För ett så stort och kulturellt varierat ställe har Europa överraskande liten genetisk variation. Att lära sig hur och när den moderna genpoolen kom ihop har varit en lång resa. Men tack vare nya tekniska framsteg sätter en bild långsamt ihop av upprepad kolonisering av folk från öst med effektivare livsstil.
In en ny studie, vi har lagt ett stycke i pusslet: Y-kromosomen hos majoriteten av europeiska män kan spåras tillbaka till bara tre personer som lever mellan 3,500 och 7,300 år sedan. Hur deras linjer kom att dominera Europa ger intressanta spekulationer. En möjlighet kan vara att deras DNA reste över hela Europa på en våg av ny kultur som hämtats av nomadiska människor från Steppes känd som Yamnaya.
Stenåldern Europa
De först kända personerna att komma in i Europa var Neanderthals - och även om de har lämnat vissa genetiska arv, det är senare vågor som står för majoriteten av moderna europeiska anor. Den första "anatomiskt moderna människor"Anlände till kontinenten runt 40,000 år sedan. Dessa var de Palaeolitiska jägare-samlare kallas ibland Cro-Magnons. De befolkade Europa ganska sparsamt och levde en livsstil som inte var mycket annorlunda än Neanderthals som de ersatte.
Då hände något revolutionerande i Mellanöstern - jordbruk, vilket medgav enorm befolkningstillväxt. Vi vet att från omkring 8,000 år sedan exploaterade en våg av jordbruk och befolkningstillväxt i både Europa och Sydasien. Men det som har varit mycket mindre klart är mekanismen för denna spridning. Hur mycket berodde böndernas barn på att flytta till nya territorier och hur mycket berodde på närliggande jägarsamlingar som antog denna nya livsstil?
Under de senaste åren har ny teknik, inklusive möjligheten att läsa DNA-sekvenserna i gamla ben, skurit mycket ljus på sådana frågor. Forskare har funnit bevis i de moderna européernas DNA för anor från både grupper, liksom från ett tredje fascinerande folk som kallas Yamnaya.
Yamnaya var nomadiska herrar från steppen i vad som nu är Ukraina och Ryssland. Arkeologiska bevis visar att de svepte in i Europa runt 4,500 för många år sedan, och medförde hästar, hjul, deras berömda "kurgan" gravhögar och ganska möjligen Proto-Indo-Europeisk, främsta tungan hos de flesta europeiska, liksom många sydasiatiska språk . Precis som jordbruk framför det, gav deras resurser, teknik och beteende dem en fördel gentemot de befintliga européerna och de verkar ha lämnat ett betydande genetiskt arv i hela Europa.
Nu, genom att titta på variationen mellan Y-kromosomen hos 334 moderna europeiska och Mellanöstern-män, mina kollegor och I har upptäckt ett annat intressant mönster.
Y kromosomer är bitar av DNA som är mycket användbara när man studerar populationer. Varje man har en Y-kromosom, ärvd från sin far. Till skillnad från de flesta DNA, blandas inte Y-kromosomen när den har gått ner, så förändring sker endast långsamt genom mutation. Spåra dessa mutationer gör det möjligt för forskare att skapa ett familjeträd av fäder och söner som går tillbaka genom tiden. Varje man kan ha flera söner eller ingen - och medan vissa grenar dör ut varje generation, blir andra vanligare och fortsätter att producera många fler grenar själva.
Genetisk uppenbarelse
Den nya tekniken för "Nästa generationssekvensering"Tillät oss att identifiera många mutationer och att göra ett mer exakt och detaljerat träd än någonsin tidigare. Figur 1 visar ett sådant träd som genereras med våra europeiska prover.
Två tredjedelar av moderna europeiska män finns på bara tre grenar (kallad I1, R1a och R1b). Våra resultat visar att dessa grenar varje spårar deras fäderliga anor till en överraskande nybörjad individ (visas som röda prickar i Figur 1). Genom att räkna antalet mutationer som har ackumulerats inom varje gren över generationerna uppskattar vi att dessa tre män bodde olika gånger mellan 3,500 och 7,300 år sedan. Linjerna av varje verkar ha exploderat i århundradena efter deras livstid, för att dominera Europa.
På samma sätt kan ett mammalträde genereras genom att titta på mitokondriellt DNA, som skickas ut enbart från mödrar till sina barn. Men när man tittar på det här moderna trädet finns det ingen liknande explosion. Detta indikerar att de faktorer som var ansvariga för detta mönster var specifika för män. Eftersom själva Y-kromosomen innehåller få gener som kan ge en man en evolutionär fördel gentemot en annan, måste förklaringarna för detta vara en blandning av chans och de kulturella faktorerna gått ner vid sidan av generna.
Det har tidigare föreslagits att dessa mycket grenar blev etablerade i hela Europa under spridningen av Yamnaya-arvet. Man kan spekulera på att om en manlig elit var etablerad med fördelarna med Yamnaya-kulturen tillsammans med ett faderförfäder från ett fåtal Yamnaya och / eller europeiska Y-linjer, kunde de ha monopoliserade kvinnor och haft barn med ett stort antal partner. Under många generationer kan detta leda till att dessa linjer blir extremt utbredda. Faktiskt, liknande slutsatser har tidigare gjorts för situationen när de neolithiska bönderna anlände först.
Sedan mellan 2,100 och 4,200 år sedan, i bronsåldern, började något annat intressant att hända. Vårt träd splittrar plötsligt i många mindre grenar (inom den rosa stapeln över figur 1), vilket innebär att antalet män som reproducerar var på väg upp. Det är viktigt att inte falla i fällan för att överskriva data, men det är intressant att spekulera på vad detta kan betyda. Kan det representera en återgång till ett system med relativt monogamiska relationer? Kan det vara så som Yamnaya kulturpaket hade blivit så utbrett att det inte längre gav någon någon fördel över någon annan?
För tillfället kvarstår sådana frågor att besvaras, men eftersom varje ny studie lägger till nya bevis och tekniken fortsätter att förbättras blir vår bild mer fullständig och mer fascinerande.
Även om de flesta skulle ha fått hemskt magsår från att dricka mjölk sås och växer frön för framtida laktos tolerans.
Om författaren
Daniel Zadik är doktorandforskare i genetik vid University of Leicester. Vi studerar mänskliga och apa-DNA-sekvenser för att utforska flera frågor i vår utveckling och historia: Hur sekvenser på X- och Y-könomenet utvecklas annorlunda från andra delar av genomet; hur Y-kromosomer från hela världen är relaterade; och hur utvidgningen och rörelsen av de gamla östliga befolkningarna efter att de antagit jordbruket bidrog till det moderna Europas anor.
Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.
