Мужчин спасло земледелие

Около 12 000 лет назад поселенцы Плодородного полумесяца одомашнили несколько диких видов растений и животных. Считается, что появление земледелия привело к значительному росту популяции человека, так как производство пищи может поддерживать гораздо более высокую плотность населения, чем охота и собирательство. Однако существует спор о том, что было движущей силой в эпоху неолита — земледелие или первоначальный рост населения.

Предыдущие генетические исследования (например, анализ митохондриальной ДНК) показали, что основные расширения материнских линий начались после Последнего ледникового максимума (около 15 тыс. лет назад), но до появления земледелия. Исследования с использованием отцовской Y-хромосомы давали противоречивые результаты из-за смещения в отборе SNP и споров о скорости мутаций STR.

С развитием технологий секвенирования нового поколения проект 1000 Genomes отсеквенировал целые Y-хромосомы более чем у 500 мужчин, что позволило оценить размеры популяций во времени без систематической ошибки.

Чтобы разрешить спор, исследователи из Фуданьского университета проанализировали около 8.9 мегабаз пар в уникальных регионах Y-хромосом и полные митохондриальные геномы 526 мужчин из популяций Африки, Европы, Азии и Америки.

• Был построено дерево максимального правдоподобия с использованием SNP Y-хромосомы, которое хорошо представляет географические отцовские линии (гаплогруппы A, B, C, D, E, G, I, J, N, O, Q, R, T).
• Байесовский метод с постоянной скоростью мутаций показал, что большинство крупных расширений отцовских линий произошло в эпоху неолита.

Оценка эффективного размера популяции во времени с помощью коалесцентных байесовских скайлайн-графиков выявила различия в динамике роста по материнской и отцовской линиям:

• Материнские линии (митохондриальная ДНК) в Европе и Азии показали быстрый рост сразу после ледникового максимума (12–8 тыс. лет назад), затем рост замедлился.
• Отцовские линии (Y-хромосома) во всех популяциях показали наиболее выраженное расширение с 6.5 до 2 тыс. лет назад, с увеличением численности в 10–100 раз. Самые быстрые интервалы роста для мужских популяций пришлись на 1.5–3.3 тыс. лет назад, что на 1–3 тыс. лет позже появления земледелия.

Соответствие между временем возникновения большинства отцовских линий и периодами роста популяции указывает, что первоначальное расширение мужской популяции началось в эпоху неолита, вероятно, из-за появления и распространения земледелия.

Вывод исследователей: Земледелие обеспечило более стабильные поставки пищи, что повысило фертильность и выживаемость младенцев. Однако ключевым фактором могло стать снижение смертности мужчин, так как земледелие отдалило их от опасной охоты. Это объясняет смещённый по полу демографический взрыв в неолите.