https://frosthead.com

Ницкиране на генома на въшките, за да се проследят миналите стъпки на човечеството

Мъжка въшка за човешка глава Снимка от потребителя на Flickr Жил Сан Мартин

Паразитите съществуват повече от 270 милиона години. Преди около 25 милиона години въшки се присъединиха към кръвосмучещото парти и нахлуха в косите на древните примати. Когато първите членове на Homo пристигнаха на сцената преди около 2, 5 милиона години, въшките се възползваха от новия голям маймуна на блока за по-добро задоволяване на храносмилателните му нужди. Както показва нов генетичен анализ, публикуван днес в PLoS One, добивът на геномите на тези паразити може да даде улики за разбиране на моделите на миграция на тези ранни хора.

Човешката въшка, Pediculus humanus, е един-единствен вид, но членовете й попадат в два обособени лагера: въшки по главата и дрехи - изобретяването на дрехи вероятно ще даде ход на това разделяне. Стотици милиони заразяване на главата въшки се случват всяка година по целия свят, като повечето от тях измъчват деца на училищна възраст. Всяка година само в Съединените щати въшките нахлуват в плитките и опашките на есимирани от 6 до 12 милиона деца на възраст между 3 и 11 години. От друга страна въшките с дрехи обикновено заразяват бездомните или хората, затворени в бежански лагери. Облеклата въшки - също наричани телесни въшки - са по-малко разпространени, но потенциално по-сериозни, защото могат да служат като вектори за заболявания като тиф, трескава треска и рецидивираща треска.

Изследователите са изследвали генетичното разнообразие на въшки по главата и дрехите в миналото, но учените от Природонаучния музей на Флорида от Университета на Флорида решиха да се докоснат още по-дълбоко в генома на паразитите, като идентифицират нови последователности на ДНК, които могат да бъдат използвани като цели за проследяване на еволюцията на въшките през времето и пространството. От тези усилия те откриха 15 нови молекулярни маркера, наречени микросателитни локуси, които биха могли да помогнат за разкриването на генетичната структура и историята на размножаване зад различни популации на въшки - и потенциално съответните им хора по избор.

Използвайки тези генетични сигнали, те анализираха генотипите на 93 човешки въшки, взети за 11 различни места по света, включително Северна Америка, Камбоджа, Норвегия, Хондурас, Обединеното кралство и Непал. Те събирали въшки от приюти за бездомни, сиропиталища и съоръжения за ликвидиране на въшки.

Овладяването, оказа се, е често срещано при човешки въшки по целия свят. Lice в Ню Йорк сподели най-много генетични прилики, сочейки най-високите нива на инбридинг от изследваните проби. Облеклата въшки са склонни да имат по-голямо разнообразие от главата въшки, може би се дължи на невнимателно обезличаване на популацията на главата въшки поради високи нива на инсектициди, на които паразитите редовно са изложени. В резултат на многократни наблъсквания с шампоани и спрейове против въшки биха оцелели само най-сърдечните вредители, ограничавайки цялостното разнообразие на населението. Устойчивостта на инсектициди е често срещан проблем при въшките в главата, но по-малко проблем с дрехите. Авторите идентифицираха един възможен ген, който може да е отговорен за голяма част от лекарствената резистентност на въшка, въпреки че ще са необходими допълнителни проучвания, за да се потвърди тази намека.

Изследователите също анализираха разнообразието от въшки, за да видят как е свързано с миграцията на хората. Те откриха четири ясно изразени генетични групи от въшки: в дрехи въшки от Канада, в главата въшки от Северна Америка и Европа, в главата въшки от Хондурас и във всички азиатски въшки.

Ето авторите представят карта на генетичното разнообразие на въшки. Цветните кръгове показват места за вземане на проби, като различните цветове се отнасят до основните генетични клъстери, които изследователите идентифицират. Сивите течащи стрелки показват предложените миграции на съвременните хора през цялата история, а цветните стрелки представляват хипотетичната съвместна миграция на хората и въшките.

Снимка от Ascunce et al., PLoS One

Как тази географска структура отразява миграцията на човека, те пишат, ще изискват повече проби. Засега те могат само да спекулират за последиците:

Въпреки че е предварително, нашето проучване предполага, че клъстерът в Централна Америка и Азия отразява колонизацията на човека (човешкия гостоприемник) на Новия свят, ако централноамериканските въшки са от коренноамерикански произход, а Азия е била първоначалната популация за първите хора на Америка, както беше предложи. Популацията на въшки в САЩ може да е с европейска приличност, обяснявайки нейното групиране с въшки от Европа. В Новия свят основната разлика между САЩ и Хондурас може да отразява историята на двете основни човешки селища на Новия свят: първото обедняване на Америка и европейската колонизация след Колумб.

В крайна сметка генетичните маркери на въшки биха могли да ни помогнат да разберем взаимодействията между архаичните хоминиди и нашите съвременни човешки предци, може би да отговорим на въпроси от типа на това дали Homo sapiens са се срещали с древни роднини в Азия или Африка, освен Homo neanderthalensis . Съществуват няколко вида гаплотипове на въшки или групи от ДНК последователности, които се предават заедно. Първият тип произхожда от Африка, където неговият генетичен подпис е най-силен. Втори вид се появява в Новия свят, Европа и Австралия, но не и в Африка, което предполага, че той може да се е развил първо в различен вид Homo, чиято база е била в Евразия, а не в Африка. Ако е вярно, тогава генетичният анализ може да ни даде период от време, когато хората и други Homo групи за влизане в контакт. И ако те си взаимодействат достатъчно близо, за да обменят въшки, може би дори се чифтосаха, изследователите спекулират.

Така не само генетичната структура на популациите от паразити може да ни помогне да прогнозираме как инфекциите се разпространяват и къде са мигрирали хората, това може да даде представа за сексуалния живот на най-древните ни предци.

Ницкиране на генома на въшките, за да се проследят миналите стъпки на човечеството