Древний человек из Денисовой пещеры, кто он? Неандертальцы, денисовцы и современные люди десятки тысяч лет назад встречались, общались и оставляли потомство К какой общине периоду относились денисовцы.

Лейпциг, Германия, под руководством Кея Прюфера и Сванте Паабо изучили ядерный геном неандертальской дамы, жившей на Алтае около 50 тыс. лет назад. Как и всякое серьезное исследование, эта работа имеет предысторию. Секвенирование ядерного генома неандертальца Сванте Паабо и его коллеги начали еще 2006 году. Это непростая задача, поскольку древняя ДНК давно развалилась на кусочки и часто загрязнена нуклеиновыми кислотами микробов и современных людей. Однако в 2010 году и выяснили, что неандертальцы одарили своими генами Homo sapiens, живущих за пределами Африки.

Сейчас ученые получили уточненный вариант генома, в котором позиция каждого нуклеотида выверена не менее 50 раз.

Фаланга пальца неандертальской женщины

Материалом для исследования послужила ДНК из фаланги безымянного пальца или мизинца взрослой женщины, жившей в Денисовой пещере на Алтае . Фалангу нашли в 2010 году исследователи Денисовой пещеры Анатолий Деревянко и Михаил Шуньков и передали для анализа в Лейпциг.

Не стоит путать неандертальское население Денисовой пещеры с денисовцами.

Они жили там несколько позже, около 40 тыс. лет назад, и хотя состояли в родстве с азиатскими неандертальцами, представляли собой самостоятельную группу рода Homo. той же группой исследователей под руководством Сванте Паабо и также из фаланги пальца.

Геном показал, что родители неандертальской женщины состояли в близком родстве. Это были родные либо двоюродные брат и сестра, а может быть, дядя и племянница, тетка и племянник, дедушка и внучка, бабушка и внук. Ученые пришли к выводу, что родственные браки среди неандертальцев и денисовцев были обычным делом, поскольку те жили небольшими группами и были ограничены в выборе пары. Исследователи полагают, что численность неандертальцев и денисовцев в то время неуклонно сокращалась, их время подходило к концу.

Сравнение геномов неандертальцев, денисовцев и современных людей показало, что разные группы гоминид в позднем плейстоцене , 12-126 тыс. лет назад, встречались, общались и оставляли потомство.

Обмен генами происходил не часто, но достаточно регулярно.

Раскопки в Денисовой пещере

Примерно 77-114 тыс. лет назад неандертальцы разделились на азиатскую и европейскую популяции. Неандертальцы, жившие на Кавказе, обменивались генами с предками современных евразийцев и жителей Австралии и Океании, алтайские неандертальцы — с денисовскими людьми, денисовцы из неведомых пещер — с предками современных жителей материковой Азии и американских индейцев.

Неандертальский вклад в геном современных евразийцев составляет, по подсчетам исследователей, от 1,5 до 2,1%.

А геном денисовского человека, в отличие от неандертальского, содержит 2,7-5,8% ДНК каких-то неизвестных древних гоминид. Возможно, они обособились 1,2-4 млн лет назад от предков современных людей, неандертальцев и денисовцев. Исследователи не исключают, что этот загадочный предок — человек прямоходящий Homo erectus , окаменевшие кости которого антропологи находят, но последовательность ДНК еще не расшифровали. Дальнейшие исследования покажут, так ли это.

Ученые составили перечень последовательностей ДНК, которые отличают современных людей от наших ближайших вымерших родственников. Список отличий получился достаточно коротким. Изменения затрагивают в том числе гены, ответственные за клеточное деление и регуляцию работы других генов. Для того чтобы выяснить, как повлияли эти модификации на облик современного человека и его биологию, генетикам нужно работать дальше.

Интересно, как порой выдающиеся открытия, с одной стороны, сообщают нам какую-то важную истину, а с другой сигналят о том, что до истин еще докапываться и докапываться. Все это в полной мере относится к сенсациям недавних лет, связанным с выявлением ранее неизвестных альтернативных ветвей человечества.

