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Uma nova análise genômica revela quando os polinésios chegaram a que ilha

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Ampliação / A ilha de Rarotonga, que o novo estudo indica, foi colonizada por volta de 830 DC por pessoas vindas das regiões vizinhas de Samoa.

A disseminação da cultura polinésia pelo Pacífico foi a maior migração da história da humanidade. Todas as indicações são de que os polinésios começaram em Taiwan e alcançaram as Américas enquanto se estabeleceram em ilhas do Havaí à Nova Zelândia ao longo do caminho. Muitas dessas ilhas mantiveram rotas comerciais por séculos, mesmo que as próprias ilhas fossem pequenas e consistentemente difíceis de encontrar na vasta extensão do Oceano Pacífico.

Reconstruir o caminho percorrido pelos polinésios revelou-se desafiador. Muito pouco DNA antigo permanece nos ambientes quentes e geralmente úmidos dos trópicos. Os artefatos foram datados, mas não está claro o quão intimamente eles se relacionam com a chegada dos ilhéus e muitas vezes não indicam a origem desses habitantes. A viagem pós-colonial tem pistas genéticas e linguísticas complicadas que podem nos ajudar a resolver as coisas.

Agora, uma grande equipe internacional de pesquisadores descobriu uma maneira inteiramente nova de analisar os genomas dos polinésios modernos, com base no efeito de uma longa série de eventos de colonização no genoma. Os resultados fornecem um mapa detalhado das ilhas colonizadas em qualquer ordem e também fornecem uma estimativa das datas de chegada da Polinésia.

Quando a análise padrão não funciona

Se você comparar dois genomas quaisquer, é possível fazer uma estimativa de quão intimamente eles estão relacionados. Isso se baseia no número total de variações individuais que eles compartilham, bem como nas combinações de variantes que costumam ser herdadas juntas no mesmo cromossomo. Faça experiências com membros de duas populações e você pode fazer uma estimativa semelhante de quanto tempo eles ficaram separados, dando a cada vez a oportunidade de pegar novas variáveis. A mistura com outras populações pode complicar esta análise, mas é possível identificar e compensar isso.

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Com tantos genomas disponíveis agora, desenvolvemos um software muito complexo para realizar esse tipo de análise. Mas tudo funciona devido à maneira como as populações se comportam quando se movem dentro e entre os continentes.

Mas a expansão polinésia derruba muitas das suposições nas quais esse tipo de análise se baseia. Em vez de ter milhares de anos para que uma população adquira novas mutações que os diferenciam, os polinésios costumam estabelecer vários novos grupos de ilhas em um século. A maioria das variações genéticas ocorre por meio de efeitos fundadores causados ​​por populações relativamente pequenas que formaram novos assentamentos. As rotas comerciais frequentemente mantinham as populações em contato depois que as novas ilhas foram colonizadas, e a era colonial garantiu que a maioria da população atual agora tivesse pouco DNA de fora da Polinésia.

Tudo isso é suficiente para garantir que os métodos projetados para o resto da humanidade não funcionem realmente para entender a expansão polinésia. Portanto, a equipe de pesquisa por trás do novo trabalho desenvolveu novos métodos projetados especificamente para analisar o genoma da Polinésia.

Fazendo os estilos corresponderem à realidade

Algumas das novas abordagens são bastante simples. Neste ponto, temos genomas suficientes de outras partes do mundo para que trechos de DNA não polinésio possam ser facilmente identificados e excluídos da análise.

O resto da abordagem envolve pensar sobre o que acontecerá cada vez que novas ilhas forem colonizadas. Os assentamentos geralmente têm um pequeno grupo – geralmente algumas dezenas de pessoas – ramificando-se de uma população maior na ilha original. Por acaso, algumas variantes genéticas raras em uma grande população seriam comuns em colonos. Enquanto isso, os colonos podem não carregar algumas variantes que são comuns entre uma grande população.

Existem duas chaves para usar este método para distinguir o processo de liquidação do Pacífico. A primeira é que se os habitantes de uma ilha enviarem colonos para dois destinos diferentes, as variáveis ​​afetadas por esses processos serão diferentes em cada destino. Portanto, enquanto um assentamento pode perder as variantes A, B e C, o outro perderá X, Y e Z, com apenas raros casos de sobreposição.

