijepa ulica: Rod Paranthropus

Australopiti su imali relativno vitku građu i zube pogodne za meku hranu. U posljednjih nekoliko godina pronađeni su fosili hominida različitog tipa tijela i datirani prije otprilike 2,5 miliona godina. Ovi hominidi iz roda Paranthropus, bili su relativno veliki i imali su velike brušenje zuba. Njihovi kutnjaci pokazali su jako trošenje, što ukazuje na to da su imali grubu i vlaknastu vegetarijansku prehranu, za razliku od dijelom mesoždera australopita. Paranthropus uključuje Paranthropusrobustus Južne Afrike, i Paranthropusaethiopicus i Paranthropusboisei istočne Afrike. Hominidi iz ovog roda su izumrli prije više od milion godina i ne smatra se da su preci modernih ljudi, već članovi evolucijske grane na stablu hominina koja nije ostavila potomke.

Rani Hominini: Rod Homo

ljudski rod, Homo, prvi put se pojavio prije između 2,5 i 3 miliona godina. Dugi niz godina fosili vrste tzv H. habilisbili su najstariji primjeri u rodu Homo, ali 2010. nova vrsta tzv Homo gautengensis je otkriven i možda je stariji. U poređenju sa A. africanus, H. habilis imao niz karakteristika sličnijih modernim ljudima. H. habilis imao je vilicu koja je bila manje prognatična od australopita i veći mozak, 600-750 kubnih centimetara. Kako god, H. habilis zadržao neke karakteristike starijih vrsta hominina, kao što su duge ruke. Ime H. habilis znači "ručnik", što je referenca na kameno oruđe koje je pronađeno sa njegovim ostacima.

Pogledajte ovaj video o paleontologici iz Smithsoniana Briani Pobiner koja objašnjava vezu između jedenja mesa homininima i evolucijskih trendova.

YouTube element isključen je iz ove verzije teksta. Možete ga pogledati online ovdje: pb.libretexts.org/biom2/?p=607

H. erectus pojavila se prije otprilike 1,8 miliona godina (slika 4). Vjeruje se da potječe iz istočne Afrike i bila je prva vrsta hominina koja je migrirala iz Afrike. Fosili od H. erectus pronađeni su u Indiji, Kini, na Javi i u Europi, a u prošlosti su bili poznati kao "Java čovjek" ili "Pekinški čovjek". H. erectus imao brojne značajke koje su bile sličnije modernim ljudima od onih H. habilis. erectus bio je veći od ranijih hominina, dostizao je visinu do 1,85 metara i težio do 65 kilograma, što su veličine slične onima modernih ljudi. Njegov stupanj spolnog dimorfizma bio je manji od ranijih vrsta, pri čemu su mužjaci 20 do 30 posto veći od ženki, što je blizu razlika u veličini koja se vidi kod naše vrste. erectus imao veći mozak od ranijih vrsta sa 775–1.100 kubnih centimetara, što je u usporedbi s 1.130–1.260 kubnih centimetara viđenih u mozgu modernog čovjeka. erectus takođe je imao nos sa nosnicama okrenutim nadole, sličnim modernim ljudima, umesto nosnica okrenutih prema napred kod drugih primata. Dulje nosnice okrenute prema dolje omogućuju zagrijavanje hladnog zraka prije nego što uđe u pluća i možda su bile prilagodba hladnijoj klimi. Pronađeni artefakti sa fosilima H. erectus sugerišu da je to bio prvi hominin koji je koristio vatru, lovio i imao svoju bazu. erectus općenito se smatra da je živio do prije otprilike 50.000 godina.

Ljudi: Homo sapiens

Brojne vrste, koje se ponekad nazivaju arhaičnim Homo sapiens, očito evoluirao iz H. erectus počevši pre oko 500.000 godina. Ove vrste uključuju Homo heidelbergensis, Homo rhodesiensis, i Homo neanderthalensis. Ovi arhaični H. sapiens imao je veličinu mozga sličnu onoj modernih ljudi, u prosjeku 1.200-1.400 kubnih centimetara. Od modernih ljudi razlikovali su se po debeloj lobanji, istaknutom obrvu i bradi koja se povlači. Neke od ovih vrsta preživjele su do prije 30 000–10 000 godina, preklapajući se sa modernim ljudima (slika 5).

Postoji značajna debata o porijeklu anatomski modernih ljudi ili Homo sapiens sapiens. Kao što je ranije rečeno, H. erectus emigrirali su iz Afrike u Aziju i Evropu u prvom velikom migracijskom valu prije oko 1,5 miliona godina. Smatra se da su moderni ljudi nastali u Africi H. erectus i migrirali su iz Afrike prije otprilike 100.000 godina u drugom velikom migracijskom valu. Tada su moderni ljudi zamijenjeni H. erectus vrste koje su migrirale u Aziju i Evropu u prvom valu.

Ova evolucijska vremenska linija je podržana molekularnim dokazima. Jedan pristup proučavanju porijekla modernog čovjeka je ispitivanje mitohondrijske DNK (mtDNA) iz populacija širom svijeta. Budući da se fetus razvija iz jajeta koje sadrži mitohondrije svoje majke (koje imaju svoju, nenuklearnu DNK), mtDNK se u potpunosti prenosi kroz majčinu liniju. Mutacije u mtDNK sada se mogu koristiti za procjenu vremenske linije genetske divergencije. Dobiveni dokazi sugeriraju da svi moderni ljudi imaju mtDNK naslijeđenu od zajedničkog pretka koji je živio u Africi prije oko 160.000 godina. Drugi pristup molekularnom razumijevanju ljudske evolucije je ispitivanje Y kromosoma, koji se prenosi s oca na sina. Ovi dokazi ukazuju na to da su svi muškarci danas naslijedili Y kromosom od muškarca koji je živio u Africi prije otprilike 140.000 godina.


Evoluciona biologija za 21. vek

Muzej komparativne zoologije i Odsjek za organizmsku i evolucijsku biologiju, Univerzitet Harvard, Cambridge, Massachusetts, Sjedinjene Američke Države, Odsjek za molekularnu i ćelijsku biologiju, Univerzitet Harvard, Cambridge, Massachusetts, Sjedinjene Američke Države

Odjel za biokemiju i biofiziku, Kalifornijski univerzitet, San Francisco, Kalifornija, Sjedinjene Američke Države

Odjel za ekologiju i evolucijsku biologiju, Sveučilište Yale, New Haven, Connecticut, Sjedinjene Američke Države

Pripadnosti Muzej zoologije kralježnjaka, Kalifornijski univerzitet, Berkeley, Kalifornija, Sjedinjene Američke Države, Australijsko nacionalno sveučilište, Canberra, Australija

Odsjek za biologiju, Univerzitet u Rochesteru, Rochester, New York, Sjedinjene Američke Države

Odeljenje za biologiju pridruženog fakulteta, Univerzitet Stanford, Stanford, Kalifornija, Sjedinjene Američke Države

Odsek za biologiju, Univerzitet u Minhenu, Minhen, Nemačka

Odjel za biologiju, Univerzitet Missouri, St. Louis, Missouri, Sjedinjene Američke Države

Afilijacija Prirodnjački muzej Floride, Univerzitet Floride, Gainesville, Florida, Sjedinjene Američke Države

Odsjek za ekologiju, evoluciju i biologiju mora, Univerzitet Kalifornije, Santa Barbara, Kalifornija, Sjedinjene Američke Države


Zahvalnice

Želim da se zahvalim Susan Anton, Melinda Zeder, Tim Lewens, Polly Wiessner, Tim Ingold, Robert Sussman, Kim Sterelny, Jeffery Peterson, Celia Deane-Drummond i Marc Kissel za njihov utjecaj na teme i sadržaj u ovom članku i organizatorima 'Novi trendovi u evolucijskoj biologiji: biološke, filozofske i društvene nauke perspektive', čiji su pokrovitelji Kraljevsko društvo i Britanska akademija, na njihovom ljubaznom pozivu za učešće. Takođe zahvaljujem uredniku časopisa Fokus na interfejsu i dva anonimna recenzenta za značajne i efikasne kritike i komentare ranijih verzija ovog članka. Agustin Fuentes je odgovoran za 100% razvoja i pisanja ovog članka.


Model

Osnovni model, zbog BR, smatra populaciju u kojoj svaki pojedinac ima jednu od dvije moguće kulturne varijante: A ili B. Skup od n (n = 3,4, ...) pojedinaca iz roditeljske generacije utječe na kulturnu osobinu potomstvo. Vjerovatnoća da je potomak A kada postoji j uzora tipa A je Pr potomak A | j uzori A = j n + D (j) n. [2] Funkcija D ( j ) , gdje je j = 0,1,2 , …, n , određuje jačinu frekventno zavisne pristranosti u skupu od n uzora, među kojima su j tipa A. Kao što je istaknuto prema BR, koeficijenti usklađenosti D ( j ) imaju sljedeća svojstva: D ( 0 ) = D ( n ) = 0 , [3a] D ( n − j ) = − D ( j ) forj = 0,1 , … , n. [3b]

Eq. 3a jednostavno znači da se kulturni tip potomstva poklapa s onim uzora kada svi potonji imaju isti kulturni tip u ovim slučajevima, nema greške u prijenosu, a prijenos je samo od uzora. Eq. 3b tvrdi simetriju prijenosa između dva kulturna tipa, A i B.

U roditeljskoj populaciji, neka je p frekvencija tipa A. Zatim, budući da se n uzora bira nasumično, broj uzora A ima binomsku raspodjelu s parametrima n i p. Kako je D ( 0 ) = D ( n ) = 0 i 0 < jn + D (j) n < 1, j = 1,2, …, n − 1, [4a] moramo imati − j < D ( j) & lt n - j, j = 1,2,…, n - 1, [4b] i ako je n parno, D (n 2) = D (n - n 2) = - D (n 2) = 0. Tada je p ′, frekvencija A u sljedećoj generaciji, p ′ = ∑ j = 0 njn + D ( j ) nnjpj ( 1 − p ) n − j , [5] i p ′ = p + ∑ j = 0 n D (j) nnjpj (1 - p) n - j. [6] BR (kutija 7.4) ističe da je jednadžba. 6 može se zapisati i u obliku p ′ = p + ∑ j = k n D ( j ) n n j p j ( 1 − p ) n − j − p n − j ( 1 − p ) j . [7] U nastavku, uzimamo k = n 2 + 1 kada je n parno i k = n + 1 2 kada je n neparno.

Napisimo jednadžbu 7 u obliku p ′ = p + F n (p), [8] tada imamo sljedeći rezultat.

Rezultat 1.

F n ( p ) = ( 2 p − 1 ) G n ( z ) gdje G n (z) je polinom u smislu z = p (1 - p) i G n (0) = 0.

Ravnoteža i stabilnost bez izbora.

Gore navedeni model odgovara slučaju gdje nema odabira o kulturnim obilježjima. Sada istražujemo moguće ravnoteže rekurzivne jednadžbe. 8 i kada su stabilni. Iz rezultata 1, kao p ′ = p + F n ( p ) , gdje je F n ( p ) = ( 2 p − 1 ) G n ( z ) i G n ( z ) je polinom u z = p ( 1 − p ) sa G n ( 0 ) = 0, jasno je da su p * = 0, p * = 1 i p * = 1 2 tačke ravnoteže. Njihovi uslovi stabilnosti navedeni su u rezultatu 2, čiji je dokaz u SI Dodatak, odjeljak B.

Rezultat 2.

1) Ako D ( 1 ) < 0 , onda oboje p * = 0 i p * = 1 su lokalno stabilne. Ako D (1) & gt 0, oba su lokalno nestabilna.

2) Ako − 2 n − 1 < ∑ j = k n − 1 D ( j ) n n j ( 2 j − n ) < 0 , onda p * = 1 2 lokalno je stabilan inače, nije lokalno stabilan.

Dakle, ako je vjerojatnost prijenosa jednog različitog uzora (1 / n + D (1) / n) manja od očekivane na njegovoj frekvenciji (& lt 1 / n), tada su fiksacije oba tipa stabilne, dok ako je ta vjerojatnost je veća nego što se očekivalo na osnovu njegove frekvencije (> 1 / n), tada su fiksacije oba tipa nestabilne i može postojati polimorfizam.

Napomena 1.

1) Uslovi stabilnosti u Rezultatu 2 treba da budu povezani sa opštim ograničenjima u jednadžbi. 4. Stoga, na primjer, da bi p * = 0 i p * = 1 bili stabilni, potrebno nam je - 1 & lt D (1) & lt 0, a da bi bili nestabilni, potrebno nam je 0 & lt D (1) & lt n - 1 .

2) Uslovi se mogu napisati u smislu D (n - 1) = - D (1). Na primjer, p * = 0 i p * = 1 su lokalno stabilni ako je D ( n − 1 ) > 0 i nestabilni ako je D ( n − 1 ) < 0 .

Upoređujući uslove stabilnosti za p * = 0, p * = 1 sa onima od p * = 1 2, vidimo da se oni ne nadopunjuju. Moguće je, na primjer, da i p * = 0 i p * = 1 nisu lokalno stabilni, što znači da postoji zaštićeni polimorfizam, ali p * = 1 2 nije stabilan. To bi ukazivalo na postojanje stabilnih polimorfnih ravnoteža osim p * = 1 2 ili neku vrstu stabilnog ciklusa ili kaosa. Zatim možemo istražiti kada je p * = 1 2 jedinstveni stabilni polimorfizam i postoje li druge stabilne polimorfne ravnoteže. To ovisi o n, broju uzora i vrijednostima D (j). Budući da je G n (z) polinom u z = p (1 - p), ravnoteže osim p * = 1 2 koje zadovoljavaju G n (z *) = G np * (1 - p *) = 0 moraju se pojaviti kao komplementarne parovi čiji je zbir 1.

Iz jednadžbi ravnoteže za n = 3,4,5, na primjer, vidimo da su za n = 3 i 4 jednadžbe ravnoteže identične (sjetimo se da ako je n parno, D (n 2) = 0): p ( 1 - p) (2 p - 1) = 0, [9] stvara samo p * = 0, p * = 1, p * = 1 2. U ovom slučaju uključen je samo jedan D (j), D (1) = - D (2) za n = 3 i D (1) = - D (3) (i D (2) = 0) za n = 4, a uvjeti stabilnosti za p * = 0, p * = 1 i p * = 1 2 se međusobno nadopunjuju: Kada su p * = 0 i p * = 1 stabilni, p * = 1 2 nije stabilan, i kada p * = 0 i p * = 1 nisu stabilni, p * = 1 2 je stabilan. Štaviše, postoji globalna konvergencija stabilnim ravnotežama.

Kada je n = 5, uključena su dva D (j) s, D (1) = - D (4) i D (2) = - D (3), a jednadžba ravnoteže je p (1 - p) (2 p − 1 ) D ( 4 ) − p ( 1 − p ) D ( 4 ) − 2 D ( 3 ) = 0 . [10] Kada su D (3) i D (4) različitih predznaka, moguće je imati više od tri ravnoteže. Na primjer, kada je D (4) = - 0,7 i D (3) = 1,9, stabilne ravnoteže javljaju se na 0,1927 i 0,8073, dok su 0, 1 2 i 1 nestabilne (plava linija na slici 1).