Олег Макаров

Алтайские горы расположены таким образом, что обогнуть их многочисленным миграциям самых разных двуногих существ было просто невозможно. Рядом обширная полоса степей, идущая от Енисея до Карпат, которая служила настоящими «вратами народов» (обычно так называли ту ее часть, которая проходила между Уральским хребтом и Каспием). С другой стороны гор — пустыни, открывающие путь к Дальнему Востоку и Юго-Восточной Азии. Алтай вместил в себя множество интересных и таинственных мест, среди которых знаменитая Денисова пещера с большим гротом — в нем всегда сухо, а отверстие под куполом днем дает свет и служит естественным дымоходом. Неудивительно, что в Денисовой пещере сотни тысяч лет находили прибежище представители рода Homo, начиная с неандертальцев, которые заселились туда 280 000 лет назад. Оставили там следы и люди исторической эпохи — тюрки и гунны, создатели обширных кочевых империй. Весь этот гигантский промежуток времени люди здесь жили, делали инструменты, поедали или разделывали добытых на охоте животных — в Денисовой пещере обнаружены кости яка, осла, носорога, гиены.

Карта показывает пути миграций предков разных групп Homo sapiens по Евразии. Как видно, предки австралийских аборигенов и папуасов были в той же самой группе выходцев из Африки, что и предки будущего населения Европы и Азии, — они вместе отделились от своих африканских родственников 75−62 тыс. лет назад. Однако «австралийская» ветвь (красная стрелка) отправилась в Евразию первой, еще до того, как 38−25 тыс. лет назад «европейцы» отделились от «азиатов» (в частности, имеется в виду предковая линия китайцев — хань). Вторая волна миграции, прошедшая через Переднюю Азию, Индию и Индокитай, вытеснила и поглотила представителей «австралийской» ветви на континенте, а аборигены Австралии и папуасы оказались в изоляции на 50?000 лет. На карте отмечена и гибридизация с денисовцами.

Таким образом над естественным полом пещеры выросло два десятка культурных слоев, наполненных артефактами — свидетельствами жизни самых разных обитателей. Чтобы исследовать эти культурные слои (а раскопки здесь начались во второй половине 1970-х годов), археологам пришлось выкопать глубокую яму. И вот в 2008 году случилось знаменитое открытие: в Денисовой пещере, среди огромного массива культурных слоев была найдена крошечная кость — как потом выяснилось, фаланга мизинца юной особи женского пола. Можно говорить об огромном научном везении, так как эта находка плюс еще несколько небольших костных фрагментов (два зуба, возможно, фаланга пальца ноги) стали единственным свидетельством существования на Земле доселе неизвестного вида людей.

На схеме показано идущее от общего предка родословное древо сапиенсов, денисовцев и неандертальцев, а также человекообразных обезьян. Красным показан порог, после которого из 24 пар обезьяньих хромосом после слияния получилось 23 пары человеческих.

Информативные кости

Сюрпризы продолжились в 2012 году, когда была опубликована работа группы ученых из лейпцигского Института Макса Планка (руководителем группы был шведский биолог Сванте Пеэбо). Ученым удалось с высокой точностью секвенировать как ядерную, так и митохондриальную ДНК денисовцев, как теперь стали называть наших вымерших двоюродных братьев, и появилась возможность предметно говорить о родстве живших в Денисовой пещере 75−30 тыс. лет назад людей с Homo sapiens и Homo neanderthalensis. Секвенирование «денисовской» ДНК стало реальным лишь с возникновением новых технологий работы с генетическим материалом, который в ископаемых костях представлен, как правило, фрагментарно. В частности, был применен метод искусственного восстановления двухнитевых ДНК в тех случаях, когда в исходном образце одна из нитей оказывалась поврежденной.

Что же касается родства, то удалось выяснить, что, согласно анализу мтДНК, отличие современного человека от денисовца составляет 385 нуклеотидов, в то время как различие между Homo sapiens и неандертальцем равно 202 нуклеотидам. Анализ ядерной ДНК показал, что неандертальцы и денисовцы имели общего предка, который жил, возможно, около 700 000 лет назад (датировка крайне приблизительная). Предок же этой ветви и Homo sapiens — так называемый «человек предшествующий» (Homo antecessor) обитал на Земле более миллиона лет назад.

Зуб «денисовского» человека наряду с фрагментом фаланги мизинца стал для генетиков ключом к геному неведомого ранее вида людей.

