Методы палеогенетики уже прочно вошли в арсенал ученых, изучающих историю человечества. Но эти исследования долгое время были ограничены небольшим количеством археологических находок останков – костей или зубов древнего человека, неандертальца или денисовца. Сейчас ученые извлекли ядерную ДНК неандертальцев из осадочных пород пещер, расположенных на севере Испании и юге Сибири, и получили новые ключи к истории наших далеких предков
О том, что ДНК может сохраняться в осадочных породах в течение тысяч лет, известно давно. Несколько лет назад ученым из Института эволюционной антропологии общества Макса Планка (Германия) удалось извлечь митохондриальную ДНК из образцов осадочных пород пещер, в которых обитали древние люди. Таких отложений обнаруживается много почти на каждом археологическом участке.
Но ДНК, содержащаяся в митохондриях, органеллах, отвечающих за выработку энергии, передается в поколениях только по материнской линии и может «рассказать» далеко не все, что интересует исследователей. Поэтому они разработали методы обогащения и анализа ядерной (хромосомной) ДНК человека из отложений, чем открыли новые возможности для исследования прошлого человечества.
Отдельной сложностью было не перепутать ДНК древнего человека с ДНК других млекопитающих, например, медведей или гиен. По словам ученых, некоторые участки генома человека очень похожи, например, на ДНК медведя. Потому исследователи при разработке методик фокусировали свое внимание на тех областях генома, которые могут быть только человеческими, а также разработали способы измерить успешность избавления от нечеловеческой ДНК.
Ученые применили свои методы для изучения более 150 образцов донных отложений из трех пещер. В двух из них – Чагырской и Денисовой пещерах в Горном Алтае – уже были найдены и проанализированы образцы костей, и ученые могли для проверки сравнить свои данные с данными, полученными «обычным» способом – из костных образцов. Результаты показали тесную связь ДНК из отложений и ДНК, извлеченной из костей, что вселяет уверенность в надежности метода.
Более ранние археологические исследования в Чагырской пещере показали, что неандертальцы, обитавшие в ней, принадлежали к единой популяции и жили там недолго. Но это были данные, полученные на основании изучения одного генома, полученного из одной кости, и невозможно было сказать, являются ли они репрезентативными для всех жителей Чагырской пещеры. Сейчас ученые подтвердили эту гипотезу: образцы донных отложений, которые принадлежали нескольким индивидам, были очень похожи на ДНК, выделенную ранее из костного образца.
При раскопках на севере Испании, в «Галерее статуй» (Galería de las Estatuas), ранее были обнаружены каменные орудия труда, относящиеся к периоду между 70 и 115 тыс. лет назад. Но была найдена только одна кость пальца неандертальца, и она была слишком мала для анализа ДНК. Ядерная ДНК, извлеченная из пещерных отложений, показала, что не одна, а две популяции неандертальцев жили в этой пещере, причем первоначальная группа была вытеснена более поздней примерно 100 тыс. лет назад.
Таким образом, даже в тех местах, где уже изучали древнюю ДНК, исследовав осадочные породы, можно узнать много нового. Методика анализа ДНК из осадочных пород освобождает область изучения древней ДНК от ограничений, связанных с поиском человеческих останков, и значительно расширяет диапазон возможностей для изучения древней истории человечества.
Материал подготовлен по пресс-релизу Института эволюционной антропологии общества Макса Планка (Лейпциг, ФРГ).