Tri polimorfne ravnoteže (dvije stabilne, jedna nestabilna) mogu postojati sa n = 5 uzora. p ′ - p iscrtano je kao funkcija od p (jednadžba 7) za n = 5, D (3) = 1,9, D (4) = - 0,7 i s = 0, prikazano plavom bojom. Isti dijagram, ali sa s = 0,05 (Eq. 13), prikazano je crvenom bojom. Crna vodoravna linija prikazuje p = p ′, a ravnoteže, odnosno rješenja jednadžbe. 10, nastaju kada obojene linije prelaze crnu liniju, prikazanu krugovima. Otvoreni krugovi označavaju nestabilnu ravnotežu, a ispunjeni krugovi označavaju stabilnu ravnotežu. Strelice pokazuju dalje od nestabilnih ravnoteža prema stabilnim ravnotežama. U slučaju s = 0, ukupno je pet ravnoteža, sa stabilnim pri p ^ = 0,1927 i 1 − p ^ = 0,8073 . U slučaju s = 0,05 postoji i pet ravnoteža, sa stabilnim na p ^ = 0,2263 i 0,8331. Vrsta A je favorizirana ako je s & gt 0, au ovom je slučaju stabilna frekvencija A veća nego kod s = 0.

Zanimljivo je pronaći opće uvjete pod kojima je p * = 1 2 jedina polimorfna ravnoteža. Ovo je sadržaj rezultata 3.

Rezultat 3.

Pretpostavimo da postoje n uzori (n ≥ 3). Onda, p * = 1 2 je jedinstvena polimorfna ravnoteža ako D (j) ima isti pozitivan ili negativan predznak za sve k ≤ j & lt n.

Dokaz. Iz Jed. 6 i 7, vidimo da je F n (0) = F n (1) = F n (1 2) = 0. Ali kako je 2 j − n ≥ 1 i 0 < p < 1 2 → p 2 j − n − ( 1 − p ) 2 j − n < 0 , [11] 1 2 < p < 1 → p 2 j − n − ( 1 − p ) 2 j − n > 0 . [12]

Pod pretpostavkama rezultata 3, F n (p) mijenja znak (0,1) samo pri p * = 1 2, implicirajući da je p * = 1 2 jedina polimorfna ravnoteža. (Poseban slučaj ovoga je D (j) = D za sve k ≤ j < n.)

Može se očekivati ​​da ako je p * = 1 2 jedinstvena polimorfna ravnoteža, tada su ili p * = 0 i p * = 1 stabilne i p * = 1 2 nije stabilna, ili su oba p * = 0 i p * = 1 nisu stabilne, a p * = 1 2 je stabilno, budući da je zaštićeni polimorfizam. U stvari, kada su p * = 0 i p * = 1 stabilni, postoji globalna konvergencija na jednu od njih p * = 1 2 nije stabilna, tako da je 0, 1 2 domena privlačenja p * = 0 i 1 2 , 1 da je p * = 1 . Međutim, kada i p * = 0 i p * = 1 nisu stabilni, onda čak i kada je p * = 1 2 jedinstvena polimorfna ravnoteža, moguće je da p * = 1 2 nije stabilan. Na primjer, slijedeći jednadžbu B8 in SI Dodatak, odjeljak B, neka je ϕ n = 1 + 1 2 n − 2 ∑ j = k n − 1 D ( j ) n n j ( 2 j − n ) . Iz jednadžbe 4, donja granica ϕ n se javlja kada je D ( j ) = − j za sve k ≤ j ≤ n − 1 , u kom slučaju su svi D ( j) s negativni i p * = 1 2 je jedinstven prema Rezultatu 3 . SI Dodatak, Tabela S1 prikazuje donje granice na ϕ n za n = 3,4,…, 20. Granice na D, naime, - j & lt D (j) & lt n - j, ne pružaju predvidljiv odnos između j i D. Promjenom n mogu se promijeniti granice na ϕ (n), a ako je D (j) na njegova donja granica, tada na dinamiku utječe n. To je prikazano u trećoj koloni od SI Dodatak, Tabela S1.

Primjećujemo da je, osim ako je n = 3,4, donja granica ϕ n manja od - 1, u tom slučaju Rezultat 2 tvrdi da p * = 1 2 nije lokalno stabilan za ove vrijednosti ϕ n. Zaista, nijedna ravnoteža ne može biti stabilna, pa u ovom slučaju može postojati stabilan ciklus, čiji je primjer za n = 5 prikazan na slici 2.

Stabilni ciklusi mogu nastati kada je n = 5 uzora. (A i B) p ′ (A) i p ″ (B) se iscrtavaju u odnosu na p - gdje je p učestalost fenotipa A u trenutnoj generaciji, p ′ je njegova frekvencija u sljedećoj generaciji, a p ″ je njegova frekvencija u generaciji nakon toga - za n = 5, D (4) = − 3,9 , D ( 3 ) = − 2,9 i s = 0, prikazano plavom bojom. Otvoreni krugovi označavaju nestabilne ravnoteže, a ispunjeni krugovi označavaju stabilne ravnoteže s periodom 2 (tj. Učestalost se vraća u ovu točku svake dvije generacije). Strelice pokazuju daleko od nestabilne ravnoteže i/ili prema stabilnoj ravnoteži sa periodom 2. (C) p tokom vremena. (D) p tokom vremena kada su parametri zadržani isti, osim što se s, koeficijent odabira u korist A, mijenja u 1.

Ravnoteža i stabilnost sa izborom.

Pretpostavimo da selekcija djeluje na A i B sa w A = 1 + s i w B = 1 pridruženim parametrima fitnesa. Dakle, ako je s & gt 0, što ćemo cijelo vrijeme pretpostavljati, tip A ima selektivnu prednost. Evolucija je tada određena transformacijom W p ′ = (1 + s) p + F n (p) W (1 - p) ′ = (1 - p) - F n (p), [13] gdje su p i p ′ su frekvencije pojedinaca tipa A u sadašnjoj i sljedećoj generaciji. F n (p) je specificirano u jednadžbama. 6 i 7, a W, faktor normalizacije, je W = 1 + s p + F n (p). [14] Kako je F n (0) = F n (1) = 0, jasno je iz jednadžbe. 13 da su i p * = 0 i p * = 1 tačke ravnoteže. Da bismo pronašli polimorfne ravnoteže, rješavamo jednadžbu ravnoteže W p = (1 + s) p + F n (p). [15] Iz jednad. 6 i 7, imamo F n ( p ) = p ( 1 − p ) ( 2 p − 1 ) H n ( p ) , gdje je H n ( p ) = ∑ j = kn − 1 D ( j ) nnjp ( 1 − p ) n - 1 - j × ∑ i = 0 2 j - n - 1 (1 - p) ip 2 j - n - 1 - i. [16] Uočite da je H n (0) = H n (1) = D (n - 1) = - D (1). [17] Možemo prepisati jednadžbu 15 kao W p = ( 1 + s ) p + p ( 1 − p ) ( 2 p − 1 ) H n ( p ) , [18] tako da je ili p = 0 ili W = ( 1 + s ) 1 + ( 1 − p) (2 p - 1) H n (p). [19] Takođe, iz jednadžbe 14, W = 1 + s [p + p (1 - p) (2 p - 1) H n (p)]. [20] Kombiniranje jednadžbi 19 i 20, zaključujemo da ili p = 1 ili p zadovoljava jednačinu Q n ( p ) = ( 2 p − 1 ) 1 + s ( 1 − p ) H n ( p ) + s = 0 . [21] Q n (p) je polinom u p, a iz jednadžbe 17, Q n (0) = s - (1 + s) D (n - 1), Q n (1) = s + D (n - 1), Q n (1 2) = s. [22] Da sumiramo, ravnoteže su p * = 0, p * = 1 i moguće polimorfne ravnoteže p * koje leže u (0,1) i zadovoljavaju Q n (p *) = 0. Prije nego što analiziramo opći slučaj s obzirom na stabilnost p * = 0, p * = 1 i postojanje polimorfnih ravnoteža, obradit ćemo slučaj n = 3, kojem je posvećena velika pažnja (3, 21, 29) .

Kada je n = 3, imamo D (0) = D (3) = 0 i D (2) = - D (1). Neka je D (2) = v tada transformacija Eq. 13 postaje W p ′ = (1 + s) p + vp (1 - p) (2 p - 1), [23] sa W = 1 + s [p + vp (1 - p) (2 p - 1)] . [24] U ravnoteži p * = 0, p * = 1, ili postoji polimorfna ravnoteža koja zadovoljava jednadžbu Q 3 (p) = - 2 svp 2 + (3 s + 2) vp - v (1 + s) + s = 0. (25) Ovdje je Q 3 (0) = s - v (1 + s), Q 3 (1) = s + v, Q 3 1 2 = s. [26] Prvo pronalazimo lokalne uvjete stabilnosti za p * = 0 i p * = 1. Linearna aproksimacija jednad. 23 blizu p * = 0 je p ′ = (1 + s) (1 - v) p, [27] i blizu p * = 1 (1 + s) (1 - p) ′ = (1 - p) (1 - v). [28] Dakle, p * = 0 je lokalno stabilan kada je ( 1 + s ) ( 1 − v ) < 1 ili v ( 1 + s ) − s > 0 i nestabilan ako je v ( 1 + s ) − s < 0 . Slično, p * = 1 je lokalno stabilan kada je 1 − v 1 + s < 1 ili kada (s + v) > 0, a nestabilan ako je (s + v) < 0. Upoređujući ove uslove stabilnosti sa jednač. 26, zaključujemo sljedeće.

1) Sa s > 0 , ako ni p * = 0 ni p * = 1 nije stabilan, v ( 1 + s ) − s < 0 i ( s + v ) < 0 , a zatim Q 3 ( 0 ) > 0 i Q 3 (1) & lt 0. Prema tome, polimorfna ravnoteža p * postoji takva da je Q 3 ( p * ) = 0 , ona je jedinstvena jer Q 3 ( + ∞ ) < 0, a pošto Q 3 ( 1 2 ) = s > 0, imamo 1 2 < p * < 1 .

2) Ako su i p * = 0 i p * = 1 stabilni sa v (1 + s) - s & gt 0 i (s + v) & gt 0, tada je Q 3 (0) & lt 0, Q 3 (1) & gt 0, a kao Q 3 (1 2) & gt 0 postoji jedinstveni polimorfizam p * sa 0 & lt p * & lt 1 2.

Ako dvije fiksacije p * = 0 i p * = 1 nisu stabilne, tada se može pokazati da je jedinstveni polimorfizam p * globalno stabilan. Ako su i p * = 0 i p * = 1 stabilni, tada jedinstveni polimorfizam p * nije stabilan i razdvaja domene privlačenja na p * = 0 i p * = 1 na [0, p *) i (p * , 1]. Ako je s & gt 0 i - s & lt v & lt s 1 + s, tada je p * = 1 stabilno i p * = 0 nije stabilno, u tom slučaju ne postoji polimorfna ravnoteža i p * = 1 je globalno stabilan. SI Dodatak, Sl. S1 prikazuje primjere sva tri slučaja.

U slučaju n = 3, uslovi stabilnosti p * = 0 i p * = 1 povezani su sa mogućim postojanjem polimorfnih ravnoteža. U stvari, to je općenito slučaj. Počinjemo s uvjetima stabilnosti za p * = 0 i p * = 1.

Rezultat 4.

1) p * = 0 (fiksacija nepovoljnog tipa) je lokalno stabilan ako − D ( 1 ) = D ( n − 1 ) > s / ( 1 + s ) i nestabilno ako - D (1) = D (n - 1) & lt s / (1 + s).

2) p * = 1 (fiksacija favorizovanog tipa) je lokalno stabilan ako - D (1) = D (n - 1) & gt - s i nestabilno ako D (n - 1) & lt - s.

3) Moguće je da p * = 0 i p * = 1 su obje stabilne ili obje nestabilne. Takođe, p * = 1 može biti stabilan dok p * = 0 je nestabilan, ali suprotno se ne može dogoditi. To je, ako je fiksacija favorizovanog tipa nestabilna, tada fiksacija favoriziranog tipa može biti stabilna, ali suprotno nije istina.

Dokaz. Slijedeći jednadžbe 1317, linearna aproksimacija frekvencijske transformacije blizu p * = 0 je p ′ = (1 + s) p 1 - H n (0) = (1 + s) p 1 - D (n - 1). [29] Prema tome, p * = 0 je lokalno stabilan ako je ( 1 + s ) 1 − D ( n − 1 ) < 1 ili ako je s − ( 1 + s ) D ( n − 1 ) < 0 . Linearna aproksimacija blizu p * = 1 je (1 + s) (1 - p) ′ = (1 - p) 1 - H n (0) = (1 - p) 1 - D (n - 1), [30 ] i p * = 1 je lokalno stabilan ako je 1 - D (n - 1) 1 + s & lt 1 ili s + D (n - 1)> 0. Dakle, p * = 0 i p * = 1 su lokalno stabilni ako je D (n - 1) & gt s 1 + s, a oba su nestabilna ako je D (n - 1) & lt - s. Nadalje, p * = 0 nije stabilan, dok je p * = 1 lokalno stabilan ako je − s < D ( n − 1 ) < s 1 + s . Nemoguće je da je p * = 0 lokalno stabilno, a p * = 1 nije.

Upoređujući rezultat 4 sa vrijednostima Q n ( p ) na 0,1 , 1 2 datim u jednad. 22, imamo:

Rezultat 5.

Ako oboje p * = 0 i p * = 1 su lokalno stabilni ili nestabilni, tada postoji barem jedna polimorfna ravnoteža p * sa 0 < p * < 1 .

Dokaz. Kada su i p * = 0 i p * = 1 stabilni ili nestabilni, uvjeti stabilnosti za p * = 0 i p * = 1 dati u rezultatu 4 impliciraju da je Q n (0) Q n (1) & lt 0 i Q n (p) mijenja predznake barem jednom za 0 < p < 1. Kontinuitet Q n (p) implicira da postoji najmanje jedan 0 & lt p * & lt 1, tako da je Q n (p *) = 0, pa postoji barem jedna polimorfna ravnoteža.

Napomena 2:

1) Ako je samo jedan od p * = 0 i p * = 1 stabilan, tada je, prema rezultatu 4, stabilno p * = 1, a p * = 0 nije stabilno. U ovom slučaju, Q n (p)> gt 0 za p = 0, p = 1 2, p = 1, a moguće je da je Q n (p)> 0 za sve 0 & lt p & lt 1, a ne postoji polimorfna ravnoteža .

2) Ako su p * = 0 i p * = 1 stabilni, tada su s - (1 + s) D (n - 1) & lt 0 i Q n (0) & lt 0. Kako je Q n (1 2) = s & gt 0, u ovom slučaju postoji polimorfna ravnoteža p * sa 0 & lt p * & lt 1 2.

