https://frosthead.com

Nitpicking Genome Kutu untuk Mengesan Jejak Kemanusiaan Masa Lalu

Bulu kepala manusia lelaki. Foto oleh pengguna Flickr Gilles San Martin

Parasit telah wujud selama lebih daripada 270 juta tahun. Sekitar 25 juta tahun yang lalu, kutu menyertai parti menghisap darah dan menyerang rambut primata kuno. Apabila ahli pertama Homo tiba di tempat kejadian kira-kira 2.5 juta tahun yang lalu, kutu mengambil kesempatan daripada kera besar baru di blok ini untuk lebih memuaskan keperluan pencernaannya. Sebagai analisis genetik baru yang diterbitkan hari ini di PLoS One menunjukkan, perlombongan genom parasit ini dapat memberi petunjuk untuk memahami corak penghijrahan manusia awal ini.

Manusia manusia, Pediculus humanus, adalah spesies tunggal namun ahli jatuh ke dalam dua kem berbeza: kepala dan kutu pakaian-ciptaan pakaian mungkin meletakkan perpecahan ini menjadi gerakan. Beratus-ratus berjuta-juta kutu kutu berlaku setiap tahun di seluruh dunia, kebanyakannya melanda kanak-kanak berumur sekolah. Setiap tahun di Amerika Syarikat sahaja, kutu menyebarkan kancing dan ekor kuda dari 6 hingga 12 juta kanak-kanak yang berumur antara 3 hingga 11 tahun. Kutu pakaian, sebaliknya, biasanya menjangkiti orang-orang yang tiada tempat tinggal atau orang yang terkurung di kem-kem pelarian. Kutu pakaian-juga dikenali sebagai kutu badan-kurang lazim tetapi berpotensi lebih serius kerana ia boleh berfungsi sebagai vektor penyakit seperti tifus, demam parit dan demam kambuh.

Penyelidik telah mengkaji kepelbagaian genetik kepala dan kutu pakaian pada masa lalu, tetapi para saintis dari Muzium Sejarah Alam Florida di University of Florida memutuskan untuk memanfaatkan genom parasit baru, mengenal pasti urutan DNA baru yang boleh digunakan sebagai sasaran untuk mengesan evolusi kutu melalui masa dan ruang. Daripada usaha ini, mereka mendapati 15 penanda molekul baru, yang dikenali sebagai loci microsatellite, yang dapat membantu mengungkap struktur genetik dan sejarah pembiakan di sebalik populasi kutu yang berlainan dan berpotensi sebagai pilihan mereka.

Dengan menggunakan isyarat genetik, mereka menganalisis genotip 93 kutu manusia yang diambil untuk 11 tapak berbeza di seluruh dunia, termasuk Amerika Utara, Kemboja, Norway, Honduras, UK dan Nepal, antara lain. Mereka mengumpul kutu dari tempat penampungan, rumah anak yatim dan kemudahan pembasmian kutu.

Inbreeding, ternyata, adalah biasa di kutu manusia di seluruh dunia. Kutu di New York City berkongsi persamaan genetik yang paling tinggi, menunjuk kepada tahap tertinggi dalam pembiakbakaan dari sampel kajian. Kutu pakaian cenderung mempunyai lebih banyak kepelbagaian daripada kutu kepala, mungkin disebabkan oleh kesesakan yang tidak disengaja dari populasi kutu kepala kerana paras insektisida yang tinggi parasit tersebut sering didedahkan. Akibat berlari berulang dengan syampu anti-kutu dan semburan, hanya hama paling sihat yang dapat bertahan, menahan kepelbagaian keseluruhan populasi. Rintangan insektisida adalah masalah biasa pada kutu kepala, tetapi kurang masalah dengan kutu pakaian. Pengarang mengenal pasti satu kemungkinan gen yang mungkin bertanggungjawab terhadap rintangan dadah kepala, walaupun kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan firasat itu.

Para penyelidik juga menganalisis kepelbagaian kutu untuk melihat bagaimana ia berkaitan dengan penghijrahan manusia. Mereka menemui empat kluster genetik yang berbeza: kutu pakaian dari Kanada, kutu kepala dari Amerika Utara dan Eropah, kutu kepala dari Honduras dan semua kutu Asia.

Inilah para penulis menyajikan peta kepelbagaian genetik kutu. Bulatan berwarna menunjukkan tapak pensampelan, dengan warna yang berbeza merujuk kepada kluster genetik utama para penyelidik mengenal pasti. Anak panah kelabu yang mengalir menunjukkan migrasi manusia moden sepanjang sejarah, dan anak panah berwarna mewakili penghijrahan bersama manusia dan kutu.

Gambar dari Ascunce et al., PLoS One

Bagaimana struktur geografi ini mencerminkan penghijrahan manusia, mereka menulis, memerlukan lebih banyak sampel. Buat masa ini, mereka hanya dapat membuat spekulasi tentang implikasi:

Walaupun pendahuluan, kajian kami menunjukkan bahawa kelompok Amerika Tengah-Asia mencerminkan penjajahan (tuan rumah) penjajahan Dunia Baru jika Kutu Amerika Tengah berasal dari asal Amerika dan Asia adalah sumber sumber untuk orang pertama di Amerika seperti telah mencadangkan. Penduduk kutub kepala Amerika Syarikat mungkin dari Eropah yang baik, menjelaskan klusternya dengan kutu dari Eropah. Dalam Dunia Baru, perbezaan utama antara Amerika Syarikat dan Honduras dapat mencerminkan sejarah dua penempatan manusia utama Dunia Baru: orang Amerika pertama dan kolonisasi Eropah selepas Columbus.

Akhirnya, penanda genetik dalam kutu boleh membantu kita memahami interaksi antara hominid kuno dan nenek moyang manusia moden kita, mungkin menjawab soalan seperti sama ada Homo sapiens bertemu dengan saudara purba di Asia atau Afrika selain Homo neanderthalensis . Beberapa jenis haplotype kutu, atau kumpulan urutan DNA yang dihantar bersama, wujud. Jenis pertama berasal dari Afrika, di mana tanda tangan genetiknya terkuat. Jenis kedua muncul di Dunia Baru, Eropah dan Australia, tetapi tidak di Afrika, menunjukkan bahawa ia mungkin telah berkembang terlebih dahulu dalam spesies Homo yang berbeda yang pangkalannya berada di Eurasia dan bukannya Afrika. Jika benar, maka analisis genetik boleh memberi kita tempoh masa apabila manusia dan kumpulan Homo lain untuk dihubungi. Dan jika mereka berinteraksi cukup dekat untuk bertukar-tukar kutu, barangkali mereka bahkan kawin, para penyelidik berspekulasi.

Jadi, bukan sahaja struktur genetik populasi parasit dapat membantu kita meramalkan bagaimana jangkitannya tersebar dan di mana manusia berhijrah, ia dapat memberi gambaran tentang kehidupan seks nenek moyang kita yang paling purba.

Nitpicking Genome Kutu untuk Mengesan Jejak Kemanusiaan Masa Lalu