Значит, с родством все ясно? Не совсем. Известно, что Homo sapiens появились около 200 000 лет назад на Африканском континенте. Полторы сотни тысяч лет спустя небольшая популяция сапиенсов (порядка 40−50 тыс. человек) решилась покинуть свой африканский дом и ушла на Ближний Восток, а потомки этих людей заселили все континенты, кроме Антарктиды. Таким образом, все исконные жители Старого и Нового Света за исключением Африки — то есть белые европейцы, китайцы, эскимосы, американские индейцы — являются потомками беглецов из Африки, численность которых сравнима с населением райцентра. При этом сапиенсы были, разумеется, не первыми представителями рода Homo, ушедшими в Евразию. До этого туда пропутешествовал Homo erectus, давший в Европе потомство в виде гейдельбергского человека или в Азии в виде синантропов и питекантропов.

Общие дети разных людей

Придя на Ближний Восток, сапиенсы встретили там ранее пришедших неандертальцев. Тогда же случилось то, что в науке называется гибридизацией: наши предки и неандертальцы стали скрещиваться, и у них появилось потомство. Предположительно это была первая, но не единственная волна гибридизации этих видов. Второй эпизод, согласно генетическим данным, мог происходить на Дальнем Востоке с участием со стороны Homo sapiens предков китайцев и американских индейцев. На сегодняшний день процент неандертальских генов в геноме представителей разных народов мира составляет 1−4%.

После того как удалось получить точные данные о геноме денисовцев, было сделано еще одно важное открытие. Оказалось, что гибридизации с Homo sapiens не удалось избежать и денисовцам. Обитая неподалеку от «врат народов», они встретились с некой ветвью предков современных людей, которая затем прошествовала в сторону Юго-Восточной Азии, а точнее — ее островной части. Меланезийцы, представители австралоидной расы (среди них наиболее известны у нас папуасы) содержат в своем геноме до 6% «денисовских» генов. Хотя совершенно необязательно, что гибридизация произошла именно на Алтае, — сейчас считается, что этот вид людей имел широкий ареал обитания в Евразии.

Таким образом, некоторые современные люди, обитающие, правда, в основном в одном уголке планеты, могут считать себя более близкой родней денисовцам, чем все остальные. Однако есть другая загадка, которую преподнесла находка в Денисовой пещере. Похоже, на ее основании можно предположить существование еще одного вида людей, от которых пока не найдено даже крохотной косточки.

Неандертальцы и денисовцы составляют две ветви, происходящие от общего предка, но, как уже сказано, Homo neanderthalensis генетически заметно ближе к сапиенсу, чем денисовец. Более того, в «денисовском» геноме есть примерно 1% генов, которых нет у неандертальцев и которые заметно древнее остальных: на это обратил внимание американский биолог Дэвид Рейч из Гарвардской школы медицины. Остается предположить, что гибридизация с сапиенсами была не единственной, которой подверглись «денисовские» люди. Теперь выдвигается предположение о том, что они на своем историческом пути могли скрещиваться и с другими видами рода Homo.

На полу Денисовой пещеры выросло 20 культурных слоев. Находка в этом массиве мелких костных останков денисовцев — большая удача.

Исследователи обратили внимание на то, что найденный в Денисовой пещере зуб, который, как и фрагмент фаланги, стал предметом генетического анализа, имеет необычно большой размер, что типично для более ранних гоминид. Это может означать, что партнерами по скрещиванию выступали представители какого-то вида людей, которые вышли из Африки еще раньше и сапиенсов, и денисовцев, и неандертальцев. Возможно, об этом виде до сих пор ничего не известно, а можно предположить, что это были, например, представители гейдельбергского человека. Что мешает это проверить? Отсутствие секвенированного генома последнего.

Придется снова напомнить, что выделение качественной генной информации ископаемых останков денисовцев было уникальным случаем и большой научной удачей. Это же касается и генов неандертальцев. Дело в том, что и те и другие обитали в сравнительно холодных и влажных областях мира, и климат обеспечил сохранность сложных молекул внутри костных останков. В жарком климате, где солнце выжигало кости добела, ДНК практически полностью разрушалась.

