Генетический материал, оставшийся в отложениях, может дать много информации.
ДНК неандертальца, извлеченная из пещерной грязи, показывает, что эти древние люди распространились по всей Евразии двумя разными волнами.
Анализ генетического материала из трех пещер в двух странах показывает, что ранняя волна неандертальцев около 135 000 лет назад могла быть заменена генетически и потенциально анатомически разными преемниками 30 000 лет спустя, сообщают исследователи 15 апреля.
Извлекая генетический материал из грязи, "мы можем получить человеческую ДНК от людей, которые жили в пещере без необходимости искать их останки, и мы можем узнать интересные вещи об этих людях из этой ДНК", сказал Бенджамин Верно, генетик популяции в Институте эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия.
Несколько лет назад ученые обнаружили, что можно извлечь ДНК доисторического человека из грязи, которая содержит генетический материал, оставленный нашими предками из чешуи, кожи, волос, сушеных экскрементов или телесных жидкостей, таких как пот или кровь.
До сих пор древняя человеческая ДНК, анализируемая из отложений, была из митохондрий - органелл, которые действуют как энергетические фабрики в наших клетках, а не из хромосом в ядрах клеток, которые содержат фактические генетические инструкции по созданию и регулированию организма. Хотя хромосомы содержат гораздо больше информации, извлечение образцов этой ядерной ДНК из пещер оказалось трудным из-за его относительной редкости. Человеческая клетка часто имеет тысячи копий своего митохондриального генома для каждого набора хромосом, и подавляющее большинство любой ДНК, найденной в древней грязи, принадлежит другим животным и микробам.
Чтобы извлечь хромосомную ДНК древнего человека из пещер, исследователи определили области в хромосомах, богатых мутациями, характерными для гоминидов, чтобы помочь команде отфильтровать нечеловеческую ДНК. Это помогло исследователям успешно проанализировать хромосомную ДНК неандертальца из более чем 150 образцов отложений от 50 000 до 200 000 лет из пещеры в Испании и двух пещер в Сибири.
После того, как команда сравнила свои данные с ДНК, ранее собранной из окаменелостей неандертальцев примерно того же возраста, результаты показали, что все эти неандертальцы были разделены на две генетически разные волны, которые рассеялись по всей Евразии. Один из них возник около 135 000 лет назад, а другой около 105 000 лет назад, при этом одна ветвь более ранней волны породила все более поздние исследовательские группы.
В испанской пещере исследователи обнаружили генетические доказательства существования обеих групп, при этом более позняя волна, по-видимому, заменила предыдущую. "Были признаки, основанные на митохондриальной ДНК этого вращения, но это действительно интересно увидеть его с ядерной ДНК", сказал палеогенетик Цяомэй Фу из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии в Пекине, который не принимал участия в исследовании.
Более позднее волна может быть связано с появлением последней "классической" стадии анатомии неандертальца, особенность скелета, такие как выпуклость в задней части черепа, которые могут указывать на сильные мышцы шеи или увеличенные участки мозга, связанные со зрением, говорят исследователи. Они отмечают, что эта более поздняя волна, возможно, совпала с похолоданием и другими экологическими изменениями, которые произошли с наступлением последнего ледникового периода.
Это исследование подчеркивает, что ученые, работающие в потенциальных районах неандертальцев не должны выбрасывать грязь, как это традиционно делается, сказал палеогенетик Карлес Лалуеза-Фокс из Института эволюционной биологии в Барселоне, который не принимал участия в исследовании. Вместо этого, по его словам, могут потребоваться специальные протоколы, чтобы избежать заражения этих областей современной ДНК.
