Πώς οι εξελικτικές δυνάμεις, οι περιορισμοί ανάπτυξης και το μεταβαλλόμενο κλίμα επηρέασαν τη γενετική μετατόπιση
Έχει προταθεί από καιρό ότι η σχέση μεταξύ των οικογεωγραφικών αρχών και της γεωγραφίας Bergmann (1847) και Allen (1877) μπορεί να εφαρμοστεί και στους ανθρώπους. Για περισσότερο από έναν αιώνα, αυτές οι οικογεωγραφικές αρχές χρησιμοποιούνται από βιολογικούς ανθρωπολόγους για να δοκιμάσουν υποθέσεις σχετικά με τις διαφορές στο σχήμα και το μέγεθος του ανθρώπινου σώματος.
Ως εκ τούτου, εξερευνήσαμε παραλλαγές στις αναλογίες του σώματος και των άκρων των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών Jomon (14.000–2.500 π.Χ.), των αγροτών Yayoi (2.500–1.700 BP) της Ιαπωνίας και των νησιωτών Kumejima των Ryukyus (1.600–1.800 μ.Χ.) προκειμένου να κατανοήσουμε την περίπλοκη αλληλεπίδραση της γενετικής προσαρμογής· ανάπτυξη και αλλομετρικοί περιορισμοί. επιλογή, γονιδιακή ροή και γενετική μετατόπιση με μεταβαλλόμενους πολιτισμικούς παράγοντες (δηλαδή διατροφή) και κλίμα. Αυτή η αξιολόγηση θα φωτίσει την περίπλοκη ιστορία του πληθυσμού στο ιαπωνικό αρχιπέλαγος, η οποία έχει συζητηθεί συχνά στην ανθρωπολογική βιβλιογραφία.
Πρώτον, οι νησιώτες Jomon, Yayoi και Kumejima συγκρίθηκαν με 11 γεωγραφικά διαφορετικά σκελετικά μετακρανιακά δείγματα από την Αφρική, την Ευρώπη, την Ασία, την Αυστραλία και τη Βόρεια Αμερική. Αυτοί οι γεωγραφικά διαφορετικοί πληθυσμοί αντιπροσώπευαν διαφορετικές «κλιματικές ζώνες»:τροπικούς, εύκρατους και αρκτικούς πληθυσμούς. Και, το Jomon και το Yayoi θα πρέπει να συγκεντρωθούν με πληθυσμούς προσαρμοσμένους στο κρύο και το Kumejima με πληθυσμούς προσαρμοσμένους στο κρύο.
Ωστόσο, οι ιθαγενείς Jomon που ήταν οι πιθανοί απόγονοι των σύγχρονων ανθρώπων του Ύστερου Πλειστόκαινου από τη Βορειοανατολική Ασία εμφάνισαν μορφολογική αναντιστοιχία:σχετικά «μεγάλα» πλάτη σώματος που είναι προσαρμοσμένες στο κρύο αναλογίες σώματος με προσαρμοσμένες στα θερμά αναλογίες άκρων. Στην πραγματικότητα, ο βραχιόνιος δείκτης του Jomon ήταν παρόμοιος με αυτόν που θα συναντούσε κανείς σε άτομα από τροπικά κλίματα. Οι γεωργοί ρυζιού Yayoi που ήταν οι πιο πρόσφατοι μετανάστες από τη Βορειοανατολική Ασία, τήρησαν την προσδοκία Allen-Bergmann για προσαρμοσμένες στο κρύο αναλογίες σώματος και άκρων.
Οι άνθρωποι Kumejima που ζούσαν στο υποτροπικό νησί στο Ryukyu κατά την περίοδο Edo ήταν μια έκπληξη. Οι μετακρανιακές μετρήσεις οστών έδειξαν μικρά μήκη άκρων, προσαρμοσμένες στο κρύο αναλογίες σώματος και ψυχρές αναλογίες άκρων παρόμοιες με ανθρώπους που ζουν σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη και ψυχρότερα κλίματα. Ωστόσο, εμφάνισαν μικρότερη μάζα σώματος που υποδηλώνει προσαρμογή σε ένα θερμότερο κλίμα.
Προκειμένου να διερευνήσει την ιστορία του πληθυσμού και τη δομή του πληθυσμού, αυτή η μελέτη εφάρμοσε την ανάλυση Relethford-Blangero ως μέτρο του μεγέθους της γενετικής μετατόπισης ή της γονιδιακής ροής. Για παράδειγμα, ο Jomon και ο μεσαίος Yayoi παρουσίασαν σχετικά μικρή ροή γονιδίων και υπήρχε μικρή διαπεριφερειακή επαφή μεταξύ των αυτόχθονων πληθυσμών που προέρχονται από το Jomon και του Yayoi κατά τη μέση περίοδο Yayoi. Αντίθετα, ο Kumejima είχε γονιδιακή ροή και μετανάστευση.