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A segunda chave é que esses tipos de eventos acontecerão em uma cadeia. Muitas ilhas estáveis ​​apoiarão aglomerações grandes o suficiente para enviar novos colonos. E quando isso acontecer, a população recém-formada herdará todas as mudanças nas variantes que seus ancestrais escolheram quando eram colonos, bem como seu próprio novo conjunto de mudanças. Para voltar ao nosso pressuposto, digamos que a ilha colonizada pelas pessoas que perderam A, B e C envie seus próprios colonos. Os novos assentados também carecem de A, B e C, mas agora acabarão perdendo um novo grupo por acidente – digamos H, I e J.

Juntos, isso permitiu aos pesquisadores ver quais ilhéus produziram os assentamentos.

O mapa de dispersão da Polinésia proposto nesta pesquisa.
Ampliação / O mapa de dispersão da Polinésia proposto nesta pesquisa.

Ioannidis e Al.

Na maior parte, isso produziu os tipos de padrões que você poderia esperar. Cadeias de ilhas individuais estão sempre agrupadas e têm origens que podem ser rastreadas até uma única ilha de origem. Os padrões também indicam que alguns grupos de ilhas atuaram como centros de expansão. Rarotonga e Balisir, por exemplo, parecem ser a fonte (diretamente ou através das ilhas intermediárias) para as populações em todo o leste da Polinésia.

Uma grande exceção a isso também pode ser útil. Todas as ilhas Austral no sul da Polinésia Francesa foram colonizadas por uma única fonte – com exceção da ilha de Raivavae. Seus habitantes parecem ter chegado de Tuamotus e Mangareva, ilhas localizadas muito mais a leste na Polinésia Francesa. Mas esta é também a população que colonizou todas as ilhas Nós descobrimos o DNA dos nativos americanos. Tudo isso indica que esse grupo provavelmente participou de algumas das viagens mais longas dos polinésios.

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Quem conseguiu onde e quando?

Os pesquisadores também usaram seus dados para fornecer estimativas de quando os polinésios chegaram a diferentes ilhas, mas envolveu um método totalmente diferente. Esse método se baseava no fato de que os cromossomos que recebíamos de nossas mães e pais trocavam a cada geração em um processo chamado de recombinação. Isso desemaranhará extensões de variantes herdadas de populações ancestrais, com segmentos ancestrais reduzindo gradualmente (em média) ao longo do tempo.

Portanto, ao comparar o comprimento médio dos segmentos ancestrais, você pode obter uma estimativa ao dividir diferentes populações. Combine o tempo com a árvore gerada pela outra análise e você terá basicamente um mapa completo da hora em que cada ilha enviou colonos para cada destino.

Isso não é preciso, pois o contato subsequente por meio do comércio pode alterar um pouco o histórico aparente do rompimento. Mas a cronologia que ele produz se alinha bem com aquela estabelecida pela datação de achados arqueológicos. E em culturas que traçaram os ancestrais de famílias individuais desde que se estabeleceram em sua ilha, isso corresponde ao tempo usual entre as gerações humanas.

O fato de o resultado deste método estar amplamente de acordo com a cronologia desenvolvida por outros métodos, sem dúvida, ajudará em sua aceitação – embora aqueles que preferem uma cronologia alternativa, sem dúvida, se interessem em abrir brechas nela. No entanto, por apresentar um quadro tão abrangente como este, o estudo é valioso simplesmente para dar às pessoas muitas oportunidades de testá-lo. Além disso, o trabalho é valioso para destacar a falta de um algoritmo único para a compreensão da origem humana e pode encorajar as pessoas a pensar sobre outros casos em que certas circunstâncias requerem abordagens mais especializadas.

Nature, 2021. DOI: 10.1038 / s41586-021-03902-8 (Sobre DOIs)

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Lute para evitar a gripe aviária com lasers e dançarinos infláveis

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Lute para evitar a gripe aviária com lasers e dançarinos infláveis

Loren Brey, um criador de aves em Minnesota, entrou na fazenda que criava perus em novembro e descobriu um punhado de galinhas mortas devido à gripe aviária altamente contagiosa.

Em uma semana, ele havia perdido quase metade de todo o seu rebanho.

