Отец – денисовец, мать – неандерталка
Журнал Nature опубликовал новые результаты секвенирования ДНК из фрагмента кости девочки 13-ти лет из Денисовой пещеры, жившей более 90 тысяч лет назад. Исследования показали ее гибридное происхождение от денисовского человека по мужской линии и неандертальского - по женской линии. Сверх того, в мужской, то есть, денисовской родословной гибридизация с неандертальцами имела место и на 300-600 поколений раньше. Ученые пришли к выводу, что геном из обломка скелета девочки представляет нам свидетельства, по крайней мере, двух эпизодов смешивания денисовцев и неандертальцев: один раз между ее родителями, и еще, как минимум, один раз между предками ее отца.
На острие науки
Директор Института археологии и этнографии СО РАН, член-корреспондент РАН Михаил Шуньков рассказал, что найденный обломок кости был морфологически неопределим (т.е. невозможно было понять, какому млекопитающему он принадлежит), однако новые методы исследований, разработанные в Университете Оксфорда (зоо-масс-спектрометрия или finger printing – восстановление аминокислотной цепи белков и определения видовой принадлежности останков, словно по отпечаткам пальцев), позволили выявить антропологический материал среди десятков тысяч осколков костей животных. Именно таким образом была обнаружена кость с рабочим названием Denisova-11 (11-я по счету находка человеческой кости в Денисовой пещере).
¬– Кроме открытия денисовского человека, на Алтае в пещерах Чагырская и Окладникова , а затем в Денисовой пещере были обнаружены останки костей неандертальцев, что предполагало возможные контакты между этими популяциями. Достоверная научная фиксация генетического дрейфа между ними стала прямым подтверждением их тесного общения, – сообщил Михаил Шуньков. – По археологическим данным можно говорить о сосуществовании этих двух групп ископаемого человека на одной территории в хронологическом интервале 60-40 тысяч лет. Пещеры Денисова, Чагырская и Окладникова это самый восточный рубеж обитания неандертальцев, а Денисова пещера это единственное, на сегодняшний день, место, где неандертальцы обитали вместе с денисовцами.
Как сообщил Михаил Шуньков, неандертальцы пришли на Алтай с западных территорий и были ассимилированы денисовцами, которых следует считать автохтонным населением, развивавшим свою культуру на протяжении как минимум 300 тысяч лет. Об этом, в частности, говорит отсутствие в пещере мустьерской каменной индустрии, характерной для неандертальцев. За годы работы в Денисовой пещере мы получили целый ряд ярких свидетельств, что на этой территории именно денисовцам принадлежит становление культуры верхнего палеолита, которую принято во всем мире связывать с распространением Homo sapiens. На сегодняшний день наиболее древний костный фрагмент денисовца найден в самом нижнем, 22-м слое Денисовой пещеры, возраст которого 300 тысяч лет, а наиболее древний образец неандертальского антропологического материала найден в 12-м слое возрастом около 120 тысяч лет.
«Двойной» гибрид
– Мы секвенировали геном Denisova 11 с геномным покрытием в 2,6 раза в среднем, – сообщила Вивиан Слон, первый автор публикации, сотрудник Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге. – Кроме того, мы отметили пять участков длиной примерно миллион пар нуклеотидов в геноме, где обе хромосомы несут неандертальскую наследственность. Это указывает, что отец-денисовец также имел, по меньшей мере, одного предка-неандертальца.
Авторы исследовали степень родства матери-неандерталки с другими «расшифрованными» неандертальцами путем сравнения геномов и обнаружили, что у нее больше общих аллелей с неандертальцами из Европы возраста 70 000 лет и позже, чем с более древними и архаичными алтайскими неандертальцами из Денисовой пещеры. Это может означать, что неандертальцы мигрировали между восточной и западной частями Евразии в более поздний период, чем существовал алтайский неандерталец.
Ученым удалось также определить время, когда наследственные линии предков девочки отделились от линий ранее выделенных неандертальского и денисовского геномов. Линия неандерталки-матери отделилась от линии алтайских неандертальцев примерно за 20 000 лет до времени жизни последнего и за 40 000 лет до времени жизни неандертальца из пещеры Vindija в Хорватии.
– Потрясающе интересно найти потомка первого поколения от неандерталки и денисовца среди совсем немногих известных ныне неандертальцев и денисовцев, для которых мы имеем выделенные ДНК, – сообщил директор Института эволюционной антропологии Макса Планка профессор Сванте Паабо. – Более того, из трех древних современных людей, живших примерно 40 000 лет назад, чьи геномы были секвенированы, один имел неандертальского предка в недалеком прошлом. Одним словом, брачные связи между группами гоминид в плейстоцене происходили часто. Возможно, это и способствовало культурному обмену между ними, а также абсорбции некоторых архаичных групп в популяции современных людей.
Весомые аргументы
Руководитель межинститутского молекулярного сектора палеогенетики Института цитологии генетики и Института археологии и этнографии СО РАН, кандидат биологических наук Александр Пилипенко напомнил, что о гибридизации неандертальца и человека анатомически современного типа, вышедшего из Африки, впервые стало известно после секвенирования ядерного генома неандертальца в 2010 году. Тогда было установлено, что у всех современных людей за пределами Африки в геномах представлено от 1 до 3 % ДНК неандертальского происхождения. Он подчеркнул, что обнаружение потомка гибридизации неандертальцев и денисовцев в первом поколоении – это очень весомый аргумент для сторонников мнения о важной роли гибридизации о которой так много было написано за последние годы. Тем не менее, на эту тему в научном сообществе сломано и продолжает ломаться немало копий.
– Тогда заявление о наличии гибридизации прозвучало, как гром среди ясного неба, – вспоминает палеогенетик. – Позже эта информация многократно подтвердилась. Та же группа ученых из Института эволюционной антропологии Макса Планка секвенировала первый геном денисовца, и у него тоже обнаружились некоторые неандертальские гены. И тогда впервые предположили, что между этими древними гоминидами, скорее всего, был генетический дрейф. В целой серии исследований геномов современных людей из различных регионов планеты были проведены оценки неандертальского и денисовского вклада в генофонд современного населения. Нынешнее научное событие особенно замечательно не своей принципиальной новизной, а тем, что, наконец, появились прямые доказательства гибридизации, которые послужат новым сильным аргументом против подозрений некоторой части генетического сообщества в ошибках, связанных со сложностью анализа больших массивов генетических данных и плохой сохранностью исследуемой древней ДНК.
Эксперт уточнил, что в ближайшее время исследователи будут получать все больше данных о роли гибридизации в формировании человека современного типа. Это будет связано как с включением в анализ новых материалов, так и с улучшением качества данных об уже исследованных образцах. Так, количество прочтений каждого из участков генома при исследовании ДНК фаланги первой денисовской девочки составило более 30 раз, а неандертальца из Денисовой пещеры – более 50-ти раз. По этой причине данные геномы сегодня являются референсными (признанными образцами) для международного научного сообщества.