폴리네시아인이 언제 어느 섬에 도착했는지 밝혀내는 새로운 게놈 분석

태평양 전역에 걸친 폴리네시아 문화의 확산은 인류 역사상 가장 큰 이주였습니다. 모든 징후는 폴리네시아 인이 대만에서 시작하여 하와이에서 뉴질랜드에 이르는 섬에 정착하면서 아메리카 대륙에 도달했다는 것입니다. 그 섬들 중 많은 수가 수세기 동안 무역로를 유지했으며, 섬 자체가 작았고 광활한 태평양에서 지속적으로 찾기가 어려웠습니다.

폴리네시아인들이 걸어온 길을 재건하는 것은 어려운 일이었습니다. 열대 지방의 따뜻하고 습한 환경에는 고대 DNA가 거의 남아 있지 않습니다. 유물은 날짜가 지정되었지만 섬 주민들의 도착과 얼마나 밀접한 관련이 있는지는 분명하지 않으며 종종 이러한 거주자의 출처를 나타내지 않습니다. 탈식민지 여행에는 복잡한 유전학과 언어학적 단서가 있어 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이제 대규모 국제 연구원 팀이 일련의 정착 사건이 게놈에 미치는 영향을 기반으로 현대 폴리네시아인의 게놈을 분석하는 완전히 새로운 방법을 고안했습니다. 결과는 정착된 섬의 자세한 지도를 순서에 관계없이 제공하며 폴리네시아 도착 날짜의 추정치를 제공합니다.

표준 분석이 작동하지 않을 때

두 게놈을 비교하면 얼마나 밀접하게 관련되어 있는지 추정할 수 있습니다. 이는 공유하는 개별 변이의 총 수와 종종 동일한 염색체에서 함께 유전되는 변이의 조합을 기반으로 합니다. 두 모집단의 구성원을 대상으로 실험하고 그들이 분리된 시간을 비슷하게 추정하여 매번 새로운 변수를 선택할 수 있는 기회를 제공할 수 있습니다. 다른 모집단과 혼합하면 이 분석이 복잡해질 수 있지만 이를 식별하고 보완할 수 있습니다.

현재 사용할 수 있는 게놈이 너무 많기 때문에 이러한 유형의 분석을 수행하기 위한 매우 복잡한 소프트웨어를 개발했습니다. 그러나 인구가 대륙 내에서 또는 대륙 간에 이동할 때 행동하는 방식 때문에 모든 것이 작동합니다.

그러나 폴리네시아 확장은 이러한 유형의 분석이 기반으로 하는 많은 가정을 뒤집습니다. 인구가 그들을 구별하는 새로운 돌연변이를 선택하는 데 수천 년이 걸리는 대신, 폴리네시아인들은 종종 한 세기 안에 여러 개의 새로운 섬 그룹을 정착시켰습니다. 대부분의 유전적 변이는 새로운 정착지를 형성한 상대적으로 작은 개체군에 의해 야기된 창시자 효과를 통해 발생합니다. 새로운 섬이 정착한 후에도 교역로를 통해 사람들과 연락이 자주 닿았고 식민지 시대에는 현재 인구 대부분이 폴리네시아 외부에서 온 DNA가 거의 없었습니다.

이 모든 것은 나머지 인류를 위해 설계된 방법이 폴리네시아 팽창을 이해하는 데 실제로 작동하지 않는다는 것을 보장하기에 충분합니다. 그래서 새로운 작업을 수행하는 연구팀은 폴리네시아 게놈을 분석하기 위해 특별히 설계된 새로운 방법을 개발했습니다.

스타일을 현실에 맞게 만들기

새로운 접근 방식 중 일부는 매우 간단합니다. 이 시점에서 우리는 폴리네시아가 아닌 DNA를 쉽게 식별하고 분석에서 제외할 수 있는 세계 다른 곳의 게놈을 충분히 보유하고 있습니다.

나머지 접근 방식은 새로운 섬에 정착할 때마다 어떤 일이 일어날지 생각하는 것과 관련이 있습니다. 정착지에는 일반적으로 원래 섬의 더 많은 인구에서 분기되는 작은 그룹(보통 수십 명)이 있습니다. 우연히, 많은 인구에서 희귀한 몇 가지 유전적 변이가 정착민들에게 흔할 것입니다. 한편, 정착민들은 많은 인구에서 흔히 볼 수 있는 일부 변종을 가지고 있지 않을 수 있습니다.