Então, quando os perus de Brey começaram a produzir ovos novamente na primavera, ele tentou um método preventivo aparentemente pouco ortodoxo: montou lasers no topo de seus galinheiros, emitindo feixes de luz verde para repelir patos-reais, corujas e outros potenciais portadores do vírus mortal. .

À medida que as aves migratórias se dirigem para norte na Primavera, os avicultores e pecuaristas de todo o país preparam-se para outro surto de gripe aviária. Embora a dinastia mais recente tenha perdido apenas uma pequena porção de Quase 10 bilhões Galinhas, perus, patos e outras aves são vendidas em todo o país todos os anos, e alguns criadores de aves como Brey estão a recorrer a métodos inovadores para proteger os seus rebanhos, utilizando meios de dissuasão como drones, buzinas de ar, balões e chamarizes de predadores.

Estas práticas sublinham a luta das pequenas explorações agrícolas e até mesmo de algumas operações em grande escala para afastar o vírus, bem como a fadiga e a aceitação relutante da doença após anos de protocolos de saneamento, confinamentos e discussões sobre vacinação.

As explorações industriais de grande escala e as que criam galinhas poedeiras parecem ser as mais afectadas: dois terços das aves abandonadas pertencem a apenas 30 explorações que contêm um milhão ou mais de galinhas poedeiras. As operações na Turquia, como a do Sr. Berri, também foram duramente atingidas, representando 350 das 481 explorações agrícolas comerciais com casos detectados. As aves são particularmente vulneráveis ​​à infecção, e são mais vulneráveis ​​ao vírus porque muitas fazendas de perus estão no caminho migratório de muitas aves aquáticas selvagens, disse a Dra. Carol Cardona, especialista em saúde de aves da Universidade de Minnesota.

A infecção traz consequências graves.

sob Política federalUma única ave infectada pode exigir o abate ou eliminação de um rebanho inteiro e, em seguida, o descarte das carcaças por meio de compostagem, sepultamento, queima ou derretimento. A lista resultou 90 milhões de aves mortas e mais de 1.100 bandos afetados em todo o país Desde fevereiro de 2022, quando a cepa, a mais mortal até agora nos Estados Unidos, foi detectada pela primeira vez.

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Dado que as áreas onde as aves infectadas viveram devem ser desinfectadas e colocadas em quarentena, e porque o repovoamento de um bando leva tempo, a produção pode ser interrompida durante vários meses. Como resultado, o número total de galinhas poedeiras diminuiu cerca de sete milhões de galinhas 2021 para 2023Produzindo menos mil milhões de ovos por ano – e contribuindo para custos mais elevados.

Christian Alexander, 32, que cria galinhas poedeiras em 300 acres de pastagens situadas entre sequoias costeiras e o Oceano Pacífico perto de Crescent City, Califórnia, disse que demorou meio ano até que a capacidade de produção fosse totalmente restaurada depois que a gripe aviária foi descoberta no final de 2018. 2022 .

“A parte mais difícil para os agricultores é perder as aves, com certeza. Aí você perde trabalho para seus funcionários e não consegue abastecer seus clientes”, disse ele, acrescentando que limpar as carcaças e depois compostá-las foi traumático.

O Sr. Alexander coleta os ovos manualmente em galinheiros móveis sem portas ou pisos para garantir que as aves tenham acesso total ao ar livre. Em vez de reabastecer pintinhos recém-nascidos e esperar meses para que crescessem, ele comprou galinhas marrons, orgânicas, “gastas” ou poedeiras que haviam atingido o pico de produção de ovos. Quando têm cerca de 3 anos de idade, as aves põem menos ovos por dia do que as galinhas mais jovens, mas a exploração do Sr. Alexander voltou à plena capacidade, produzindo entre 10.000 e 12.000 ovos por dia.

Para evitar outro surto, Alexander limitou agora as visitas às explorações agrícolas e realizou uma higienização completa, mas prometeu manter as suas convicções. Como presidente da American Poultry Association, ele disse ter conhecimento de apenas alguns casos entre seus 1.100 agricultores membros. “Tenho medo de pegá-lo de novo? Não o suficiente para manter meus pássaros dentro de casa”, disse ele.