3) Vrijednost srednje fitnes W u jednadžbi 24 procijenjeno u polimorfnoj ravnoteži p * raste kako se konformitet povećava (pozitivan v) ili kako se antikonformitet smanjuje (v postaje manje negativan). Primjer je prikazan u SI Dodatak, Sl. S3.

4) Ako su p * = 1 i p * = 0 nestabilni, tada je s + D ( n − 1 ) < 0 i Q n ( 1 ) < 0 . Opet, kako je Q n (1 2) = s & gt 0, postoji najmanje jedna polimorfna ravnoteža p * sa 1 2 & lt p * & lt 1.

5) BR naglašavaju važnost p = 1 2 u podjeli domena privlačnosti, čak i u slučaju kada je koeficijent odabira s ≠ 0 (tj. S odabirom). U rezultatima 4 i 5 smo pokazali da nije p = 1 2, već kompliciranija ravnoteža u smislu s i parametara usklađenosti koji mogu biti stabilni. U nekim slučajevima može postojati višestruka polimorfna ravnoteža (crvena linija na slici 1). U nekim slučajevima možda neće postojati stabilna polimorfna ravnoteža i mogu se javiti ciklusi (slika 2D) ili kaos. I ciklusi i haos mogu nastati pod antikonformnošću (D (j) < 0 forj ≥ k) ili kombinacijom konformiteta i antikonformiteta (neki D(j) > 0 i neki D(j) < 0 za j ≥ k), ali ne u slučaju čiste usklađenosti.

Ovi rezultati su važni za evoluciju usklađenosti, kao što sada pokazujemo.


Kultura pokreće ljudsku evoluciju više od genetike

U novoj studiji, istraživači sa Sveučilišta Maine otkrili su da kultura pomaže ljudima da se prilagode okolini i prevladaju izazove bolje i brže od genetike.

Nakon opsežnog pregleda literature i dokaza o dugoročnoj ljudskoj evoluciji, naučnici Tim Waring i Zach Wood zaključili su da ljudi proživljavaju "posebnu evolucijsku tranziciju" u kojoj je važnost kulture, poput naučenog znanja, praksi i vještina, nadmašuje vrijednost gena kao primarnog pokretača ljudske evolucije.

Kultura je nedovoljno cijenjen faktor u ljudskoj evoluciji, kaže Waring. Poput gena, kultura pomaže ljudima da se prilagode svom okruženju i da se suoče s izazovima preživljavanja i reprodukcije. Kultura, međutim, to čini učinkovitije od gena jer je prijenos znanja brži i fleksibilniji od nasljeđivanja gena, prema Waringu i Woodu.

Kultura je jači mehanizam prilagođavanja iz nekoliko razloga, kaže Waring. Brže je: prijenos gena se događa samo jednom u generaciji, dok se kulturne prakse mogu brzo naučiti i često ažurirati. Kultura je također fleksibilnija od gena: prijenos gena je rigidan i ograničen na genetske informacije dva roditelja, dok se kulturološki prijenos temelji na fleksibilnom ljudskom učenju i efektivno neograničen sa mogućnošću korištenja informacija od vršnjaka i stručnjaka daleko izvan roditelja. Kao rezultat toga, kulturna evolucija je jači tip adaptacije od stare genetike.

Waring, vanredni profesor modeliranja društveno-ekoloških sistema, i Wood, postdoktorski istraživač saradnik na Fakultetu za biologiju i ekologiju, upravo su objavili svoja otkrića u pregledu literature u Zbornik radova Kraljevskog društva B, vodeći časopis za biološka istraživanja Kraljevskog društva u Londonu.

"Ovo istraživanje objašnjava zašto su ljudi tako jedinstvena vrsta. Vremenom se razvijamo i genetski i kulturno, ali polako postajemo sve kulturniji, a sve manje genetski", kaže Waring.

Kultura je uticala na način na koji ljudi preživljavaju i evoluiraju milenijumima. Prema Waringu i Woodu, kombinacija kulture i gena potaknula je nekoliko ključnih prilagodbi kod ljudi, poput smanjene agresivnosti, sklonosti suradnji, sposobnosti suradnje i sposobnosti društvenog učenja. Istraživači sugeriraju da su ljudske adaptacije sve više usmjerene kulturom i zahtijevaju gene da bi se prilagodili.

Waring i Wood kažu da je kultura posebna i na jedan važan način: snažno je orijentirana na grupe. Faktori kao što su konformizam, društveni identitet i zajedničke norme i institucije -- faktori koji nemaju genetski ekvivalent -- čine kulturnu evoluciju veoma grupno orijentisanom, prema istraživačima. Stoga natjecanje između kulturno organiziranih grupa potiče adaptacije, poput novih kooperativnih normi i društvenih sistema koji pomažu grupama da bolje prežive.

Prema istraživačima, "čini se da kulturno organizirane grupe rješavaju adaptivne probleme spremnije od pojedinaca, kroz složene vrijednosti društvenog učenja i kulturnog prenošenja u grupama." Kulturne adaptacije se također mogu dogoditi brže u većim grupama nego u malim.

S grupama koje prvenstveno pokreću kulturu i kulturu koja sada potiče ljudsku evoluciju više od genetike, Waring i Wood otkrili su da je sama evolucija postala više orijentirana na grupe.

"Dugoročno gledano, sugeriramo da ljudi evoluiraju od individualnih genetskih organizama do kulturnih grupa koje funkcioniraju kao nadorganizmi, slično kolonijama mrava i košnicama", kaže Waring. Metafora 'društvo kao organizam' ipak nije tako metaforična. Ovaj uvid može pomoći društvu da bolje razumije kako se pojedinci mogu uklopiti u dobro organiziran i uzajamno koristan sistem. Uzmimo na primjer pandemiju koronavirusa. Efikasan nacionalni program borbe protiv epidemije je zaista nacionalni imunološki sistem, pa stoga možemo direktno učiti o tome kako imunološki sistem radi na poboljšanju našeg odgovora na COVID. "


Utjecaj evolucijskih pokretačkih snaga na ljudske kompleksne bolesti: populacijski genetički pristup

Istraživanje molekularne evolucije ljudskog genoma otvorilo je put razumijevanju genetske adaptacije ljudi na promjene u okolišu i odgovarajuće složene bolesti. U ovom smo pregledu raspravljali o povijesnom podrijetlu genetske raznolikosti među ljudskim populacijama, evolucijskim pokretačkim snagama koje mogu utjecati na genetsku raznolikost među populacijama te o učincima kretanja ljudi u nova okruženja i protoku gena na genetsku raznolikost populacije. Nadalje, prikazali smo ulogu prirodne selekcije na genetsku raznolikost i složene bolesti. Zatim smo pregledali nepovoljne posljedice povijesnih događaja selekcije u modernom vremenu i njihov odnos prema razvoju složenih bolesti. Osim toga, razgovarali smo o učinku krvnog srodstva na učestalost složenih bolesti u ljudskoj populaciji. Na kraju, iznijeli smo najnovije informacije o ulozi drevnih gena dobivenih križanjem s drevnim hominidima u razvoju složenih bolesti.

1. Uvod

Genetičari su postigli značajan napredak u razumijevanju genetike iza mnogih ljudskih bolesti. Ova dostignuća uključuju monogenu bolest kao što je Huntingtonova bolest. S druge strane, otkriće genetskih determinanti složenih bolesti kao što su dijabetes, Crohnova bolest, ishemijska bolest srca, moždani udar i neke vrste karcinoma (npr. pluća, debelog crijeva, prostate i dojke), šizofrenija i bipolarni poremećaj je još uvijek slabo razumljivo [1, 2]. Međutim, objavljivanje kompletne sekvence humanog genoma 2001. poboljšalo je naše razumijevanje obrazaca raznolikosti ljudskog genoma i njegove povezanosti sa kompleksnim ljudskim bolestima u posljednjoj deceniji [3, 4]. U cilju proučavanja genetičke raznolikosti ljudskog genoma na nivou populacije, pokrenut je projekat HapMap za istraživanje genetskih razlika i na među- i na nivou populacije. To je omogućeno uvođenjem naprednih tehnologija, poput genotipizacije zasnovane na čipu i tehnika sekvenciranja nove generacije [5-7]. Svi ovi napori doveli su do ogromne količine populacijskih genetskih informacija. Na primjer, sada su dostupne učestalosti alela i nivoi informacija o genetskoj asocijaciji za 3,5 miliona polimorfizama s jednim nukleotidom (SNP), frekvencije alela od približno 15 miliona SNP -a, 1 milijun kratkih umetanja i brisanja te 20000 strukturnih varijanti [5–8]. Ova ogromna količina podataka o genetskim varijacijama korištena je u mnogim studijama genomskih asocijacija (GWAS) o različitim ljudskim bolestima. Prema Nacionalnom institutu za istraživanje ljudskog genoma, broj objavljenih GWAS studija do 28. maja 2014. je 1921 [9] s fokusom na različite ljudske osobine, kao što su visina (522) i bolesti, poput dijabetesa (251), raka dojke (191), rak pluća (35), koronarna bolest srca (150) i hipertenzija (39). GWAS je generirao ogromnu količinu informacija koje su povećale naše razumijevanje genetske osnove mnogih složenih bolesti identifikacijom genetskih varijanti povezanih s bolešću i njenom distribucijom u različitim populacijama. Dostupnost ovih informacija olakšava dublje razumijevanje složenih bolesti i u populacionoj genetici i u evolucijskom kontekstu.

2. Poreklo genetske raznolikosti u ljudskim populacijama

Postoji nekoliko faktora koji određuju količinu među- i intragenetske raznolikosti u ljudskim populacijama, što se pak odražava na različite fenotipove, uključujući zdrave i oboljele fenotipove. To uključuje stope mutacija i događaje rekombinacije koji stvaraju i reorganiziraju genetsku raznolikost na molekularnom nivou. Štaviše, drugi faktori mogu promijeniti veličinu populacije, kao što su stope migracija unutar ili izvan stanovništva, te stope nataliteta i smrti. Osim toga, kulturno ponašanje ljudske populacije, poput selektivnih ili usmjerenih brakova ili krvnog srodstva, također može utjecati na alelne frekvencije unutar populacije [10–14].

Generalno, genetski, istorijski i arheološki dokazi podržavaju hipotezu izvan Afrike, koja je naglašavala povećanu raznolikost izvorne afričke populacije [15–18]. S druge strane, drugi dokazi upućuju na mnogo višestrukiji scenarij u kojem su se rane ljudske populacije ukrstile s drevnim hominidima poput neandertalaca i denisovaca koji dovode do 1-6% doprinosa u modernim euroazijskim i melanezijskim genomima [19-21].

3. Evolucijske pokretačke snage koje utječu na genetsku raznolikost

Dobro je poznato da su glavne pokretačke snage evolucije u bilo kojoj populaciji mutacija, prirodna selekcija, genetski pomak i protok gena. Sposobnost ovih pokretačkih snaga da obavljaju svoju ulogu ovisi o količini genetske raznolikosti unutar i među populacijama. Genetska raznolikost među populacijama proizlazi iz mutacija u genetskom materijalu, preslagivanja gena seksualnom reprodukcijom i migracije pojedinaca među populacijama (protok gena) [22]. Učinak evolucijskih pokretačkih snaga na genetsku raznolikost i evoluciju ovisi o količini genetskih varijacija koje već postoje u populaciji. Količina genetskih varijacija unutar date populacije ostaje konstantna u odsustvu selekcije, mutacije, migracije i genetskog pomaka [23].

4. Učinak genetske raznolikosti na novu sredinu

Migracija ljudskih populacija u nova i različita geografska staništa s različitim ekološkim izazovima kao što su nova klima, raznovrsnost hrane i egzotični patogeni djelovali su kao selektivni pritisak na ljudsku populaciju koji je doveo do adaptivnih promjena u genetskom sastavu populacije kako bi se nosili s ovim novim izazovima kako bi se za postizanje zlatnog cilja opstanka [24]. Ovaj selektivni pritisak "prirodne selekcije" dovodi do povećanja učestalosti favoriziranih genetskih sastava i uklanjanja štetnih genetskih sastava koji se ne prilagođavaju novim izazovima okoliša [25]. To pak može dovesti do smanjenja genetske raznolikosti. Dakle, prirodni selektivni događaji oblikovali su sadašnju genetsku raznolikost postojećih populacija, a time i genetske varijante uključene u mnoge bolesti na izravan i neizravan način [26-30].

5. Genetska razlika među ljudskim populacijama i uloga protoka gena

Na genetsku diferencijaciju među ljudskim populacijama značajno utječe geografska izoliranost zbog akumulacije razlika u frekvencijama lokalnih alela [31]. Wright je 1943. godine prvi uveo teoriju izolacije prema udaljenosti (IBD) koja opisuje akumulaciju lokalnih genetskih razlika pod pretpostavkom lokalnog prostornog širenja [32]. Prema teoriji IBD -a, očekuje se da će se mjere genetske diferencijacije u paru povećavati sa povećanjem geografske odvojenosti. To je dokazano u ljudskoj populaciji na globalnoj, kontinentalnoj i regionalnoj razini [33–35]. Fizičke barijere poput planinskih lanaca, pustinja i velikih vodnih tijela mogu ograničiti protok gena među populacijama. Ograničena migracija pojedinaca ili grupa među populacijom može imati utjecaj na genetsku raznolikost što dovodi do genetske diferencijacije među ovim populacijama i dovodi do adaptivne evolucije u izolaciji. Na primjer, barijera Sahare uzrokuje glavnu orijentaciju genetske diferencijacije od sjevera prema jugu (S–J) među stanovnicima Afrike [31]. Još jedna značajna geografska barijera, koja je sugerirana kao prepreka protoku gena, je planinski lanac Himalaja koji rezultira uzorkom azijske genetske diferencijacije od istoka prema zapadu (I-W), uprkos činjenici da mnogi problemi s ljudskim populacijama koje uzorkuju oko planine su dokumentirani [31, 36–38]. Dobro je poznato da se stopa genetske diferencijacije razlikuje prema orijentacijama u Africi, Aziji i Evropi, ali ne i u Americi [31] što se djelomično može opravdati prisustvom fizičkih barijera koje su ograničavale protok gena u određenim smjerovima u ovim kontinenata. Dakle, nedostatak značajnih fizičkih barijera opravdava nedostatak usmjerene genetske diferencijacije u dvije Amerike.

Utvrđeno je da je uspoređujući dvije obližnje populacije otkriveno da je Europa kontinent s najmanjom genetskom diferencijacijom, u odnosu na geografske udaljenosti izmjerene pomoću

-statistika (FST) (FST = 5 × 10 −4) slijede Azija (FST = 9 × 10 −3), Afrika (FST = 1,7 × 10 −2) i Amerika (FST = 2,6 × 10 -2). Općenito, genetska diferencijacija između dvije europske populacije razdvojene tisuću km najmanje je za jedan red veličine manja nego u afričkoj, američkoj ili azijskoj populaciji [31].