Открытия еще впереди

К сожалению, в силу скудности найденного пока ископаемого материала очень трудно сказать, насколько денисовцы отличались от современных людей внешним обликом и поведением, или обладали ли они, например, речью. Различия в геноме сапиенса и денисовца могут указывать на то, что определенные мутации, отвечающие в нашем геноме за важные функции, связанные с развитием нервной системы и работой мозга, у денисовцев, как у представителей иной ветви человечества, не отмечены. Это может означать, что человеческим разумом в полном смысле эти вымершие люди не обладали, что, разумеется, не помешало им оставлять совместное с сапиенсами потомство.

Казалось бы, в этот же ряд «криптолюдей» вписывается и Homo florensiensis — останки представителей этого вида были обнаружены в 2003 году в пещере Лианг-Буа на острове Флорес. Этих существ, которых сразу же окрестили «хоббитами», отличал маленький рост (1 м) и крайне небольшой объем мозга — 400 см 3 . Это меньше, чем у шимпанзе, и сопоставимо с объемом мозга афарского австралопитека, который не принадлежал к роду Homo. Таким образом, флоресские карлики, очевидно, находились на более низкой стадии развития, чем неандертальцы или денисовцы. Да, они производили примитивные каменные орудия, вероятно, занимались с их помощью охотой и строительством, но к созданию каменных орудий был способен и австралопитек. По одной из бытовавших гипотез, Homo florensiensis мог быть потомком питекантропа, достаточно развитого существа, который попал в условия островной изоляции (а современная и ископаемая фауна острова Флорес наполнена эволюционными курьезами) и там видоизменился, или, можно было бы сказать, деградировал. Последний термин, правда, вряд ли уместен, так как предполагает понимание эволюции как неизменного движения от низших форм к высшим, в то время как в реальности имеет значение лишь приспособление методом естественного отбора. Сейчас, однако, гипотезу об уменьшившемся и поглупевшем питекантропе разделяют далеко не все, подозревая в предках «хоббитов» каких-то менее развитых существ типа тех же австралопитеков.

Честь научного доказательства гибридизации между Homo sapiens с одной стороны и денисовцами, а также неандертальцами — с другой принадлежит группе ученых из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге (ФРГ) под руководством шведского генетика Сванте Пеэбо. На основании костных останков из Хорватии исследователям удалось в 2010 году прочитать геном неандертальца. В 2012 году аналогичная работа была проведена в отношении генома денисовцев. «Денисовский» геном отсеквенирован со средним покрытием 31 (99,4% нуклеотидов прочтено не менее 10 раз, 92,9% - не менее 20). Таким образом, качество прочтения генома соответствует отсеквенированным геномам современных людей, что и позволило заняться сравнением.

Однако есть еще один интересный пример, когда следы какого-то таинственного человекоподобного существа явно прослеживаются в геноме современного человека. Правда, речь опять же идет о специфической группе Homo sapiens.

Африка — настоящий кладезь генетического разнообразия. Если вспомнить, что неафриканское человечество восходит к нескольким десяткам тысяч африканцев, ушедших в Евразию, нетрудно предположить, что генетические различия между немцем и японцем могут оказаться значительно меньшими, чем между представителями разных африканских народов, где сапиенсы развивались 200?000 лет. Но пигмеи в западном Камеруне и народности хадза и сандаве в Танзании являют собой особый случай. Как можно заметить по географической карте, Танзанию и Камерун разделяет приличное расстояние, а вот представителей трех упомянутых народов объединяют общие участки ДНК, и это указывает, во‑первых, на общих предков, живших самое позднее 40 000 лет назад, и, во‑вторых, на то, что эти самые предки уже были обладателями вышеупомянутых участков. Группа биологов из Пенсильванского университета под руководством Сары Тишкофф опубликовала работу в журнале Cell, в ней утверждалось, что общие для трех народов участки ДНК являются следами гибридизации с доселе неизвестным и жившим в Африке еще 80−20 тыс. лет назад видом людей, который произошел от общего с неандертальцами предка примерно 1,2 млн лет назад.

Проблема лишь в том, что от этих гипотетических людей опять-таки не найдено ни косточки — генетики вновь совершили открытие «на кончике пера». Косвенным подтверждением, что еще в недавнюю эпоху в Африке могли существовать какие-то виды людей, не относящихся к сапиенсам, может служить находка в Иво-Элеру (Нигерия). Там был обнаружен довольно примитивный череп, датируемый, однако, эпохой безраздельного властвования сапиенсов, — 13 000 лет назад. Иными словами, существует проблема определенного рассогласования между выкладками генетиков и находками палеоантропологов, работающих «в поле».

