Реконструкция обонятельных рецепторов неандертальцев выявила необычные эволюционные изменения

Древние люди, а именно неандертальцы и денисовцы, независимо друг от друга адаптировались к самым разным географическим условиям и связанным с ними пищевыми запахами. Это отражает эволюционную ценность диетических ниш для нашего вида. Однако недавние эволюционные изменения в функции рецепторов человека были связаны с серьезными изменениями в питании.

Мы можем только догадываться, как два вымерших человеческих вида воспринимали и выбирали пищу, но недавнее исследование ученых из Университета Дьюка и Университета Париж-Сакле пролило некоторый свет на то, что они были способны учуять.

Исследователи использовали самостоятельно разработанную технику, которая позволяет проверять чувствительность к запахам на рецепторах запаха, выращенных в лабораторных условиях. Так они смогли сравнить обонятельные способности трех видов людей, включая Homo sapiens. Работа появилась в журнале iScience.

Опираясь на опубликованные базы данных геномов, включая коллекции древней ДНК, исследователи охарактеризовали рецепторы каждого из трех видов человека, изучив соответствующие гены.

Предсказать поведение только по последовательности генома крайне сложно. Сначала ученые сравнили геномы обонятельных рецепторов неандертальцев, денисовцев и современных людей. После этого они проверили реакцию 30 выращенных в лаборатории обонятельных рецепторов каждого гоминида на целый ряд запахов, чтобы оценить, насколько чувствителен каждый вид рецепторов к определенному аромату.

Лабораторные тесты показали, что современные и древние человеческие рецепторы по сути обнаруживали одни и те же запахи, но вот чувствительность различалась.

Так, выявилось, что денисовцы, жившие от 30 000 до 50 000 лет назад, менее чувствительны к запахам, которые современные люди воспринимают как цветочные, но в четыре раза лучше воспринимают серу и в три раза лучше — бальзамические. которые ассоциируются с ароматом древесных смол. А еще они очень хорошо чувствовали запах меда.

Наука пока точно не знает, что именно ели денисовцы, но, возможно, предпочтения в питании и объясняют такую чувствительность рецепторов. Например, современные охотники-собиратели, такие как народность хадза из Танзании, славятся своей любовью к меду.

Неандертальцы, жившие примерно 40 000 лет назад и, по-видимому, обменявшиеся несколькими генами с современными людьми, в три раза меньше реагировали на травяные, цветочные и пряные ароматы, то есть использовали почти те же рецепторы, что и мы сегодня. 

По словам авторов исследования, чувствительность может быть разной, но избирательность остается неизменной. Одорантные (сенсорные) рецепторы неандертальцев в основном такие же, как у современных людей, а те немногие, что отличаются, не обладали большей чувствительностью.

Развитие обонятельных рецепторов обычно связано с экологическими и диетическими потребностями у многих видов и, по-видимому, меняется по мере изменения ареалов и рациона вида. Каждый вид должен развить обонятельные рецепторы, чтобы максимизировать свою способность находить пищу. Однако Homo sapiens еще способны наслаждаться разнообразием запахов, не связанных с питанием.

Авторы исследования также задействовали клеточный тестер запаха для наблюдения за генетическими вариациями среди современных людей. Например, некоторые люди могут чувствовать запах определенных химических веществ, а другие нет, и это объясняется функциональными изменениями.