6. Prirodna selekcija: Najznačajnija evolucijska pokretačka snaga

Negativna selekcija, koja se naziva i pročišćavajuća selekcija, najpoznatiji je oblik prirodne selekcije [39]. Negativna selekcija uklanja nepovoljne alele ili mutacije iz populacijskog genskog fonda i smanjuje njihovu učestalost u populaciji sa stopom redukcije koja odgovara njihovom biološkom učinku. Stoga bismo trebali očekivati ​​da će smrtonosne, nesinonimne ili besmislene mutacije biti eliminirane iz genskog fonda populacije brže od sinonimnih mutacija. S druge strane, manje štetne mutacije koje blaže utječu na ispravnu ekspresiju gena mogu se naći u nižoj učestalosti u populaciji. Rezultirajuća promjena genetičke raznolikosti u populacijskom genskom fondu je niska jer je negativan efekat selekcije na ove mutacije blag. Drugi oblik prirodne selekcije je pozitivna selekcija, koja se naziva i darvinistička selekcija, u kojoj prirodna selekcija favorizira genetske mutacije koje su povoljne za fitnes ili opstanak pojedinaca. Pozitivna selekcija će povećati učestalost ovakvih varijanti u populacijskom genskom fondu [25, 40]. Povećanje učestalosti varijanti utjecati će na genetsku raznolikost u populaciji direktno i indirektno povećanjem učestalosti genetski povezanih varijanti putem genetskog nacrta ili procesa genetskog stopiranja [41, 42]. Na primjer, nekoliko podataka ukazuje na to da je varijanta 503F OCTN1 gen se povećao u učestalosti zbog nedavne pozitivne selekcije i da su varijante koje uzrokuju bolest u neravnoteži povezivanja s 503F autostopom došle do relativno visoke frekvencije, formirajući tako haplotip rizika za upalnu bolest crijeva 5 (IBD5). Štoviše, rezultati udruživanja i podaci o ekspresiji podržavaju IRF1, koji je blizu 503F varijanti stopiranja, kao snažnog kandidata za uzročnike Crohnove bolesti [43]. Ovo može opravdati zapažanje da je IBD5, koji je 250 kb haplotip na kromosomu 5, povezan s povećanim rizikom od Crohnove bolesti u europskoj populaciji [44–46]. S druge strane, ostale genetske varijante koje nisu povezane s pozitivno odabranim varijantama bit će eliminirane što će rezultirati smanjenjem genetske raznolikosti u procesu koji se naziva selektivno brisanje. Na primjer, dokazi o pozitivnom odabiru u GPX1 locus (3p21) i nedavno selektivno brisanje u blizini lokusa primijećeni su u populaciji Azije [47]. GPX1 locus je gen selenoproteina karakteriziran integracijom selena u primarnu sekvencu kao aminokiselina selenocistein. Selenoproteini imaju antioksidativna svojstva, pa bi međuindividualne razlike u ekspresiji ili aktivnosti selenoproteina mogle obuhvatiti učinak na rizik od niza složenih bolesti, karcinoma, neurodegenerativnih poremećaja i komplikacija dijabetesa [48–51]. Informacije o selektivnom pregledu GPX1 gen može ilustrirati ulogu genetskih varijanti selenoproteina u etiologiji različitih ljudskih kompleksnih bolesti [52–55]. Dodatni oblik prirodne selekcije je balansirajuća selekcija, u kojoj nekoliko alela može koegzistirati na datom lokusu ako su povoljni bilo pojedinačno ili zajedno [56, 57]. Uravnoteženom odabiru se daje prednost kada heterozigotni genotip ima veću relativnu sposobnost od homozigotnog genotipa. Crohnova bolest i ulcerozni kolitis primjeri su uravnotežene evolucije posredovane selekcijom, za koju se pokazalo da je evoluirala kao odgovor na uravnoteženu selekciju uzrokovanu patogenima [58]. Na osnovu „higijenske hipoteze“, nedostatak izloženosti parazitima u modernim okruženjima rezultirao je imunološkim disbalansom, povećavajući podložnost razvoju autoimunih i alergijskih stanja. Analiza populacione genetike pokazala je da je pet gena interleukina (IL), uključujući IL7R i IL18RAP, bio cilj uravnoteženja selekcije, procesa selekcije koji održava genetsku varijabilnost unutar populacije. Fumagalli i dr. pokazalo je da je šest alela rizika za upalnu bolest crijeva (IBD) ili celijakiju značajno povezano s bogatstvom mikropatogena potvrđujući higijensku hipotezu za IBD i pružaju veliki skup pretpostavljenih ciljeva osjetljivosti na infekcije helmintezima [58].

7. Otkrivanje efekata prirodne selekcije

Svi navedeni oblici selekcije stvaraju karakterističan molekularni otisak prsta koji se naziva selekcioni potpis. Ti potpisi selekcije mogu biti u obliku razlika u stopi nukleotidne raznolikosti, frekvencijskog spektra alela, raznolikosti haplotipova ili genetske diferencijacije unutar ili među populacijskim genomima [59]. Kao što je već spomenuto, najpoznatija metoda otkrivanja potpisa prirodne selekcije je FST koja ovisi o nivou genetske diferencijacije među populacijama koje su iskusile različite oblike selekcijskih pritisaka zbog mnogih razloga, kao što su geografska izolacija i uvjeti okoline ili ishrane [60, 61]. Stoga bi geografska izolacija, zajedno s različitim silama selekcije, trebala povećati stupanj diferencijacije među ljudskom populacijom, što bi rezultiralo povećanjem vrijednosti FST -a na odabranom mjestu [62].

8. Potpis prirodne selekcije o složenim bolestima u ljudskoj populaciji

Signature prirodne selekcije su otkrivene na mnogim složenim bolestima (Tabela 1). Među složenim bolestima koje pokazuju jasne znakove prirodne selekcije među ljudskom populacijom je i krvni tlak. Analiza genetske diferencijacije (FST) jednopolnog nukleotidnog polimorfizma (SNP) analize krvnog tlaka pokazala je ubrzanu diferencijaciju među četiri proučavane europske subpopulacije, naime stanovnicima Utaha sa sjevernim i zapadnoeuropskim podrijetlom (CEU), Britancima u Engleskoj i Škotskoj (GBR), Toscani u Italiji (TSI), i finski u Finskoj (FIN), sa FST (EUR)

vrijednost = 0,0022 i 0,0054, respektivno, za sistolički krvni tlak (SBP) i dijastolički krvni tlak (DBP).

Na pojedinačnom nivou SNP -a, nesinonimni SNP (rs3184504) u SH2B3 gen koji je povezan sa krvnim pritiskom pokazao je značajnu razliku između evropske i neevropske populacije sa vrijednošću FST = 0,0042 i vrijednošću dužine grane = 0,0088. Utvrđeno je da je alel (T) bio rijedak u afričkoj i azijskoj populaciji

odnosno 0,01, dok ima visoku učestalost manjih alela

u evropskoj populaciji [63]. Štaviše, SNP -ovi sa širokom genomskom asocijacijom (GWA) povezani sa sistemskim eritematoznim lupusom (SLE) pokazali su najznačajnije potpise kolektivne molekularne selekcije među svim proučenim upalnim i autoimunim poremećajima. 29 SLE SNP je bilo značajno za globalnu genetsku diferencijaciju među ljudskim populacijama sa FST vrijednošću od 0,008 i vrijednošću analize dužine grana od 0,0072. Većina uočenih genetskih diferencijacija u razlikama u frekvencijama alela SNP-a povezanih sa SLE-om uzrokovana je razlikama između afričke i evropske populacije sa vrijednošću FST AFR-EUR od 0,0028 ili Evroazijskim rascjepom u vrijednosti analize dužine grana od 0,001. Na primjer, SNP rizika (rs6705628) identifikovan u azijskim uzorcima imao je nisku frekvenciju alela u Evropljana od 0,01, ali visoku frekvenciju alela u Afrikanaca od 0,36 i Azijate od 0,19 [63, 64]. Osim toga, populacijska genetička analiza dijabetesa tipa 2 (T2D) sugerirala je neznatno povećanu diferencijaciju T2D SNP -a među globalnom populacijom s vrijednošću FST (ALL) od 0,0354, što se vjerovatno pripisuje razdvajanju Evroazije od Afrike. Na pojedinačnom T2D SNP nivou, rs8042680 in PRC1 gen je pokazao najznačajniji signal selekcije. Ovaj SNP ima visoku učestalost zaštitnih alela u Europi, ali je rijedak u Africi i odsutan u azijskoj populaciji [63, 64]. Dodatna složena bolest koja je pokazala selekcijski potpis je koronarna bolest srca (CHD). Analiza populacione genetike SNP-a povezanih sa CHD pokazala je marginalno povećanje genetske diferencijacije između afričke i evropske populacije sa vrijednošću FST (afroevropski (AFR-EUR)) od 0,034. Pojedinačni SNP CHD-a koji pokazuje najznačajniji signal selekcije bio je rs599839 u genu PSRC1, koji je također bio značajno povezan s lipoproteinom niske gustoće (LDL) [63, 65, 66].

Nadalje, provedeno je nekoliko analiza genetske diferencijacije GWA studija SNP -a povezanih s različitim vrstama karcinoma, poput raka dojke, prostate i kolorektalnog karcinoma. Najznačajniji kolektivni dokazi globalne populacijske diferencijacije uočeni su u 34 SNP-a povezanih s karcinomom prostate sa globalnom FST vrijednošću od 0,017 ili vrijednosti ukupne dužine grane od 0,01. Većina uočene diferencijacije je mapirana na afričku lozu u vrijednosti analize dužine grane maksimalne vjerovatnoće (ML) od 0,0002. Najvažnija dva SNP -a (rs1465618 i rs103294) nalaze se u THADA gen i blizu LILRA3 gen, respektivno. Štaviše, više SNP -ova (rs7590268, rs6732426, rs13429458, rs17030845, rs12478601, rs7578597 i rs10495903) u THADA geni su povezani s različitim kompleksnim osobinama ili bolestima kao što su rascjep nepca [67, 68], morfologija kose [69], sindrom policističnih jajnika [70, 71], broj trombocita [72], dijabetes tipa 2 [ 73], IBD i Crohnova bolest [74, 75]. Ovaj gen je također prijavljen kao gen u selekciji [30, 63, 76, 77]. Osim toga, otkriven je znak visoke diferencijacije SNP-ova kolorektalnog karcinoma među tri azijske populacije, naime, Han Kinezi u Pekingu (CHB), Južnohan Kinezi (CHS) i Japanci u Tokiju (JPT) sa FST (ASN) vrijednosti od 0.0006. Osim toga, značajan kolorektalni karcinom SNP rs4925386 in LAMA5 gen ima višu učestalost izvedenih alela kod Afrikanaca, ali relativno niske frekvencije kod Azijaca i Evropljana.

9. Prirodna selekcija i rak

Iako su [78] Peto i sur.1975. godine predložio je paradoks koji je zagovarao da su velike životinje možda razvile neke mehanizme da se odupru raku u procesu kontraselekcije [79], vrlo malo studija je istraživalo učinak selekcije na evoluciju gena povezanih s rakom. Primjer za gene povezane s rakom pod negativnom selekcijom je rak dojke 1, gen ranog početka (BRCA1) [39, 80]. Ne samo da je ovaj gen snažno povezan s ženskim karcinomom dojke, već su prijavljene i njegove mutacije kao faktor rizika za nekoliko drugih vrsta raka, uključujući muški rak dojke, rak jajovoda i rak gušterače [81–86]. S druge strane, potpis pozitivne selekcije identificiran je na genu TRPV6, što je agresivnost raka prostate među Europljanima. Osim toga, gen TRPV6 doživio je pozitivnu selekciju u neafričkoj populaciji, što je rezultiralo u nekoliko nesinonimnih razlika kodona među pojedincima različitog genetskog porijekla [87, 88]. Štaviše UGT2B4 gen, povezan sa povećanim rizikom od raka dojke kod Nigerijaca i Afroamerikanaca, pokazuje molekularne potpise nedavne pozitivne selekcije ili balansirajuće selekcije [89]. Nadalje, na. je identifikovan potpis pozitivne selekcije PPP2R5E gen, koji je uključen u negativnu regulaciju rasta i diobe stanica. PPP2R5E gen kodira regulatornu podjedinicu tumora koji potiskuje protein fosfatazu 2A i nalazi se u prirodno odabranoj genomskoj regiji u kavkaskoj populaciji HapMap -a [90]. Ova uočena pozitivna selekcija pogoduje populaciji bijele rase čineći je manje osjetljivom na sarkom mekih tkiva. Proučavanje molekularnih potpisa odabira ovog gena može dovesti do identifikacije varijanti osjetljivosti na bolest. Ove informacije pokazuju da su bolest raka i srodni geni bili pod silama evolucije i prirodne selekcije kroz čitavu evolucijsku povijest i da su te evolucijske sile djelovale različito u različitim ljudskim populacijama.

10. Štetne posljedice historijskih događaja selekcije u modernom vremenu

Sugerirano je da pretpovijesni događaji selekcije koji su mogli favorizirati neke genetske varijante u drevnim stilovima života, kao što je način života lovaca-sakupljača, više nisu korisni. Naprotiv, ove pozitivno odabrane genetske varijante postale su nepovoljne u modernim društvima sa modernim načinom života. Mnoge složene bolesti, poput dijabetesa, pretilosti, hipertenzije, upalnih ili autoimunih bolesti, alergija i karcinoma, mogle su biti nusprodukti ovih nepovoljnih pretpovijesnih događaja odabira koji se ne uklapaju u moderni i sjedilački način života. Odličan primjer je hipoteza o štedljivom genu i evolucija i povećana učestalost dijabetesa u modernoj populaciji. Hipotezu štedljivih gena prvi je predložio Neel, koji je sugerirao da su genotipovi predispozicije za dijabetes u moderno doba bili istorijski povoljni genotipovi [91]. Ovi pozitivno odabrani genotipovi koji su pogodovali skladištenju velikih količina tjelesne masti i sporiji metabolizam bili su povoljni u načinu života nomadskih sakupljača i očekivanim slučajevima gladi. Međutim, promjena načina života na sjedeći tip i povećanje dostupnih izvora hrane doveli su do visokih stopa pretilosti i povećali rizik od razvoja dijabetesa tipa II kod osoba koje nose ove genotipove u današnje vrijeme. Nekoliko studija koje podržavaju hipotezu o štedljivom genotipu pokazalo je da je brza promjena modernog načina života dovela do visokog rizika od dijabetesa i visokog stupnja pretilosti u proučavanoj populaciji, poput Indijanaca iz Sjedinjenih Država i Tonganaca u pacifičkoj populaciji [92, 93]. Nominalni dokazi za pozitivnu selekciju na 14 lokusa sklonosti dijabetesu u uzorcima afričkog, evropskog i istočnoazijskog porijekla pronađeni su samo korištenjem lokus-po-lokus analize [94]. Međutim, debata o valjanosti hipoteze o štedljivim genima još uvijek traje.