Но не будем забывать: не случись удачи с находкой крошечных костных фрагментов в Денисовой пещере, ни про каких денисовцев сегодня никто бы не знал вообще.

Сезон публичных лекций в ИЦиГ продолжается. И совсем недавно, на очередной из них, ведущий научный сотрудник межинститутского сектора молекулярной палеогенетики, к.б.н. Александр Пилипенко рассказал, что нового происходит в этой научной области.

На сегодня накоплен большой объем данных о предках человека, но по-прежнему вопросов у науки остается куда больше, чем уже полученных ответов. Известно, что колыбелью человечества является Африка, именно здесь формировались все ранние представители рода Homo. И, как минимум, дважды, еще до появления Homo sapiens, представители более ранних видов (формы Homo erectus) покидали этот континент и расселялись по планете.

Первая миграционная волна прошла около полутора миллионов лет назад, ее археологические памятники найдены по всей территории Азии и местами – в Европе. Вторая волна случилась примерно через миллион лет: тогда предки человека сумели продвинуться на север дальше и освоить заметную часть континентальной Европы.

На протяжении тысячелетий потомки этих «переселенцев» продолжали развиваться за пределами Африки, порождая новые разновидности предков современного человека. В частности, так на европейской территории появились неандертальцы, схожие процессы протекали и в Азии.

А затем, около 200 тысяч лет назад, на историческую сцену выходит, наконец, и человек современного анатомического типа – Homo sapiens. Есть две главных гипотезы того, как это происходило. Гипотеза недавнего африканского происхождения утверждает, что весь процесс протекал на территории Черного континента, покинув который, человек вытеснил другие формы гоминид, не смешиваясь с ними. Вторая – гипотеза мультирегионального происхождения – исходит из того, что шла параллельная эволюция разных групп гоминид, которая привела к формированию различных территориальных групп анатомически современного человека.

И тут к спорам антропологов и археологов подключились генетики. Данные первых генетических исследований были в пользу первой гипотезы. Но затем палеогенетикам удалось, секвенировав геном неандертальца, установить, что 1-3 % его генов имеют все современные люди. Иначе говоря, в каждом из нас есть немного от неандертальца. Что, конечно, стало весомым аргументом в пользу второй гипотезы. Весомым, но не окончательным, в силу чего она по-прежнему является гипотезой, а не точно установленным фактом.

– Самый полный геном неандертальца, который удалось извлечь на сегодня, был получен из кости знаменитой Денисовской пещеры, - напомнил Александр Пилипенко. – Хотя и были сомнения, является ли он типичным для всех неандертальцев или только для восточной группы.

В той же знаменитой уже пещере был обнаружен еще один вид доисторического человека – т.н. денисовский человек, чей геном ученым также удалось секвенировать. Вид оказался хоть и родственным неандертальцам, но все же вполне себе самостоятельным. И также внес свой вклад в генотип современного человека. Наиболее ярко он проявился у населения Океании (до 5-6 % генома).

Примерно так выглядели наши представления об эволюции человека два года назад, отметил докладчик и предложил рассмотреть, что же изменилось за это время. А произошло немало интересного.

Первое, что новые исследования поставили под сомнение, это дату возникновения анатомически современного человека. В прошлом году вышла статья про исследование геномов костных останков коренных африканских туземцев (в п.о. бушменов). Речь шла об относительно свежих находках, возраст которых не превышал 2000 лет. Но это секвенирование позволило «очистить» геном древнего человека от «евразийских примесей». А изучение этого «очищенного» генома в свою очередь позволяет ученым заметно перенести дату возникновения человека: с 200 до 300-350 тысяч лет тому назад. В том же году данные палеогенетиков подтвердили археологи независимой датировкой останков древнего человека (пяти особей) и их орудий труда, найденных в Марокко.

– Сегодня продолжается активное изучение массива останков древнего человека, найденных в первой половине ХХ века в Африке. Их было очень много, все они плохо датированы, да и технологии раскопок оставляло желать лучшего. Так что работы там предстоит еще много и она может дать интересные результаты, – резюмировал Пилипенко.