Κατά την περίοδο Jomon, το ιαπωνικό αρχιπέλαγος πέρασε από μεταπαγετώδη υπερθέρμανση από 10.000 BP έως 4.300 BP όταν οι μέσες ετήσιες θερμοκρασίες ήταν 3°C υψηλότερες από τις μέσες ετήσιες θερμοκρασίες σήμερα στην Ιαπωνία. Είναι πιθανό ότι οι πρόγονοι του όψιμου Πλειστόκαινου που διέθεταν σώμα προσαρμοσμένο στο κρύο μπορεί να είχαν μεταναστεύσει στο ιαπωνικό αρχιπέλαγος από την ψυχρότερη Βορειοανατολική Ασία και μια αλλαγή στις αναλογίες των άκρων μπορεί να συνέβη αφού βίωσαν το θερμότερο περιβάλλον της Ιαπωνίας για μεγάλο χρονικό διάστημα .
Οι πρόσφατες γονιδιωματικές μελέτες δείχνουν ότι οι μεταγενέστεροι άνθρωποι Jomon (αρχίζοντας 3.000 BP) μπορεί να έχουν περισσότερα αλληλόμορφα με τους γεωπόνους Yayoi. Όμως, το Yayoi εμφανίζει μικρότερο βραχιόνιο δείκτη και crural δείκτη σε σύγκριση με το Jomon. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης Relethford και Blangero, το χαμηλότερο επίπεδο φαινοτυπικής παραλλαγής του Yayoi μπορεί να οφείλεται σε ιδρυτικό αποτέλεσμα τη στιγμή της μετανάστευσης από το μικρό μέγεθος πληθυσμού των αρχικών μεταναστών.
Τα φυσικά χαρακτηριστικά του Kumejima, οι προσαρμοσμένες στο κρύο αναλογίες σώματος και τα μέλη, μπορεί να είναι αποτέλεσμα της ροής γονιδίων από «τους εθνικούς Ιάπωνες» που ήταν απόγονοι του λαού Yayoi μετά τη Μεσαιωνική Περίοδο. Η διαφορά μεταξύ μάζας σώματος και αναλογιών σώματος/άκρων μπορεί να οφείλεται στην αλλομετρία ή το κλίμα ή/και τη διατροφή. Για τη διατροφή, η προσαρμοσμένη στη θερμότητα σωματική μάζα μπορεί να μιμηθεί τη διατροφική απόκριση. Σύμφωνα με την ιστορία της Οκινάουα, οι Κουμετζίμα από το 1.700 μ.Χ. έως το 2.000 μ.Χ. τους είχαν επιβάλει βαρύ φόρο για καλλιέργειες και υφάσματα. Κατά συνέπεια, οι άνθρωποι της Kumejima μπορεί να έχουν βιώσει διατροφικό στρες που μπορεί να έχει επηρεάσει το μέγεθος του σώματός τους.
Συμπερασματικά, η φυσική επιλογή μπορεί να ήταν η πρωταρχική δύναμη στην αλληλεπίδραση της γενετικής μετατόπισης και της γονιδιακής ροής στο ύστερο Πλειστόκαινο. Στο Ολόκαινο, ωστόσο, η γενετική μετατόπιση ήταν πιθανώς η κύρια δύναμη σε συνδυασμό με τη ροή των γονιδίων με πολιτιστικούς παράγοντες (π.χ. δίαιτα και διατροφή). Στο κυμαινόμενο κλίμα του ύστερου Πλειστόκαινου και του Ολόκαινου Ανατολικής/Βορειοανατολικής Ασίας, η αναντιστοιχία στις αναλογίες των άκρων και του σώματος μπορεί να αντιπροσώπευε τον καλύτερο συμβιβασμό στο μετακρανιακό προσαρμοστικό σύμπλεγμα.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο An Αξιολόγηση μετακρανιακών δεικτών, αναλογιών και μάζας σώματος έναντι οικολογικών γεωγραφικών μεταβλητών των προϊστορικών Jomon, Yayoi farmists και Kumejima Islanders of Japan, που δημοσιεύτηκε στο American Journal of Human Biology. Επικεφαλής αυτής της εργασίας ήταν οι Noriko Seguchi (Πανεπιστήμιο Kyushu), Conrad B. Quintyn (Πανεπιστήμιο Bloomsburg), Shiori Yonemoto (Πανεπιστημιακό Μουσείο Kyushu) και Hirofumi Takamuku (Ανθρωπολογικό Μουσείο Doigahama Site).