Dodatni primjeri štetnih zdravstvenih troškova povijesne prirodne selekcije koji dovode do današnjih složenih bolesti su upalne i autoimune bolesti, kao što su dijabetes tipa 1, upalna bolest crijeva, Crohnova bolest, celijakija i reumatoidni artritis. To se može opravdati higijenskom hipotezom, posebno u sjevernoeuropskoj populaciji [95]. „Higijensku hipotezu“ prvi je predložio Strachan [96]. Glavni koncept higijenske hipoteze je da koevolucija s nekim patogenim uzročnicima štiti ljude od velikog spektra imunoloških poremećaja. Istorijski gledano, snažan i pojačan imunološki odgovor bio je najbolji način za preživljavanje u okruženjima bogatim patogenima, pa je bio pod jakom pozitivnom selekcijom, unatoč činjenici da su isti patogeni i dalje prisutni, ali napredak u higijenskoj njezi i upotrebi antibiotika i cijepljenja , u modernim društvima, doveli su do smanjenja pritiska odabira uzrokovanog patogenima. Ovo smanjenje selekcijskih pritisaka dovelo je do pretvaranja pojačanog imunološkog odgovora iz povoljnog za opstanak ljudi u zdravstveno opterećenje kroz upalne i autoimune bolesti [95, 97]. Sve je veća zastupljenost autoimunih bolesti u razvijenim zemljama i zemljama u razvoju u odnosu na zemlje trećeg svijeta. Na primjer, dijabetes tipa 1 postao je ozbiljan javnozdravstveni problem u nekim evropskim zemljama, posebno u Finskoj [98]. Osim toga, učestalost upalnih bolesti crijeva, Crohnove bolesti ili ulceroznog kolitisa, te primarne bilijarne ciroze također je u porastu. Slično, Afrikanci koji žive u Sjedinjenim Državama i Azijci koji žive u Ujedinjenom Kraljevstvu ovih dana izlagali su veći rizik od razvoja alergijskih upalnih bolesti i astme u odnosu na opću populaciju u tim zemljama [99–101]. Utvrđeno je da genetsko i etničko porijeklo ovih populacija ima veći utjecaj na prevalenciju astme u odnosu na učinke na okoliš [102, 103]. Evolucijsko opravdanje gore navedenih primjera je da su u ovim populacijama aleli koji predstavljaju visok rizik od upalnih i autoimunih bolesti bili pod snažnim selektivnim pritiskom u prošlosti i u različitim uvjetima okoline [104] te da su upalni i autoimuni poremećaji koji se danas primjećuju nusproizvodi prošle selekcije protiv zaraznih bolesti [97].

11. Srodstvo i složene bolesti

Kao što smo gore spomenuli, kulturno ponašanje ljudskih populacija, poput usmjerenih brakova ili krvnog srodstva, može utjecati na alelne frekvencije i genetsku raznolikost unutar populacija. Složene bolesti mogu biti pod utjecajem krvnog srodstva kada su kontrolirane višestrukim rijetkim genima i prenose se na autosomno recesivan način [105]. Nažalost, malo se zna o učincima krvnog srodstva na složene bolesti uprkos njegovom velikom značaju za globalno zdravlje. Vrijedi spomenuti da je srodnički brak uobičajena tradicija u mnogim populacijama u Sjevernoj Africi, Bliskom Istoku, Zapadnoj Aziji i Južnoj Indiji [105, 106]. Vrlo krvno srodne populacije, posebno one sa relativno malim efektivnim veličinama populacije, pružaju nekompliciran put za identifikaciju recesivno nasljednih gena za složene bolesti, kao što je identifikacija više lokusa za Alzheimerovu bolest u arapskoj populaciji [107]. Štoviše, neka su istraživanja pokazala povećanu učestalost složenih bolesti među srodničkim bračnim potomcima. Na primjer, primijećen je minimalan, ali značajan porast učestalosti shizofrenije među potomcima brakova rođaka među beduinskim Arapima [108]. Osim toga, zabilježena je veća stopa ishemijskog moždanog udara među vjerski izoliranom inbreeding populacijom u Nizozemskoj u odnosu na opću populaciju [109]. Osim toga, globalna visoka stopa krvnog srodstva može imati poseban utjecaj na poligensku bolest poput dijabetesa melitusa, posebno dijabetesa tipa 2. Anokute je, u studiji o 210 slučajeva dijabetesa u centralnoj regiji Saudijske Arabije, otkrio da je porodična agregacija u odnosu na neagregaciju dala omjer šanse 6: 2, što ukazuje na slučajnu povezanost s dijabetesom koju je potrebno dodatno istražiti u buduće studije [110]. Ovi nalazi se ne proširuju na druge populacije u istoj regiji kao što su Palestinci i Bahreini gdje nema povećanja prevalencije dijabetesa tipa 2 u srodničkim brakovima [111, 112]. Studija Benera et al., 2005., koja je rađena u Kataru, pokazala je da je dijabetes značajno učestalost među srodničkim brakovima prvostepenih srodnika u poređenju sa kontrolnom grupom (33,1% naspram 24,6%) (OR = 1,59 95% CI = 1,11-2,29

) [113]. U drugoj studiji koju je Bener et al., 2007. proveo u Kataru, kako bi se utvrdio opseg i priroda srodstva u populaciji Katara i njegovi učinci na uobičajene bolesti odraslih, stopa srodstva u sadašnjoj generaciji bila je 51% s koeficijentom inbreedinga od 0,023724 [114]. Stopa krvnog srodstva i koeficijent inbreedinga u sadašnjoj generaciji bili su značajno viši od stope majki (51% prema 40,3% i 0,023724 prema 0,016410), respektivno. Sve vrste krvnih brakova bile su veće u ovoj generaciji, posebno prvi rođaci (26,7 naspram 21,4% po ocu i 23,1% po majci) i dvostruki prvi rođaci (4,3 prema 2,9% po ocu i 0,8% po majci). Sadašnja generacija srodnih roditelja imala je nešto veći rizik za većinu bolesti kao što su rak, mentalni poremećaji, bolesti srca, gastrointestinalni poremećaji, hipertenzija, nedostatak sluha i dijabetes melitus. Sve prijavljene bolesti bile su češće u srodničkim brakovima. Gosadi je istraživao potencijalni učinak krvnog srodstva na podložnost dijabetesu tipa 2 u saudijskoj populaciji [115]. Predložio je da srodstvo može povećati rizik od dijabetesa tipa 2 ranijim razvojem bolesti i jačanjem mogućeg genetskog učinka na glukozu u krvi natašte (FBG). Proturječni rezultati dobiveni su iz asocijacijskih studija o raku dojke u krvnih srodnika za gene BRCA1 i BRCA2 [116, 117]. Mada, vrijedne informacije o genetskoj pozadini složenih bolesti mogu se dobiti od srodničke populacije ako se zaobiđe kulturna, vjerska i politička pristrasnost u vezi s krvnim srodstvom.

12. Drevni geni i složene bolesti

Neandertalci, drevni hominidi i moderni ljudi koegzistirali su tisućama godina i križali se izvan Afrike, posebno u Europi i Aziji [17]. To dovodi do prisutnosti nekoliko drevnih gena neandertalaca u sadašnjim evropskim i azijskim genomima (približno 1–4%), dok kod današnjih afričkih populacija nisu primijećeni drevni geni neandertalaca [19, 118]. Štoviše, otkriveno je da je neandertalska komponenta kod neafričkog modernog čovjeka više povezana s Mezmaiskaya neandertalcem (Kavkaz) nego s altajskim neandertalcem (Sibir) ili vindijskim neandertalcima [118]. Osim toga, nekoliko studija pokazalo je veću primjesu neandertalaca u istočnim Azijcima u poređenju s Evropljanima [12, 119–121]. Utvrđeno je da su geni koji utiču na keratin introgresirani od neandertalaca u ljude istočne Azije i Evrope, što sugeriše da su neandertalci donirali oba gena morfološke adaptacije modernim ljudima kako bi se nosili sa novim okruženjem izvan Afrike [120, 121].

Štoviše, nedavne studije pokazale su da je povećana stopa dijabetesa tipa 2 u Europljana i Azijata u usporedbi s Afrikancima posljedica križanja s drevnim neandertalcima. Utvrđeno je da su mnogi geni povezani sa složenim bolestima, poput sistemskog eritematoznog lupusa, primarne bilijarne ciroze, Crohnove bolesti i dijabetes melitusa tipa 2, introgrirani od neandertalaca u neafričke moderne ljude [121]. Iako se neki korisni geni, poput gena povezanih s imunitetom, doniraju od neandertalca modernim neafričkim ljudima. Na primjer, HLA-C

0702, pronađen u neandertalaca, uobičajen je u modernih Europljana i Azijata, ali se rijetko viđa u Afrikanaca [122].

13. Zaključak

Populaciona genetika i studije molekularne evolucije utrle su put ka boljem razumijevanju genetske adaptacije ljudi kako bi se nosili s promjenama u životnoj sredini i životnom stilu. Razumijevanje utjecaja evolucijskih pokretačkih snaga na ljudske kompleksne osobine, kao što je prirodna selekcija, olakšalo je našu sposobnost da razumijemo odnos između genetske raznolikosti, adaptivnih fenotipova i složenih bolesti. Dostupna je ogromna količina podataka o populacijskoj genetici za različite ljudske populacije i čekaju da budu istražena duboko integrirajući i populacionu genetiku i kontekste molekularne evolucije. Molekularne potpise genetskih varijacija, poput polimorfizma s jednim nukleotidom, varijacije broja kopija i genomskih strukturnih varijacija, treba istražiti i povezati s prilagodbom čovjeka, promjenom okoline i složenim bolestima. Osim toga, potrebna su opsežna istraživanja o promjenama načina života i razvoju složenih bolesti, posebno u području Arapskog zaljeva gdje su se drastične promjene u načinu života dogodile nakon otkrića nafte. Integriranje informacija o genetici stanovništva, molekularnoj evoluciji, promjenama u okolišu, epidemiologiji te društvenim i kulturnim studijama hitna je potreba. Ovi multidisciplinarni napori mogu razjasniti vezu između koncepta molekularne evolucije i složenih bolesti i poboljšati naše razumijevanje evolucionih mehanizama u osjetljivosti na bolest, otpornosti ili progresiji, što zauzvrat olakšava prevenciju, dijagnozu i liječenje bolesti.

Konkurentni interesi

Autori izjavljuju da nemaju suprotstavljene interese.

Zahvalnice

Autori se zahvaljuju Odjelu za naučno izdavaštvo u Strateškom istraživačkom centru za dijabetes na pomoći u pripremi ovog rada. Ovo istraživanje podržao je Centar za strateška istraživanja dijabetesa, Univerzitet King Saudi, Kraljevina Saudijska Arabija.