Не все так однозначно и с датой окончания «африканского детства» анатомически современного человека. В этот период его жизнь протекала исключительно на территории Африки. Долгое время считалось, что он завершился около 60 тысяч лет назад. Но еще в 1930-е годы на территории Израиля (в пещерах Скул и Кавзех) были раскопаны места стоянок древних людей. Найденные там останки датированы возрастом в 80-120 тысяч лет, что существенно древнее установленной границы миграции человека за пределы Африки. А несколько месяцев назад были озвучены результаты датировки останков, найденных на третьей стоянке, по соседству с первыми двумя. Их возраст составил и вовсе 180 тысяч лет. Причем принадлежность этих костей к виду Homo sapiens никем из ученых не оспаривалась. Дискуссия сейчас идет по другому поводу: жили ли люди в этой части Ближнего Востока на протяжении этих тысячелетий непрерывно (а значит, мы существенно переносим границу выхода человека из Африки), либо это были кратковременные случайные миграции, не меняющие картину в целом. К исследованию этих пещер подключились ученые Института археологии и этнографии СО РАН, у которых накоплен огромный опыт исследования памятников палеолита в Денисовской пещере и ее окрестностях.

Еще больший резонанс вызвали находки китайских археологических экспедиций. На территории своей страны они нашли памятник, относящийся к анатомически современным людям, возрастом 90-100 тысяч лет. Эта находка (в отличие от израильских) относительно долго считалась спорной. Но после проведения ряда независимых датировок китайцам удалось убедить в своей правоте, по крайней мере, журнал Science, где была опубликована соответствующая статья.

– Это может означать, что речь не идет о каких-то единичных выплесках людей на прилегающие территории, мы имеем дело с масштабной миграцией, которая докатилась до Юго-Восточной Азии, – отметил Александр Пилипенко.

В итоге, сейчас предлагается перейти к модели двух больших миграционных волн, первая была 80-120 тысяч лет, а вторая 30-60 тысяч лет назад. Первая шла исключительно на восток и привела к заселению Азии. Вторая волна затронула и азиатские, и европейские территории. Она же «принесла» нам гены неандертальцев.

Надо помнить, что описанные выше исследования не меняют существующую картину миграций Homo erectus, которые предшествовали этим волнам и, собственно, дали начало неандертальцам и денисовцам. В Европе дальнейшие события прошли, с эволюционной точки зрения, относительно скучно: тысячелетиями жили неандертальцы, особо не меняясь, а потом, примерно 40 тысяч лет назад, пришли предки современного человека и за пару тысяч лет полностью их вытеснили, успев в ходе процесса немного перемешаться.

В Азии все проходило несколько разнообразнее. И самая запутанная картина складывается в северной ее части, в частности, на Алтае, где в процессы взаимодействия кроманьонцев и неандертальцев активно включились и денисовцы. В частности, есть свидетельства совместного существования неандертальцев и денисовцев, но материальные следы человека современного типа появляются намного позже. Зато остались генетические следы взаимодействия всех трех видов. И вопрос времени прихода анатомически современного человека в Западную Сибирь (равно как и исчезновения из нее денисовцев с неандертальцами) остается открытым. Зато в Восточной Азии нет никаких свидетельств существования двух последних видов.

Тем временем исследования последних двух лет смогли отодвинуть временные рамки проживания предков человека в Денисовской пещере почти на 100 тысяч лет назад. Правда, остается вопрос, насколько непрерывным было обитание денисовцев в тех краях. Однако получается, что они могли взаимодействовать с обеими волнами миграции Homo sapiens, если те достигали Алтая в указанное время.

– К сожалению, нигде больше за пределами пещеры генетические останки денисовцев пока так и не найдены, а антропологические следы искать тяжело, так как мы плохо знаем их внешний облик, найдено слишком мало костных останков, – подчеркнул докладчик.

И это обстоятельство значительно осложняет процесс изучения этого вида древнего человека, путей его расселения и взаимодействия с другими гоминидами. Но наличие генов денисовцев в современных человеческих популяциях говорит о том, что такие процессы имели место быть. К примеру, именно их влиянием объясняют наличие генетических механизмов адаптации к условиям высокогорья у современных тибетцев.

