Группа ученых проанализировала прочитанные с высокой точностью геномы трех неандертальцев и двух тысяч современных людей. Исследователи пришли к выводу, что предки этих неандертальцев дважды получали поток генов от архаичных сапиенсов. Один из них датируется временем около 250–200 тысяч лет назад, а другой — около 120–100 тысяч лет назад. Кроме того, исследователи по-новому оценили эффективный размер популяций неандертальцев. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Science, вероятно, в среднем он был примерно на 20 процентов меньше, чем считалось ранее.
Развитие методов палеогенетики позволило по-новому взглянуть на то, как формировался человек современного анатомического вида (об этом можно прочитать в материале «Человек, который собрал древних»). В частности, исследователи показали, что у всех неафриканцев сегодня в геномах присутствует около одного–трех процентов примеси, доставшейся от неандертальцев. Кроме того, вдобавок к неандертальской примеси в генофонде некоторых современных популяций присутствует весьма заметный вклад от денисовцев, который достигает примерно пяти процентов у филиппинских аэта, а также у коренного населения Меланезии и Австралии.
Однако поток генов не был однонаправленным. Достаточно давно известно, что примесь со стороны сапиенсов присутствует и в некоторых неандертальских геномах. Причем речь идет даже не о времени, когда люди современного вида окончательно расселились по Евразии, а о более древних эпохах. В частности, заметная примесь от архаичных сапиенсов присутствует в геноме алтайской неандерталки из Денисовой пещеры, которая жила около 120 тысяч лет назад. В одной из недавних работ ученые оценили этот вклад примерно в шесть процентов, а время смешения датировали примерно 250 тысячами лет назад.
Джошуа Экей (Joshua Akey) из Принстонского университета совместно с коллегами из Китая и США представил результаты дальнейших исследований истории смешения различных видов (или подвидов) древних людей. В рамках этой работы ученые сосредоточили свое внимание в первую очередь на анализе двух тысяч геномов современных людей, собранных в рамках проекта «1000 геномов», а также трех опубликованных геномов неандертальцев, прочитанных с высокой точностью. К ним относятся примерно 120-тысячелетний геном неандерталки из Денисовой пещеры (Denisova-5), 55-тысячелетний образец из Чагырской пещеры (Chagyrskaya-B) и 50-тысячелетний геном из останков, найденных в хорватской пещере Виндия (Vindija-33.19).
Основные выводы авторов исследования сводятся к следующему. Ученые заключили, что предки этих неандертальцев получили два потока генов со стороны архаичных сапиенсов. Согласно модели, около 250–200 тысяч лет назад неандертальцы получили от пяти до десяти процентов примеси от архаичных сапиенсов. Второй поток генов произошел значительно позже — примерно 120–100 тысяч лет назад, когда неандертальцы получили еще около 0,5 процента примеси.
От редактора
В своих моделях ученые исходили из того, что неандерталка из Денисовой пещеры жила около 122 тысяч лет назад, из пещеры Виндия — примерно 52 тысячи лет назад, а из Чагырской — около 80 тысяч лет назад. Последняя дата основана на расчетах молекулярных генетиков, представленных в 2020 году в журнале Proceedings of National Academy of Sciences. В более поздней работе, опубликованной в журнале Nature, исследователи, возглавляемые тем же человеком, указали на то, что неандертальцы посещали пещеру между 59 и 51 тысячей лет назад (подробнее о них читайте в материале «Из клана Окладникова»). Эта разница может заметно сказываться на данных о времени потока примеси или расхождения различных неандертальских линий (например, ученые отмечают в своей работе, что линии чагырских и виндийских неандертальцев разошлись около 140 тысяч лет назад).
Помимо этого, ученые проанализировали саму примесь сапиенсов в неандертальских геномах. В частности, они насчитали около 2,5 процента предков у неандертальца из пещеры Виндия и 3,7 процента — у неандертальца из Денисовой пещеры (в недавней работе, посвященной этому алтайскому неандертальцу, оценка составляла около шести процентов).
По словам исследователей, поток генов со стороны сапиенсов заметно повысил гетерозиготность в неандертальских геномах. Принимая это во внимание, по каждому из геномов ученые спрогнозировали эффективный размер неандертальских популяций. Без учета потока генов со стороны сапиенсов оценки оказались следующими. По геному из Денисовой пещеры — 3369 человек (3036–3520 при доверительном интервале (ДИ) 95 процентов), по геному из Чагырской пещеры — 2964 (2765–3148 при ДИ 95 процентов), по геному из пещеры Виндия — 3408 (3209–3554 при ДИ 95 процентов). Однако при учете этого фактора предполагаемый эффективный размер популяций значительно снижался: по геному из Денисовой пещеры — до 2484 человек (2223–2639 при ДИ 95 процентов), по геному из Чагырской пещеры — до 2379 (2181–2569 при ДИ 95 процентов), по геному из пещеры Виндия — до 2807 (2622–2959 при ДИ 95 процентов). В процентном выражении это снижение составляет от 17,5 до 26,3.
При этом аналогичной картины не наблюдалось при анализе единственного опубликованного высококачественного денисовского генома. Без учета предполагаемой примеси от архаичных сапиенсов ученые оценили эффективный размер этой палеопопуляции примерно в 3899 человек, а с учетом — в 3824 человека, что в процентном выражении составляет всего лишь 1,92.
На самом деле высококачественных геномов неандертальцев уже больше, но они пока еще не дождались публикации. Так, в прошлом году мы рассказывали, как ученые впервые с высокой точностью прочитали геном неандертальского мужчины из Денисовой пещеры, а также секвенировали ДНК архаичного человека из бельгийской пещеры Гойе.