Reference

  1. N. Risch i K. Merikangas, „Budućnost genetskih studija složenih ljudskih bolesti“, Nauka, vol. 273, br. 5281, str. 1516–1517, 1996. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  2. Nacionalni instituti za zdravlje, Genetika uobičajenih, složenih bolesti, NIH Fact Sheets, National Institutes of Health, Bethesda, Md, USA, 2010, https://report.nih.gov/nihfactsheets/ViewFactSheet.aspx?csid=42.
  3. E. S. Lander, L. M. Linton, B. Birren i sur. et al., "Početno sekvenciranje i analiza ljudskog genoma", Priroda, vol. 409, br. 6822, str. 860–921, 2001. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  4. J. C. Venter, M. D. Adams, E. W. Myers et al. et al., "Sekvenca ljudskog genoma", Nauka, vol. 291, br. 5507, str. 1304–1351, 2001. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  5. Međunarodni konzorcij HapMap, "Mapa haplotipa ljudskog genoma", Priroda, vol. 437, str. 1299–1320, 2005. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  6. K. A. Frazer, D. G. Ballinger, D. R. Cox i dr., „Druga generacija mape haplotipa čovjeka sa preko 3,1 miliona SNP -a“, Priroda, vol. 449, br. 7164, str. 851–861, 2007. Pogledajte na: Google Scholar
  7. D. M. Altshuler, R. A. Gibbs, L. Peltonen i sur., "Integriranje uobičajenih i rijetkih genetskih varijacija u različitim ljudskim populacijama", Priroda, vol. 467, br. 7311, str. 52–58, 2010. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  8. G. R. Abecasis, A. L. D. Auton, M. A. Brooks et al., “Integrirana mapa genetske varijacije iz 1.092 ljudska genoma,” Priroda, str. 491–56, 2012. Pogledajte na: Google Scholar
  9. Nacionalni institut za istraživanje humanog genoma, Katalog objavljenih GWA studija, http://www.genome.gov/gwastudies/.
  10. A.-H. Salem, F. M. Badr, M. F. Gaballah i S. Paabo, "Genetika tradicionalnog života: Y-kromosomske i mitohondrijske loze na Sinajskom poluotoku," Američki časopis za humanu genetiku, vol. 59, br. 3, str. 741–743, 1996. Pogledati na: Google Scholar
  11. M. T. Seielstad, E. Minch i L. L. Cavalli-Sforza, "Genetski dokazi za veću stopu migracije žena kod ljudi", Genetika prirode, vol. 20, br. 3, str. 278–280, 1998. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  12. R. Chaix, F. Austerlitz, T. Khegay et al., “Genetičko ili mitsko porijeklo grupa porijekla: lekcije iz Y hromozoma,” Američki časopis za humanu genetiku, vol. 75, br. 6, str. 1113–1116, 2004. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  13. R. Chaix, L. Quintana-Murci, T. Hegay i dr., "Od društvenih do genetskih struktura u centralnoj Aziji", Trenutna biologija, vol. 17, br. 1, str. 43–48, 2007. Pogled na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  14. J. A. Wilder, Z. Mobasher i M. F. Hammer, "Genetski dokazi o nejednakim efektivnim veličinama populacije ljudskih ženki i muškaraca", Molekularna biologija i evolucija, vol. 21, br. 11, str. 2047–2057, 2004. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  15. L. Quintana-Murci, O. Semino, H.-J. Bandelt, G. Passarino, K. McElreavey i A. S. Santachiara-Benerecetti, "Genetski dokazi o ranom izlasku Homo sapiens sapiensa iz Afrike kroz istočnu Afriku," Genetika prirode, vol. 23, br. 4, str. 437–441, 1999. Pogledati na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  16. V. Macaulay, C. Hill, A. Achilli et al., “Jedno, brzo obalno naselje Azije otkriveno analizom kompletnih mitohondrijalnih genoma,” Nauka, vol. 308, br. 5724, str. 1034–1036, 2005. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  17. P. Mellars, "Nova revolucija ugljikovodika i širenje modernih ljudi u Euroaziji", Priroda, vol. 439, br. 7079, str. 931–935, 2006. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  18. G. Laval, E. Patin, L. B. Barreiro i L. Q. Murci, „Formuliranje povijesnog i demografskog modela nedavne ljudske evolucije na temelju ponovnog redoslijeda podataka iz nekodiranih regija“, PLOS ONE, vol. 5, br. 4, ID članka e10284, 2010. Pogledajte na: Web stranica izdavača | Google naučnik
  19. R. E. Green, J. Krause, A. W. Briggs i dr., "Nacrt sekvence neandertalnog genoma", Nauka, vol. 328, br. 5979, str. 710–722, 2010. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  20. D. Reich, R. E. Green, M. Kircher et al., “Genetička istorija arhaične grupe hominina iz Denisove pećine u Sibiru,” Priroda, vol. 468, br. 7327, str. 1053–1060, 2010. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  21. L. Abi-Rached, M. J. Jobin, S. Kulkarni i dr., "Oblikovanje imunološkog sistema modernog čovjeka multiregionalnom primjesom sa arhaičnim ljudima", Nauka, vol. 334, br. 6052, str. 89–94, 2011. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  22. R. K. Butlin i T. Tregenza, „Nivoi genetskog polimorfizma: markerski lokusi nasuprot kvantitativnim osobinama“, Filozofske transakcije Kraljevskog društva B: Biološke nauke, vol. 353, br. 1366, str. 187–198, 1998. Pogled na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  23. W. J. Ewens, Matematička populaciona genetika, Springer, New York, NY, USA, drugo izdanje, 2004.
  24. J. Novembre i A. Di Rienzo, "Prostorni obrasci varijacije uzrokovani prirodnom selekcijom kod ljudi", Nature Reviews Genetics, vol. 10, br. 11, str. 745–755, 2009. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  25. P. C. Sabeti, S. F. Schaffner, B. Fry i sur., „Pozitivna prirodna selekcija u ljudskoj lozi“, Nauka, vol. 312, br. 5780, str. 1614–1620, 2006. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  26. P. C. Sabeti, P. Varilly, B.Fry i sur., "Otkrivanje genoma i karakterizacija pozitivne selekcije u ljudskim populacijama" Priroda, vol. 449, str. 913–918, 2007. Pogled na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  27. J. M. Akey, M. A. Eberle, M. J. Rieder i dr., "Istorija populacije i obrasci prirodne selekcije genetskih varijacija u 132 gena", PLoS Biology, vol. 2, br. 10, 2004. Pogledaj na: Stranica izdavača | Google naučnik
  28. B. F. Voight, S. Kudaravalli, X. Wen i J. K. Pritchard, „Karta nedavne pozitivne selekcije u ljudskom genomu“, PLoS Biology, vol. 4, članak e72, 2006. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  29. R. Blekhman, O. Man, L. Herrmann et al., “Prirodna selekcija na genima koji leže u osnovi ljudske sklonosti bolesti,” Trenutna biologija, vol. 18, br. 12, str. 883–889, 2008. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  30. J. K. Pickrell, G. Coop, J. Novembre et al., "Signali nedavne pozitivne selekcije u uzorku svjetske populacije", Genome Research, vol. 19, br. 5, str. 826–837, 2009. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  31. F. Jay, P. Sj ཭in, M. Jakobsson i M. G. B. Blum, "Anizotropna izolacija prema udaljenosti: glavne orijentacije ljudske genetske diferencijacije", Molekularna biologija i evolucija, vol. 30, br. 3, str. 513–525, 2013. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  32. M. Slatkin, "Izolacija prema udaljenosti u ravnotežnim i neravnotežnim populacijama", Evolucija, vol. 47, br. 1, str. 264–279, 1993. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  33. S. Ramachandran, O. Deshpande, C. C. Roseman, N. A. Rosenberg, M. W. Feldman i L. L. Cavalli-Sforza, “Podrška iz odnosa genetike i geografske u ljudskoj populaciji za serijski efekat osnivača koji potiče iz Afrike,” Zbornik radova Nacionalne akademije nauka Sjedinjenih Američkih Država, vol. 102, br. 44, str. 15942–15947, 2005. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  34. O. Lao, T. T. Lu, M. Nothnagel et al., “Korelacija između genetske i geografske strukture u Evropi,” Trenutna biologija, vol. 18, str. 1241–1248, 2008. Pogledajte na: Google Scholar
  35. E. Salmela, T. Lappalainen, I. Fransson i sur., „Genomska analiza polimorfizama s jednim nukleotidom otkriva strukturu stanovništva u sjevernoj Europi“, PLOS ONE, vol. 3, br. 10, ID članka e3519, 2008. Pogledajte na: Web stranica izdavača | Google naučnik
  36. N. A. Rosenberg, J. K. Pritchard, J. L. Weber et al., “Genetička struktura ljudske populacije,” Nauka, vol. 298, br. 5602, str. 2381–2385, 2002. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  37. T. Gayden, A. M. Cadenas, M. Regueiro et al., „Himalaje kao usmjerena prepreka protoku gena“, Američki časopis za humanu genetiku, vol. 80, br. 5, str. 884–894, 2007. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  38. C. Wang, S. Zöllner i N. A. Rosenberg, “Kvantitativno poređenje sličnosti između gena i geografije u ljudskim populacijama širom svijeta,” PLoS Genetics, vol. 8, br. 8, ID članka e1002886, 2012. Pogledajte na: Web stranica izdavača | Google naučnik
  39. C. D. Bustamante, A. Fledel-Alon, S. Williamson et al., “Prirodna selekcija na genima koji kodiraju proteine ​​u ljudskom genomu,” Priroda, vol. 437, br. 7062, str. 1153–1157, 2005. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  40. R. Nielsen, C. Bustamante, A. G. Clark i sur., "Skeniranje pozitivno odabranih gena u genomima ljudi i šimpanzi", PLoS Biology, vol. 3, članak e170, 2005. Pogledajte na: Web stranica izdavača | Google naučnik
  41. J. M. Smith i J. Haigh, "Učinak povoljnog gena na autostopu", Genetsko istraživanje, vol. 23, br. 1, str. 23–35, 1974. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  42. N. L. Kaplan, R. R. Hudson i C. H. Langley, "The “hitchhiking effect ” revisited," Genetika, vol. 123, br. 4, str. 887–899, 1989. Pogled na: Google Scholar
  43. C. D. Huff, D. J. Witherspoon, Y. Zhang i dr., "Crohnova bolest i genetsko stopiranje kod IBD5", Molekularna biologija i evolucija, vol. 29, br. 1, str. 101–111, 2012. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  44. J. D. Rioux, M. S. Silverberg, M. J. Daly et al., "Genomesko pretraživanje u kanadskim porodicama sa upalnom bolesti crijeva otkriva dva nova lokusa osjetljivosti", Američki časopis za humanu genetiku, vol. 66, br. 6, str. 1863–1870, 2000. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  45. J. D. Rioux, M. J. Daly, M. S. Silverberg et al., “Genetička varijacija u klasteru gena 5q31 citokina daje osjetljivost na Crohnovu bolest,” Genetika prirode, vol. 29, br. 2, str. 223–228, 2001. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  46. P. R. Burton, D. G. Clayton, L. R. Cardon et al., „Studija udruživanja na nivou genoma za 14.000 slučajeva sedam uobičajenih bolesti i 3.000 zajedničkih kontrola“, Priroda, vol. 447, str. 661–678, 2007. Pogled na: Google Scholar
  47. C. B. Foster, K. Aswath, S. J. Chanock, H. F. McKay i U. Peters, „Analiza polimorfizma šest gena selenoproteina: Podrška selektivnom pregledu na lokusu glutation peroksidaze 1 (3p21) u azijskim populacijama,“ BMC ćelijska biologija, vol. 7, član 56, 2006. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  48. A. J. Duffield-Lillico, B. L. Dalkin, M. E. Reid et al., “Dodatak selena, osnovni status selena u plazmi i incidencija raka prostate: analiza kompletnog perioda liječenja u ispitivanju nutricionističke prevencije raka,” BJU International, vol. 91, br. 7, str. 608–612, 2003. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  49. M. A. Beck, J. Handy i O. A. Levander, „Prehrambeni status domaćina: zanemareni faktor virulencije“, Trendovi u mikrobiologiji, vol. 12, br. 9, str. 417–423, 2004. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  50. G. J. Beckett i J. R. Arthur, “Selen i endokrini sistemi”, Journal of Endocrinology, vol. 184, br. 3, str. 455–465, 2005. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  51. U. Peters, N. Chatterjee, T. R. Church i sur., "Visok nivo selena u serumu i smanjeni rizik od uznapredovalog kolorektalnog adenoma u programu ranog otkrivanja raka debelog crijeva," Biomarkeri i prevencija epidemiologije raka, vol. 15, br. 2, str. 315–320, 2006. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  52. J. Ahn, M. D. Gammon, R. M. Santella i sur., "Nema povezanosti između polimorfizma glutation peroksidaze Pro198Leu i rizika od raka dojke", Biomarkeri i prevencija epidemiologije raka, vol. 14, br. 10, str. 2459–2461, 2005. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  53. A. Aydin, Z. Arsova-Sarafinovska, A. Sayal et al., “Oksidativni stres i antioksidativni status kod nemetastatskog raka prostate i benigne hiperplazije prostate,” Klinička biokemija, vol. 39, br. 2, str. 176–179, 2006. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  54. H. Dursun, M. Bilici, A. Uyanik, N. Okcu i M. Aky üz, "Aktivnosti antioksidativnih enzima i razine peroksidacije lipida u eritrocitima pacijenata s rakom jednjaka i želuca," Časopis za međunarodna medicinska istraživanja, vol. 34, br. 2, str. 193–199, 2006. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  55. G. Ravn-Haren, A. Olsen, A. Tj ønneland et al., "Povezanost između polimorfizma GPX1 Pro198Leu, aktivnosti GPX eritrocita, konzumacije alkohola i rizika od raka dojke u prospektivnoj kohortnoj studiji," Karcinogeneza, vol. 27, br. 4, str. 820–825, 2006. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  56. D. Charlesworth, „Balansiranje selekcije i njeni efekti na sekvence u obližnjim regijama genoma“, PLoS Genetics, vol. 2, br. 4, članak e64, 2006. Pogledaj na: Stranica izdavača | Google naučnik
  57. L. D. Hurst, „Temeljni pojmovi u genetici: genetika i razumijevanje selekcije“, Nature Reviews Genetics, vol. 10, br. 2, str. 83–93, 2009. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  58. M. Fumagalli, U. Pozzoli, R. Cagliani et al., “Paraziti predstavljaju glavnu selektivnu silu za interleukine gene i oblikuju genetsku predispoziciju za autoimune bolesti,” Journal of Experimental Medicine, vol. 206, br. 6, str. 1395–1408, 2009. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  59. E. Vasseur i L. Quintana-Murci, "Utjecaj prirodne selekcije na zdravlje i bolesti: upotreba populacijskog genetskog pristupa kod ljudi", Evolucijske aplikacije, vol. 6, br. 4, str. 596–607, 2013. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  60. L. Excoffier, P. E. Smouse i J. M. Quattro, „Analiza molekularne varijance izvedene iz metričkih udaljenosti među haplotipovima DNK: primjena na podatke o restrikciji DNK humane mitohondrije“, Genetika, vol. 131, br. 2, str. 479–491, 1992. Pogledati na: Google Scholar
  61. B. S. Weir i W. G. Hill, “Procjena F-statistike”, Godišnji pregled genetike, vol. 36, str. 721–750, 2002. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  62. M. Bamshad i S. P. Wooding, “Potpisi prirodne selekcije u ljudskom genomu”, Nature Reviews Genetics, vol. 4, br. 2, str. 99–111, 2003. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  63. G. Zhang, L. J. Muglia, R. Chakraborty, J. M. Akey i S. M. Williams, “Potpisi prirodne selekcije na genetskim varijantama koje utiču na složene ljudske osobine”, Primijenjena i translacijska genomika, vol. 2, br. 1, str. 77–93, 2013. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  64. W. Yang, H. Tang, Y. Zhang et al., “Meta-analiza praćena replikacijom identificira lokuse u ili blizu CDKN1B, TET3, CD80, DRAM1 i ARID5B kao povezane sa sistemskim eritematoznim lupusom u Azijata,” Američki časopis za humanu genetiku, vol. 92, br. 1, str. 41–51, 2013. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  65. M. S. Sandhu, D. M. Waterworth, S. L. Debenham et al., “Koncentracije LDL-holesterola: studija povezanosti na nivou genoma”, Lancet, vol. 371, br. 9611, str. 483–491, 2008. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  66. C. J. Willer, S. Sanna, A. U. Jackson i sur., "Novo identificirani lokusi koji utječu na koncentraciju lipida i rizik od bolesti koronarnih arterija", Genetika prirode, vol. 40, br. 2, str. 161–169, 2008. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  67. K. U. Ludwig, E. Mangold, S. Herms i sar., „Meta-analize nesindromske rascjepe usne sa ili bez rascjepa nepca u cijelom genomu identificiraju šest novih lokusa rizika“, Genetika prirode, vol. 44, br. 9, str. 968–971, 2012. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  68. E. Mangold, K. U. Ludwig, S. Birnbaum i sur., "Studija asocijacije na cijelom genomu identificira dva lokusa osjetljivosti na nesindromsku rascjep usne sa ili bez rascjepa nepca", Genetika prirode, vol. 42, br. 1, str. 24–26, 2010. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  69. S. E. Medland, D. R. Nyholt, J. N. Painter i sur., "Uobičajene varijante u genu Trichohyalin povezane su s ravnom kosom u Europljana", Američki časopis za humanu genetiku, vol. 85, br. 5, str. 750–755, 2009. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  70. Z.-J. Chen, H. Zhao, L. He i saradnici, “Studija asocijacije u cijelom genomu identificira lokuse osjetljivosti na sindrom policističnih jajnika na hromozomu 2p16.3, 2p21 i 9q33.3,” Genetika prirode, vol. 43, br. 1, str. 55–59, 2011. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  71. Y. Shi, H. Zhao, Y. Shi i sur., "Studija asocijacije na nivou genoma identificirala je osam novih lokusa rizika za sindrom policističnih jajnika", Genetika prirode, vol. 44, br. 9, str. 1020–1025, 2012. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  72. C. Gieger, A. Radhakrishnan, A. Cvejic i dr., „Nove funkcije gena u megakariopoezi i formiranju trombocita“, Priroda, vol. 480, br. 7376, str. 201–208, 2011. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  73. E. Zeggini, L. J. Scott, R. Saxena i B. F. Voight, "Meta-analiza podataka o asocijaciji na čitavom genomu i replikacija velikih razmjera identificiraju dodatne lokuse osjetljivosti na dijabetes tipa 2," Genetika prirode, vol. 40, br. 5, str. 638–645, 2008. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  74. A. Franke, D. P. B. McGovern, J. C. Barrett et al., "Meta-analiza u cijelom genomu povećava na 71 broj potvrđenih lokusa osjetljivosti na Crohnovu bolest," Genetika prirode, vol. 42, str. 1118–1125, 2010. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  75. L. Jostins, S. Ripke, R. K. Weersma i sur., "Interakcije domaćina i#mikrobima su oblikovale genetsku arhitekturu upalne bolesti crijeva", Priroda, vol. 491, br. 7422, str. 119–124, 2012. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  76. K. Ding i I. J. Kullo, "Geografske razlike u učestalosti alela osjetljivosti SNP -a na kardiovaskularne bolesti," BMC Medical Genetics, vol. 12, član 55, 2011. Pogledaj na: Sajt izdavača | Google naučnik
  77. YC Klimentidis, M. Abrams, J. Wang, JR Fernandez i DB Allison, „Prirodna selekcija u genomskim regijama povezanim s pretilošću i dijabetesom tipa 2: istočnoazijski i podsaharski Afrikanci pokazuju visok nivo diferencijacije kod dijabetesa tipa 2 regije, ” Humana genetika, vol. 129, br. 4, str. 407–418, 2011. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  78. R. Peto, F. J. C. Roe, P. N. Lee, L. Levy i J. Clack, „Rak i starenje kod miševa i ljudi“, British Journal of Cancer, vol. 32, br. 4, str. 411–426, 1975. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  79. A. F. Caulin i C. C. Maley, "Petov paradoks: evolucijski recept za prevenciju raka", Trendovi u ekologiji & Evolucija, vol. 26, br. 4, str. 175–182, 2011. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  80. S. Pavard i C. J. E. Metcalf, “Negativna selekcija na alelima osjetljivosti BRCA1 baca svjetlo na populacionu genetiku bolesti kasnog početka i teoriju starenja,” PLOS ONE, vol. 2, br. 11, ID članka e1206, 2007. Pogledaj na: Stranica izdavača | Google naučnik
  81. T. I. Andersen, A.-L. Borresen i P. Moller, "Uobičajena mutacija BRCA1 u norveškim porodicama raka dojke i jajnika?" Američki časopis za humanu genetiku, vol. 59, br. 2, str. 486–487, 1996. Pogledati na: Google Scholar
  82. W. H. Lee i T. G. Boyer, “BRCA1 i BRCA2 u raku dojke,” Lancet, vol. 358, str. S5, 2001. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  83. O. D ໞz, A. Osorio, M. Dur án et al., "Analiza gena BRCA1 i BRCA2 kod španjolskih pacijenata s rakom dojke/jajnika: visok udio mutacija jedinstvenih za Španjolsku i dokazi o učincima osnivača", Human Mutation, vol. 22, br. 4, str. 301–312, 2003. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  84. I. Cass, C. Holschneider, N. Datta, D. Barbuto, A. E. Walts, i B. Y. Karlan, “Karcinom jajovoda povezan s BRCA mutacijom: poseban klinički fenotip?” Akušerstvo i ginekologija, vol. 106, br. 6, str. 1327–1334, 2005. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  85. Y. C. Tai, S. Domchek, G. Parmigiani i S. Chen, “Rizik od raka dojke među muškim nosiocima BRCA1 i BRCA2 mutacije,” Časopis Nacionalnog instituta za rak, vol. 99, br. 23, str. 1811–1814, 2007. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  86. W. Al-Sukhni, H. Rothenmund, A. Eppel Borgida i sur., "Mutacije germinativne BRCA1 predisponiraju adenokarcinom gušterače", Humana genetika, vol. 124, br. 3, str. 271–278, 2008. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  87. J. E. Stajich i M. W. Hahn, "Odvajanje efekata demografije i selekcije u ljudskoj istoriji", Molekularna biologija i evolucija, vol. 22, br. 1, str. 63–73, 2005. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  88. T. Paiss, S. W örner, F. Kurtz i sur., "Povezivanje agresivnog karcinoma prostate s kromosomom 7q31-33 u njemačkim porodicama raka prostate", Evropski časopis za humanu genetiku, vol. 11, br. 1, str. 17–22, 2003. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  89. C. Sun, D. Huo, C. Southard et al., “Potpis balansiranja selekcije u regionu uzvodno od ljudskog UGT2B4 gena i implikacije na rizik od raka dojke,” Humana genetika, vol. 130, br. 6, str. 767–775, 2011. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  90. L. F. Grochola, A. Vazquez, E. E.Bond i sur., "Nedavna prirodna selekcija identificira genetsku varijantu u regulatornoj podjedinici proteinske fosfataze 2A koja se povezuje s promijenjenim rizikom od raka i preživljavanjem", Kliničko istraživanje raka, vol. 15, br. 19, str. 6301–6308, 2009. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  91. J. V. Neel, “Diabetes mellitus: ‘ štedljiv’ genotip koji je učinio štetnim zbog ‘progresa’?” Američki časopis za humanu genetiku, vol. 14, str. 353–362, 1962. Pogledati na: Google Scholar
  92. B. Joffe i P. Zimmet, “Štedljivi genotip kod dijabetesa tipa 2: nedovršena simfonija koja se kreće ka svom finalu?” Endokrini, vol. 9, br. 2, str. 139–141, 1998. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  93. S. Myles, R. A. Lea, J. Ohashi i sur., "Testiranje hipoteze štedljivih gena: varijanta Gly482Ser u PPARGC1A povezana je s BMI u Tonganima," BMC Medical Genetics, vol. 12, članak 10, 2011. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  94. Q. Ayub, L. Moutsianas, Y. Chen et al., “Preispitivanje hipoteze štedljivih gena preko 65 lokusa povezanih sa osjetljivošću na dijabetes tipa 2,” Američki časopis za humanu genetiku, vol. 94, br. 2, str. 176–185, 2014. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  95. H. Okada, C. Kuhn, H. Feillet i J.-F. Bach, "Higijenska hipoteza" za autoimune i alergijske bolesti: ažuriranje, " Klinička i eksperimentalna imunologija, vol. 160, br. 1, str. 1–9, 2010. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  96. D. P. Strachan, “Peludna groznica, higijena i veličina domaćinstva”, British Medical Journal, vol. 299, br. 6710, str. 1259–1260, 1989. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  97. M. Sironi i M. Clerici, “Higijenska hipoteza: evolucijska perspektiva,” Mikrobi i infekcije, vol. 12, br. 6, str. 421–427, 2010. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  98. V. Harjutsalo, L. Sj rg i J. Tuomilehto, „Vremenski trendovi u učestalosti dijabetesa tipa 1 kod finske djece: kohortna studija“, Lancet, vol. 371, br. 9626, str. 1777–1782, 2008. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  99. S. J. Gillam, B. Jarman, P. White i R. Law, “Etničke razlike u stopama konsultacija u opštoj urbanoj praksi”, British Medical Journal, vol. 299, br. 6705, str. 953–957, 1989. Pogled na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  100. D. R. Gold, A. Rotnitzky, A. I. Damokosh i dr., „Rasne i rodne razlike u prevalenciji respiratornih bolesti i njihov odnos prema izloženosti okoline kod djece od 7 do 14 godina“, Američki pregled respiratornih bolesti, vol. 148, br. 1, str. 10–18, 1993. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  101. J. Von Behren, R. Kreutzer i D. Smith, “Trendovi hospitalizacije astme u Kaliforniji, 1983�”, Journal of Asthma, vol. 36, br. 7, str. 575–582, 1999. Pogledati na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  102. M. S. Gilthorpe, R. Lay-Yee, R. C. Wilson, S. Walters, R. K. Griffiths i R. Bedi, „Varijacije stope hospitalizacije zbog astme među crncima i manjinskim etničkim zajednicama“, Respiratorna medicina, vol. 92, br. 4, str. 642–648, 1998. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  103. J. E. Miller, „Učinci rase/etničke pripadnosti i prihoda na prevalenciju astme u ranom djetinjstvu i upotrebu zdravstvene zaštite“, American Journal of Public Health, vol. 90, br. 3, str. 428–430, 2000. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  104. L. B. Barreiro i L. Quintana-Murci, “Od evolucijske genetike do ljudske imunologije: kako selekcija oblikuje gene za odbranu domaćina,” Nature Reviews Genetics, vol. 11, br. 1, str. 17–30, 2010. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  105. A. H. Bittles i M. L. Black, „Srodstvo, ljudska evolucija i složene bolesti“, Zbornik radova Nacionalne akademije nauka Sjedinjenih Američkih Država, vol. 107, dodatak 1, str. 1779–1786, 2010. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  106. A. H. Bittles, Globalna rasprostranjenost krvnog srodstva, 2010, http://www.consang.net/.
  107. L. A. Farrer, A. Bowirrat, R. P. Friedland, K. Waraska, A. D. Korczyn i C. T. Baldwin, “Identifikacija višestrukih lokusa za Alchajmerovu bolest u srodnoj izraelsko-arapskoj zajednici,” Ljudska molekularna genetika, vol. 12, br. 4, str. 415–422, 2003. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  108. M. Dobrusin, D. Weitzman, J. Levine et al., "Stopa srodničkih brakova među roditeljima shizofrenih pacijenata u populaciji arapskih beduina u južnom Izraelu," World Journal of Biological Psychiatry, vol. 10, br. 4, str. 334–336, 2009. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  109. M. J. E. Van Rijn, A. J. C. Slooter, A. F. C. Schut i sur., "Porodična agregacija, gen PDE4D i ishemijski moždani udar u genetski izoliranoj populaciji", Neurology, vol. 65, br. 8, str. 1203–1209, 2005. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  110. C. C. Anokute, „Sumnjivi sinergizam između srodstva i porodične agregacije kod dijabetesa melitusa tipa 2 u Saudijskoj Arabiji“, Journal of the Royal Society of Health, vol. 112, br. 4, str. 167–169, 1992. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  111. F. Al-Mahroos i P. M. McKeigue, “Visoka prevalencija dijabetesa u Bahreina: povezanost s etničkom pripadnošću i povišenim holesterolom u plazmi,” Diabetes Care, vol. 21, br. 6, str. 936–942, 1998. Pogled na: stranica izdavača | Google naučnik
  112. L. Jaber, T. Shohat, J. I. Rotter i M. Shohat, “Krveno srodstvo i uobičajene bolesti odraslih u izraelskim arapskim zajednicama”, Američki časopis za medicinsku genetiku, vol. 70, br. 4, str. 346–348, 1997. Pogledati na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  113. A. Bener, M. Zirie i A. Al-Rikabi, „Genetika, pretilost i faktori rizika za okoliš povezani s dijabetesom tipa 2“, Hrvatski medicinski časopis, vol. 46, br. 2, str. 302–307, 2005. Pogled na: Google Scholar
  114. A. Bener, R. Hussain i A. S. Teebi, "Srodnički brakovi i njihovi učinci na uobičajene bolesti odraslih: studije endogamne populacije", Medicinski principi i praksa, vol. 16, br. 4, str. 262–267, 2007. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  115. I. M. Gosadi, Istraživanje potencijalnog efekta krvnog srodstva na podložnost dijabetesu tipa 2 u saudijskoj populaciji [Ph.D. teza], Univerzitet u Sheffieldu, Sheffield, UK, 2013.
  116. A. Liede, I. A. Malik, Z. Aziz, P. de los Rios, E. Kwan i S. A. Narod, „Doprinos mutacija BRCA1 i BRCA2 karcinomu dojke i jajnika u Pakistanu“, Američki časopis za humanu genetiku, vol. 71, br. 3, str. 595–606, 2002. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  117. A. Bener, H. R. E. Ayoubi, A. I. Ali, A. Al-Kubaisi i H. Al-Sulaiti, “Da li krvno srodstvo dovodi do smanjene incidencije raka dojke?” Epidemiologija raka, vol. 34, br. 4, str. 413–418, 2010. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  118. K. Prﳾr, F. Racimo, N. Patterson et al., “Kompletna sekvenca genoma neandertalca sa planina Altaja,” Priroda, vol. 505, br. 7481, str. 43–49, 2014. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  119. M. Meyer, M. Kircher, M.-T. Gansauge et al., “Sekvencija genoma visoke pokrivenosti od arhaične denisovane individue,” Nauka, vol. 338, br. 6104, str. 222–226, 2012. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  120. S. Sankararaman, S. Mallick, M. Dannemann et al., “Genomski pejzaž neandertalskog porijekla kod današnjih ljudi,” Priroda, vol. 507, br. 7492, str. 354–357, 2014. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  121. B. Vernot i J. M. Akey, „Oživljavanje preživjelih neandertalskih loza iz modernih ljudskih genoma“, Nauka, vol. 343, br. 6174, str. 1017–1021, 2014. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik
  122. P. Parham, P. J. Norman, L. Abi-Rached i L. A. Guethlein, „Ljudska specifična evolucija receptora sličnih imunoglobulinima sličnim stanicama ubojicama prepoznavanje velikih molekula klase I histokompatibilnosti,“ Filozofske transakcije Kraljevskog društva B, vol. 367, br. 1590, str. 800–811, 2012. Pogledajte na: Izdavačka stranica | Google naučnik
  123. E. Ahlqvist, T. S. Ahluwalia i L. Groop, “Genetika dijabetesa tipa 2”, Klinička hemija, vol. 57, br. 2, str. 241–254, 2011. Pogled na: Stranica izdavača | Google naučnik