Так что археологам и палеогенетикам предстоит проделать огромную работу, прежде чем мы получим целостную и непротиворечивую картину заселения человеком восточной части Евразии. Помочь в этом могут новые механизмы работы с полногеномными данными, которые создаются в настоящее время, которые направлены не столько на секвенирование древних геномов, сколько на более тщательный поиск и анализ их «следов» в геноме современных людей. Первые работы, основанные на таких новых алгоритмах, были опубликованы уже в этом году. И вновь эти результаты, отвечая на одни вопросы, задают еще больше новых, которые еще ждут своих исследователей.

Наталья Тимакова

В оформлении материала использованы иллюстрации, представленные на лекции А.С. Пилипенко

В январском номере журнала Nature вышло сразу две статьи о времени обитания первобытного человека на территории Южной Сибири — в знаменитой Денисовой пещере. Исследователи уточнили датировки: когда и кем была заселена пещера. И если про неандертальцев и людей современного типа (Homo sapiens) мы что-то помним со школьной скамьи, то кто такие денисовцы?

Копия зуба денисовца. Фото: Commons.wikimedia.org

Денисова пещера находится на юге Алтайского края. Археологические работы там ведутся с 1982 года. За время раскопок было обнаружено 22 культурных слоя с останками людей, связанные с ними артефакты и кости животных. Самые значимые открытия ждали археологов в 11-м слое возрастом 50 тысяч лет — в нём были сделаны находки, которые прославили Денисову пещеру на весь мир. Это три коренных зуба, фаланга мизинца, костяные орудия и женские украшения.

Расшифровка ДНК костных останков произвела сенсацию и в топ-листе научных прорывов 2012 года, по версии журнала Science, заняла второе место (после открытия бозона Хиггса). Выяснилось, что останки принадлежат виду людей, ранее науке не известному. До этого считалось, что Евразию населяли только два вида людей — неандертальцы и пришедшие следом за ними кроманьонцы (предки Homo sapiens). Генетический анализ показал, что новый вид (его назвали денисовским человеком) близок к неандертальцам, но всё-таки разошёлся с ними по разным ветвям эволюции около 640 тысяч лет назад.

После открытия генетиков все обнаруженные в пещере объекты и артефакты были тщательно и многократно исследованы. По ним проведены десятки научных работ в мировых лабораториях мира. Фаланга мизинца, как выяснилось, принадлежала девочке возрастом 7-12 лет. Частично воссоздан её облик: она была темнокожей и кареглазой.

Денисова пещера. Фото: РИА Новости / Александр Кряжев

Обнаружить гены денисовского человека у современных жителей Евразии учёные не смогли (в отличие от генов неандертальцев — их у нас может быть до 4%). Единственный народ из ныне живущих на Земле, который хоть как-то генетически связан с этой загадочной популяцией, обитает на островах Меланезии, что к северо-востоку от Австралии. У его представителей найдено 5% общих генов с прочитанным геномом денисовцев.

Установлено, что на протяжении 200 с лишним тысяч лет Денисова пещера была домом для трёх видов людей. Они обитали там всю эпоху палеолита, которая завершилась 12 тысяч лет назад. А денисовские люди жили в ней 50 тысяч лет назад.

«За годы работы в Денисовой пещере мы получили целый ряд ярких свидетельств, что на этой территории именно денисовцам принадлежит становление культуры верхнего палеолита, которую во всём мире принято связывать с распространением Homo sapiens, — говорит директор Института археологии и этнографии СО РАН Михаил Шуньков . — А наиболее древний на сегодняшний день костный фрагмент денисовца был найден в самом нижнем слое Денисовой пещеры, возраст которого более 300 тысяч лет!».

© Globallookpress.com

© Globallookpress.com

© Globallookpress.com

© Globallookpress.com

1. Имя (точнее, рабочее название) ― «Денисова 11».

2. Источник информации: ядерная ДНК, полученная из 175 мг костной пудры. Находка: фрагмент косточки 24,7 × 8,4 мм, местоположение в скелете не установлено.

3. Возраст девушки ― старше 13 лет (как сказано в одном из научных сообщений, «возраст костных останков составляет более 13 лет до момента смерти»).