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Alexander também tentou instalar lasers em sua fazenda. Mas depois de um tempo, os estorninhos começaram a aprender os padrões do laser e não tinham mais medo dos feixes semelhantes aos dos sabres de luz.

Reconhecendo que os meios de dissuasão não eram infalíveis, Craig Dorr, diretor de vendas do Bird Control Group, que fabrica lasers, disse que a demanda aumentava sempre que ocorria um surto. Ele acrescentou que os produtores de leite estão agora buscando instalar o sistema, que custa a partir de US$ 12.500 por unidade, desde que a doença foi descoberta em vacas no mês passado.

Outras medidas preventivas a que os agricultores recorreram na tentativa de afastar vectores de doenças mortais, segundo o Dr. Cardona, incluem redes, máquinas de ruído e dançarinos insufláveis. “Homem assustador, homens que explodem”, disse ela. Mas ela sublinhou que a sazonalidade e a natureza evolutiva do vírus significam que os agricultores devem reforçar regularmente as medidas de segurança.

“É como sprints, como repetições. Você faz um sprint e depois descansa novamente”, disse o Dr. Cardona. “Você usa esse tempo de descanso para aumentar sua flexibilidade e ter certeza de que está pronto para a próxima temporada. “E então medite e ore.”

Para construir esta resiliência, especialistas e autoridades recomendam seguir determinados protocolos: reduzir os visitantes, limpar e desinfetar agressivamente, manter a água e os alimentos longe de aves e mamíferos selvagens e isolar das multidões as aves recém-compradas ou que regressam, entre outros.

No entanto, a gripe aviária pode penetrar até nos celeiros mais rigorosos. Brey, por exemplo, tem uma vaga de estacionamento designada para qualquer pessoa que traga seus perus; Sistemas de entrada dinamarqueses Onde as pessoas possam limpar-se e desinfetar-se e tenham entradas de ar filtradas.

“Você pode reforçar sua biossegurança e apertá-la até ficar com o rosto azul. Tipo, que horas são? Três horas? Já tomei meu oitavo banho hoje”, disse Brey, que tem cria pássaros há três décadas.

Esta vigilância constante esgotou a paciência de alguns avicultores.

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Samantha Gasson, que cria 2.000 frangos de corte – aqueles criados para carne – e 400 perus em pastagens na Carolina do Norte, seguiu protocolos padrão e lançou drones para afastar abutres, que poderiam transmitir o vírus e cercar seus cordeiros e vacas.

Mas depois de anos de preocupação com o vírus, ela aprendeu agora como lidar com ele, comparando a sua resposta à fadiga pandémica.

“Com a Covid, no início, eu era definitivamente uma daquelas pessoas que se disfarçava e dava 6 metros para todo mundo”, disse Gasson, que trabalha para uma organização sem fins lucrativos de bem-estar animal e segurança alimentar. “E com a gripe foi a mesma coisa. Naquele primeiro ano, definitivamente perdi o sono por causa disso. Desde então, está tudo bem, faz parte da vida.”

Rachel Aristad estava acostumada a verificar o rastreador federal de casos que monitora a propagação da gripe aviária quase diariamente quando a cepa atual confinou 18 galinhas dentro de seu galinheiro rosa construído em casa, no quintal de sua casa na zona rural de Connecticut.

Depois de dois anos, sua vigilância diminuiu. Aristad continuará a realizar verificações regulares para ver se o vírus foi detectado nas proximidades, evitará parques para cães cobertos de excrementos de ganso e amarrará balões em seu quintal para assustar as raposas, que podem trazer o vírus ou atacar seus pássaros. Mas a ideia de manter suas galinhas, que ela considera animais de estimação, permanentemente trancadas não é atraente.

“Só espero que em algum momento no futuro eles ofereçam uma vacina para galinhas de quintal”, disse ela. “Não vendemos nossos frangos para o exterior, queremos apenas ver rebanhos felizes e saudáveis.”

Berry, que também atua como presidente do Conselho de Pesquisa e Promoção de Minnesota na Turquia, renunciou quando se tratava de evitar adequadamente a gripe aviária.

“Você fica acordado na cama por dias e dias, como assim?” ele adicionou. “Como, como, o que devo fazer de diferente? Não sei essa resposta.”

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