Copyright

Autorska prava © 2016. Amr T. M. Saeb i Dhekra Al-Naqeb. Ovo je članak s otvorenim pristupom distribuiran pod Licencom za dodjeljivanje autorskih prava Creative Commons, koji dopušta neograničenu upotrebu, distribuciju i reprodukciju na bilo kojem mediju, pod uvjetom da je izvorno djelo pravilno citirano.


Ljudska evolucija

Naši urednici će pregledati ono što ste poslali i odlučiti da li da revidiraju članak.

Ljudska evolucija, proces kojim su se ljudska bića razvila na Zemlji od sada izumrlih primata. Gledano zoološki, mi ljudi jesmo Homo sapiens, uspravno hodajuća vrsta koja živi na tlu i vrlo vjerojatno je prvi put evoluirala u Africi prije oko 315.000 godina. Sada smo jedini živi članovi onoga što mnogi zoolozi nazivaju ljudskim plemenom, Hominini, ali postoje brojni fosilni dokazi koji ukazuju na to da su nam milionima godina prethodili drugi hominini, kao npr. Ardipithecus, Australopithecus, i druge vrste Homoi da je naša vrsta također živjela jedno vrijeme u isto vrijeme s barem još jednim članom našeg roda, H. neanderthalensis (neandertalci). Osim toga, mi i naši prethodnici uvijek smo dijelili Zemlju s drugim majmunima sličnim primatima, od modernih gorila do davno izumrlih Dryopithecus. Da smo mi i izumrli hominini na neki način povezani i da smo mi i majmuni, i živi i izumrli, također na neki način povezani, prihvaćaju antropolozi i biolozi posvuda. Ipak, tačna priroda naših evolucijskih odnosa bila je predmet rasprave i istraživanja otkako je veliki britanski prirodnjak Charles Darwin objavio svoje monumentalne knjige O porijeklu vrsta (1859) i The Descent of Man (1871). Darwin nikada nije tvrdio, kako su neki njegovi viktorijanski savremenici tvrdili, da je "čovjek potekao od majmuna", a moderni naučnici takvu bi izjavu smatrali beskorisnim pojednostavljenjem - baš kao što bi odbacili sve popularne ideje da je izumrla vrsta je “karika koja nedostaje” između ljudi i majmuna. Međutim, teoretski postoji zajednički predak koji je postojao prije više miliona godina. Ova vrsta predaka ne predstavlja "kariku koja nedostaje" duž loze, već je to čvor za divergenciju u zasebne loze. Ovaj drevni primat nije identificiran i možda nikada neće biti poznat sa sigurnošću, jer su fosilni odnosi nejasni čak i unutar ljudske loze, koja je novija. U stvari, ljudsko “porodično stablo” bi se moglo bolje opisati kao “porodični grm”, unutar kojeg je nemoguće povezati pun kronološki niz vrsta, što dovodi do Homo sapiens, oko čega se stručnjaci mogu složiti.