4. Отец ― денисовец, мать ― неандерталка.

5. Родители «Денисовой 11» нечистокровные представители своих подвидов, они несут генетический след предыдущих скрещиваний, что отобразилось в геноме девушки. Так, ее отец имел как минимум одного неандертальского предка в период своей жизни.

6. Предки «Денисовой 11» по неандертальской линии, вероятно, были сравнительно недавними (примерно за 20 000 лет до жизни девушки) пришельцами из Европы: в частности, прослеживается их генетическая связь с обитателями пещеры Виндийя (Хорватия).

7. 1,2 % фрагментов ДНК «Денисовой 11» соответствуют современному человеку, 38,6 % ― неандертальцу и 42,3 % ― денисовцу.

Профессор Сванте Паабо, руководитель лаборатории Института изучения истории человека общества Макса Планка (Лейпциг, Германия):

– И по настоящее время мы все – гибриды. В геноме отдельных групп современных людей можно найти 10-15 % генов неандертальца и 1,5 – 5 % генов денисовского человека. Даже такая невысокая доля влияет, согласно одной из наших гипотез, на приспособляемость к большой высоте жителей Тибета и к холоду – Гренландии. Почему не больше? Во-первых, популяции подвидов Homo встречались и смешивались не так часто. Во-вторых, действовал селективный отбор, направленный против гибридизации.

Вивиан Слоун, сотрудница лаборатории Сванте Паабо:

– Мы тщательно проверяли все наши результаты и чистоту их получения. Были исключены такие версии, как смешение материала в лаборатории, погрешности аналитического оборудования и даже последствия каннибализма. Можно уверенно утверждать: секвенирован геном дочери денисовского человека и представительницы популяции алтайских неандертальцев (которые разделились более 390 000 лет назад – прим. сайт)

Установлено также, что скрещивание различных подвидов гоминид в эпоху плейстоцена происходило практически при каждом соприкосновении разных популяций.

Расположение Денисовой пещеры

Научный руководитель Института археологии и этнографии СО РАН академик Анатолий Пантелеевич Деревянко:

Вместе с денисовцами в пещере обитали и неандертальцы. Закономерно встает вопрос: как они сосуществовали? Недавно я высказал две гипотезы.

Первая – антагонистическая, когда два вида конкурируют вплоть до взаимного уничтожения и даже употребления себе подобных в пищу. В пользу этого говорит отсутствие предметов индустрии неандертальцев в Денисовой пещере – только фрагменты останков их самих. Хотя, замечу, что в расположенной в 45 км (по прямой) пещере Окладникова найдено достаточное количество неандертальских каменных изделий, более архаичных по сравнению с денисовскими.

Вторая гипотеза – что между неандертальцами и денисовскими людьми были комплементарные отношения, вплоть до скрещивания. В пользу этого варианта говорит последнее открытие, вынесенное в подзаголовок.

В том же одиннадцатом слое в 2016 году был найден фрагмент человеческой кости, настолько крошечный, что пока не удалось установить его точное место в скелете. Но секвенирование полученной из косточки ДНК показало – эта девочка не младше 13 лет была гибридом неандертальца и денисовца, причем в четвертом поколении. Заметим, что метисное разновидовое потомство (например, лошади и осла) не способно к дальнейшему размножению. Коль скоро неандертальцы и денисовцы скрещивались неоднократно, то из этого следует их принадлежность к одному биологическому виду при всех уже установленных культурных и генетических различиях.

Это чрезвычайно важное фундаментальное открытие. Денисовцы и неандертальцы скрещивались и с ранними людьми современного вида, сформировавшимися в Африке 200–150 тысяч лет назад. Всё это свидетельствует о единстве биологического вида, расселявшегося в Африке и Евразии. И это привлекает к Денисовой пещере всё больше наших коллег со всего мира: археологов, генетиков, антропологов, палеонтологов.

Привнесло ли это открытие новые знания о внешнем виде денисовцев? Пока нет. Генетический анализ дает неполную информацию, поскольку не все участки древнего генома поддаются восстановлению. Всё зависит от длины цепочки и ее участков, которую можно исследовать. Так, про первую девочку из Денисовой пещеры мы знаем только то, что она была темнокожей и кареглазой, плюс её примерный возраст.