이 방법을 사용하여 태평양 정착 프로세스를 구별하는 데는 두 가지 핵심이 있습니다. 첫 번째는 한 섬의 주민들이 정착민을 두 개의 다른 목적지로 보낸다면 이러한 과정에 의해 영향을 받는 변수가 목적지마다 다를 것이라는 점입니다. 따라서 한 정착지는 변형 A, B, C를 잃을 수 있지만 다른 정착지는 X, Y, Z를 잃을 수 있으며 드물게 중복되는 경우만 있습니다.

두 번째 핵심은 이러한 유형의 이벤트가 체인에서 발생한다는 것입니다. 많은 안정적인 섬이 새로운 정착민을 보낼 만큼 충분히 큰 덩어리를 지원할 것입니다. 그리고 그런 일이 발생하면 새로 형성된 인구는 조상이 정착했을 때 선택한 변이의 모든 변경 사항과 자신의 새로운 변경 사항 집합을 상속합니다. 다시 우리의 가정으로 돌아가서 A, B, C를 잃은 사람들이 정착한 섬이 자체 정착민을 보낸다고 가정해 봅시다. 새로운 정착자들도 A, B, C가 부족하지만, 이제 그들은 결국 실수로 새로운 그룹을 잃게 될 것입니다. 예를 들어 H, I 및 J.

이를 통해 연구자들은 어떤 섬 주민들이 정착촌을 만들었는지 알 수 있었습니다.

대부분의 경우 예상할 수 있는 종류의 패턴이 생성되었습니다. 개별 섬 체인은 항상 함께 클러스터링되어 있으며 단일 섬 소스로 역추적할 수 있는 기원을 가지고 있습니다. 패턴은 또한 일부 섬 그룹이 확장의 중심 역할을했음을 나타냅니다. 예를 들어, Rarotonga와 Balisir는 동부 폴리네시아 전역의 인구에 대한 원천(직접 또는 중간 섬을 통해)으로 보입니다.

이에 대한 큰 예외도 유용할 수 있습니다. 남부 프렌치 폴리네시아의 모든 오스트랄 제도는 라이바바에 섬을 제외하고 단일 출처에 의해 정착되었습니다. 그 주민들은 프랑스령 폴리네시아에서 훨씬 더 동쪽에 위치한 섬인 투아모투스(Tuamotus)와 망가레바(Mangareva)에서 도착한 것으로 보입니다. 그러나 이것은 또한 모든 섬을 정착시킨 인구입니다. 우리는 아메리카 원주민의 DNA를 발견했습니다. 이 모든 것은 이 그룹이 폴리네시아인의 가장 긴 항해에 참여했을 가능성이 있음을 나타냅니다.

누가 언제 어디서 받았습니까?

연구원들은 또한 폴리네시아인들이 다른 섬에 언제 도착했는지에 대한 추정치를 제공하기 위해 데이터를 사용했지만 완전히 다른 방법을 사용했습니다. 이 방법은 우리가 부모로부터 물려받은 염색체가 재조합이라는 과정을 통해 세대별로 교환된다는 사실에 의존했습니다. 이것은 조상 개체군에서 상속된 변이의 확장을 풀고, 조상 세그먼트는 시간이 지남에 따라 점진적으로(평균적으로) 감소합니다.

따라서 조상 세그먼트의 평균 길이를 비교하여 다른 인구를 나눌 때 추정치를 얻을 수 있습니다. 타이밍을 다른 분석에서 생성된 트리와 결합하면 기본적으로 각 섬이 각 목적지로 정착민을 보낸 시간의 전체 지도를 갖게 됩니다.

무역을 통한 이후의 접촉이 이별의 명백한 역사를 다소 변경할 수 있기 때문에 이것은 정확하지 않습니다. 그러나 그것이 만들어내는 연대기는 고고학적 발견의 연대를 측정함으로써 확립된 연대기와 잘 일치한다. 그리고 섬에 정착한 이후 개별 가족의 조상을 추적해 온 문화에서는 인간 세대 사이의 일반적인 시간에 해당합니다.

이 방법의 결과가 다른 방법에 의해 개발된 연대기와 대체로 일치한다는 사실은 의심할 여지 없이 수용에 도움이 될 것입니다. 비록 대체 연대기를 선호하는 사람들은 의심할 여지 없이 그것에 구멍을 뚫는 데 관심이 있을 것입니다. 그러나 이와 같이 포괄적인 그림을 제시함으로써 이 연구는 사람들에게 테스트할 수 있는 많은 기회를 제공한다는 것만으로도 가치가 있습니다. 또한 이 작업은 인간의 기원을 이해하기 위한 만능 알고리즘의 부족을 강조하는 데 가치가 있으며 사람들이 특정 상황에서 보다 전문적인 접근이 필요한 다른 경우에 대해 생각하도록 권장할 수 있습니다.

자연, 2021. DOI: 10.1038 / s41586-021-03902-8 (DOI 정보).