Šta je ljudsko biće?

Ljudi su primati koji nose kulturu svrstani u rod Homo, posebno vrsta Homo sapiens. Anatomski su slični i povezani su s velikim majmunima (orangutanima, čimpanzama, bonobama i gorilama), ali se razlikuju po visoko razvijenom mozgu koji omogućava sposobnost artikuliranog govora i apstraktnog zaključivanja. Ljudi pokazuju izraženu uspravnost kolica koja oslobađaju ruke za upotrebu kao manipulativni članovi.

Kada su ljudi evoluirali?

Odgovor na ovo pitanje je izazovan, jer paleontolozi imaju samo djelimične informacije o tome šta se kada dogodilo. Do sada znanstvenici nisu mogli otkriti iznenadni "trenutak" evolucije za bilo koju vrstu, ali su u stanju zaključiti evolucijske putokaze koji nam pomažu uokviriti naše razumijevanje nastanka ljudi. Snažni dokazi podupiru grananje ljudske loze od one koja je proizvodila velike majmune (orangutane, šimpanze, bonobe i gorile) u Africi prije između 6 i 7 miliona godina. Dokazi o izradi alata datiraju prije otprilike 3,3 miliona godina u Keniji. Međutim, starost najstarijih ostataka roda Homo je mlađa od ove tehnološke prekretnice, koja datira prije nekih 2,8–2,75 miliona godina u Etiopiji. Najstariji poznati ostaci Homo sapiens—kolekcija fragmenata lobanje, kompletne kosti čeljusti i kamenih alata—datiraju prije otprilike 315.000 godina.

Da li su ljudi evoluirali od majmuna?

Ne. Ljudi su jedna vrsta od nekoliko živih vrsta velikih majmuna. Ljudi su evoluirali zajedno sa orangutanima, čimpanzama, bonobama i gorilama. Svi ovi imaju zajedničkog pretka prije otprilike 7 miliona godina.

Da li su neandertalci klasifikovani kao ljudi?

Da. Neandertalci (Homo neanderthalensis) su bili arhaični ljudi koji su se pojavili prije najmanje 200.000 godina i izumrli možda prije između 35.000 i 24.000 godina. Proizvodili su i koristili alate (uključujući oštrice, šila i oštrenje), razvili govorni jezik i razvili bogatu kulturu koja je uključivala izgradnju ognjišta, tradicionalnu medicinu i sahranjivanje mrtvih. Neandertalci su također stvorili umjetničke dokaze koji pokazuju da su neki slikali prirodnim pigmentima. Na kraju, neandertalce su vjerovatno zamijenili moderni ljudi (H. sapiens), ali ne prije nego što su se neki pripadnici ovih vrsta međusobno razmnožili tamo gdje su im se rasponi preklapali.

Primarni izvor za pojedinosti o putu ljudske evolucije uvijek će biti fosilni primjerci. Zasigurno, mnoštvo fosila iz Afrike i Evroazije ukazuje na to da je, za razliku od danas, više od jedne vrste naše porodice živjelo u isto vrijeme kroz veći dio ljudske istorije. Priroda određenih fosilnih primjeraka i vrsta može se precizno opisati, kao i mjesto na kojem su pronađeni i razdoblje u kojem su živjeli, ali pitanja o tome kako su vrste živjele i zašto su mogle uginuti ili su se razvile u druge vrste mogu samo riješiti formuliranjem scenarija, iako naučno informiranih. Ovi scenariji temelje se na kontekstualnim informacijama prikupljenim s lokaliteta na kojima su fosili prikupljeni. U osmišljavanju takvih scenarija i popunjavanju grma ljudske porodice, istraživači moraju konsultovati veliki i raznoliki niz fosila, a takođe moraju koristiti rafinirane metode i zapise iskopavanja, tehnike geohemijskog datiranja i podatke iz drugih specijalizovanih oblasti kao što su genetika, ekologija i paleoekologija i etologija (ponašanje životinja) - ukratko, svi alati multidisciplinarne nauke o paleoantropologiji.

Ovaj članak je rasprava o širokoj karijeri ljudskog plemena od njegovih vjerovatnih početaka prije miliona godina u miocenskoj epohi (prije 23 miliona do 5,3 miliona godina [mya]) do razvoja alata zasnovane i simbolički strukturirane moderne ljudske kulture pre samo nekoliko desetina hiljada godina, tokom geološki novije pleistocenske epohe (pre oko 2,6 miliona do 11.700 godina). Posebna pažnja posvećena je fosilnim dokazima za ovu istoriju i glavnim modelima evolucije koji su stekli najviše poverenja u naučnoj zajednici.Vidi evolucija članka radi potpunog objašnjenja evolucijske teorije, uključujući njene glavne zagovornike i prije i poslije Darwina, njezino pobuđivanje otpora i prihvaćanja u društvu, te znanstvenih alata koji se koriste za istraživanje teorije i dokazivanje njezine valjanosti.


Karakteristike

Biologija ljudi: koncepti, primjene i problemi, 6. izdanje je takođe dostupna putem Pearson eText, jednostavno, mobilno, personalizirano iskustvo čitanja koje omogućava instruktorima da se povežu i motiviraju studente-upravo u njihovom e-udžbeniku. Nauči više.

Personalizirajte učenje savladavanjem biologije

Mastering™ Biology je proizvod za domaće zadaće, tutorijal i ocjenjivanje na mreži dizajniran da poboljša rezultate pomažući učenicima da brzo savladaju koncepte. Učenici imaju koristi od samostalnih koraka koji sadrže povratne informacije o pogrešnim odgovorima i savjete koji oponašaju radno vrijeme kako bi pomogli učenicima da ostanu na putu. Uz širok raspon interaktivnih, angažiranih i dodijeljenih aktivnosti, studenti se potiču na aktivno učenje i zadržavanje teških koncepata kursa.

Novo u ovom izdanju

Biologija ljudi: koncepti, aplikacije i pitanja, 6. izdanje je takođe dostupna putem Pearson eText, jednostavno, mobilno, personalizirano iskustvo čitanja koje omogućava instruktorima da se povežu i motiviraju studente-upravo u njihovom e-udžbeniku. Nauči više.

Personalizirajte učenje savladavanjem biologije

Mastering™ Biology je proizvod za domaće zadaće, tutorijal i ocjenjivanje na mreži dizajniran da poboljša rezultate pomažući učenicima da brzo savladaju koncepte. Učenici imaju koristi od samostalnih koraka koji sadrže povratne informacije o pogrešnim odgovorima i savjete koji oponašaju radno vrijeme kako bi pomogli učenicima da ostanu na putu. Uz širok spektar interaktivnih, zanimljivih i dodijelivih aktivnosti, studenti se ohrabruju da aktivno uče i zadrže teške koncepte kursa.


De novo mutacije u kliničkoj praksi

Nedavno prepoznavanje važnosti de novo mutacija u ljudskim bolestima ima mnogo implikacija za rutinsko genetsko testiranje i kliničku praksu. De novo mutacije su sada ustanovljene kao uzrok bolesti kod velikog dijela pacijenata s teškim poremećajima u ranoj fazi, u rasponu od rijetkih kongenitalnih malformacijskih sindroma [185, 186] do češćih neurorazvojnih poremećaja, poput teških oblika intelektualnog invaliditeta [ 33], epilepsiju [31] i autizam [29]. Zajedno, ovi poremećaji predstavljaju značajan dio svih pacijenata koji se viđaju na neuropedijatrijskim i kliničkim genetičkim odjelima širom svijeta.

Određivanje genetskog uzroka poremećaja uzrokovanog de novo mutacijom kod pojedinca može biti izazovno s kliničke točke gledišta zbog pleiotropije, kao i genetske heterogenosti koja leži u osnovi jednog fenotipa. Na primjer, intelektualni invaliditet može biti uzrokovan de novo točkastim mutacijama, indelima ili CNV -om u bilo kojem od stotina gena [117]. Ova prepreka postavljanju kliničke dijagnoze snažno zagovara pouzdan i pristupačan genomički pristup koji se može koristiti za otkrivanje ovih de novo mutacija u velikim grupama pacijenata.Sekvenciranje egzoma i genoma (što dodatno nudi mogućnost tačne detekcije strukturnih varijacija) trojki pacijent-roditelj idealno je za to i uskoro će postati dijagnostički pristup prvog reda za ove poremećaje. Ključna prednost ovog pristupa sekvenciranja zasnovanog na triju je to što pomaže pri određivanju prioriteta kandidata de novo pojavljivanjem, omogućavajući kliničkim laboratorijama da se usredsrede na najverovatnije mutacije kandidata za praćenje i tumačenje (Okvir 3) [187]. Tumačenje de novo mutacija kandidata može se voditi korištenjem različitih rezultata, poput "ocjene netolerancije rezidualnih varijacija" (RVIS), zasnovane na usporedbi rijetkih i uobičajenih missensnih varijacija čovjeka po genu [188]. Alternativno, mogu se koristiti „rezultati selektivnih ograničenja“, na osnovu uočenih naspram očekivanih rijetkih funkcionalnih varijacija po genu kod ljudi [126].

Identifikacija de novo mutacije kao uzroka bolesti kod pacijenta ima nekoliko implikacija za pacijenta i njegovu porodicu. Prvo, otkrivanjem genetskog defekta u osnovi fenotipa utvrđuje se genetska dijagnoza koja se može koristiti za prognozu na temelju podataka drugih pacijenata sa sličnim mutacijama [189] i informacija o trenutnim mogućnostima liječenja [190], a u budućnosti, za razvoj i primjenu personaliziranih terapijskih intervencija [191]. Nadalje, identifikacija de novo mutacije nudi roditeljima oboljelog pacijenta objašnjenje zašto je došlo do poremećaja i može pomoći u suočavanju s osjećajem krivnje [192, 193]. U smislu planiranja porodice, identifikacija de novo mutacije kao uzroka bolesti kod djeteta može biti pozitivna vijest s obzirom na rizik od recidiva, jer je mnogo niža nego za recesivne ili dominantne nasljedne poremećaje (nešto više od 1% u odnosu na 25 i 50%, respektivno) [11, 158]. Međutim, rizik od recidiva snažno ovisi o vremenu mutacije jer roditeljski mozaicizam za mutaciju povećava rizik od recidiva [158]. Otprilike 4% naizgled de novo mutacija potječe od roditeljskog mozaicizma koji se može otkriti u krvi [11], a nedavni radovi sugeriraju da bi prijenos roditeljskog mozaicizma mogao objasniti do 10% de novo mutacija u poremećaju autističnog spektra [194]. To podrazumijeva da dio de novo mutacija ima procijenjeni rizik od recidiva iznad 5% [158]. Nadalje, blizu 7% naizgled de novo mutacija nastaje kao postzigotski događaji u potomstvu [88, 89, 91]. Roditelji individue sa postzigotnom mutacijom imaju nizak rizik od ponovnog pojavljivanja mutacije kod dodatnog djeteta, a procjenjuje se da je isti kao i populacijski rizik [90]. Ciljano duboko sekvenciranje mutacije koja izaziva bolest može se izvesti kako bi se testiralo njeno prisustvo u krvi roditelja i otkrio mozaicizam u potomstvu. Iako se još uvijek ne nudi na rutinskoj osnovi, ova vrsta testiranja može pružiti personaliziranu i stratificiranu procjenu rizika od ponavljanja na temelju prisutnosti ili odsutnosti mozaicizma u roditeljima ili u potomstvu.

Konačno, nemoguće je spriječiti pojavu de novo mutacija u zametnoj liniji svake nove generacije, ali se mora obratiti pažnja na faktore koji povećavaju broj de novo mutacija u potomstvu. Pojedinačno najvažniji faktor rizika je poodmakla očeva dob pri začeću [15], što je od epidemiološke perspektive od velike važnosti budući da većina parova u zapadnim zemljama rađa djecu u kasnijoj dobi. U stvari, ovo povećanje de novo mutacija sa starošću oca pri začeću može objasniti epidemiološke studije koje povezuju povećanu starost oca sa povećanim rizikom od neurorazvojnih poremećaja kod potomaka [195]. Nedavna studija populacijsko-genetskog modeliranja pokazala je da de novo mutacije možda ne objašnjavaju mnogo povećan rizik od psihijatrijskih poremećaja kod djece rođene od starijih očeva [122]. Iako bi to mogao biti slučaj s relativno blagim i kasnijim fenotipima, poput shizofrenije, de novo mutacije odgovorne su za većinu najtežih pedijatrijskih poremećaja koji se javljaju u populaciji bez krvi [10, 196]. Trenutno je većina pažnje, savjeta i smjernica usmjerena na naprednu dob majke kao javnozdravstveno pitanje. Očigledno je iz trenutnog rada na de novo mutacijama da je savjetovanje javnosti, uključujući kreatore politike, o potencijalnim rizicima poodmakle očinske dobi i teretu koje ono može donijeti društvu ključno. Ekstremno “rješenje” ako se reprodukcija želi odgoditi moglo bi biti promoviranje krioprezervacije oocita i sperme [197], mjera koja se vodi kroz mnoge debate i nazvana je “društveno zamrzavanje”.


Gdje se sve to dogodilo i zašto je važno gdje?

I genetski i fosilni dokazi pokazuju da se do relativno nedavno ljudska evolucija odvijala u Africi. Bilo da je rod Homo koji se prvi put pojavio u južnoj ili istočnoj Africi ostaje nejasan. Važno je znati gdje je naša vrsta evoluirala jer je okruženje kojem se prilagodila pomoglo u oblikovanju genetske strukture koju i danas nosimo sa sobom. Odakle smo došli prvo je poglavlje u dugoj priči o tome kako smo došli do toga gdje smo sada.

Prije oko 60.000 godina – opet prema genetskim i fosilnim dokazima – moderni ljudi su migrirali iz Afrike i počeli kolonizirati svijet. Genetski dokazi ukazuju na to da su se ubrzo nakon napuštanja Afrike u određenoj mjeri ukrstili s neandertalcima i misterioznom populacijom u Aziji zvanom Denisovani. Homo sapiens sada je jedina ljudska vrsta na Zemlji. Ali to je istina manje od 30.000 godina.


Pogledajte video: Teorija evolucije pobijena biologijom Ptice (Oktobar 2022).