Долгое время история рода Homo строилась на костях, орудиях труда и наскальных рисунках. В 2010 году произошел прорыв: ученые впервые расшифровали полный геном неандертальца. Это позволило заглянуть в прошлое с беспрецедентной точностью. Выяснилось, что люди и неандертальцы не просто сосуществовали, но и имели потомство. Сегодня у всех, кроме выходцев из Африки, от 2 до 4% генов — неандертальского происхождения. Какие еще тайны хранит наша ДНК?
Семнадцать лет назад ученые впервые расшифровали геном неандертальца. Это открыло новую эру в изучении прошлого. Генетики сразу обнаружили шокирующий факт: предки современных людей скрещивались с неандертальцами. ДНК каждого человека за пределами Африки содержит 2-4% неандертальских генов. Позже выяснилось, что сапиенсы также вступали в связи с денисовцами – другой группой архаичных людей, открытой по крошечной фаланге пальца в Денисовой пещере на Алтае.
Денисовцы отделились от общего с неандертальцами предка примерно 500 000 лет назад, но первые оставили свой след в геноме сапиенсов. Например, у тибетцев обнаружен участок ДНК, унаследованный от денисовцев, – это так называемый гаплотип EPAS1, который кодирует белок HIF‑2α, ключевой «датчик» уровня кислорода в тканях.
Обычные у людей варианты EPAS1 «реагируют» на снижение кислорода повышением концентрации гемоглобина (для усиления доставки О₂). У тибетцев же благодаря версии, унаследованной от денисовцев, реакция более «щадящая»: их организм не поднимает слишком сильно уровень гемоглобина, что снижает вязкость крови и риск тромбозов и лёгочного отека. В результате они сохраняют адекватную оксигенацию тканей даже на высотах >4 000 метров, где у «неадаптированных» людей быстро развивается хроническая горная болезнь. То есть гены денисовцев помогают современным тибетцам жить на больших высотах.
Сама идея смешивания наших предков с другими видами человека когда-то казалась абсурдной. Теперь генетика доказывает: они охотно вступали в контакт с другими гомининами.
Базовые евразийцы: загадка «чистой» крови
В 2016 году генетический анализ останков 44 человек с Ближнего Востока (возрастом от 14 000 до 3400 лет) выявил нечто странное. Их ДНК содержала маркеры, указывающие на совершенно отдельную группу древних Homo sapiens, живших в регионе более 45 000 лет назад. Эту группу назвали евразийцами. Их загадка – полное отсутствие следов скрещивания с неандертальцами. Это противоречит установленному сценарию: предки всех современных неафриканцев покинули Африку около 60 000 лет назад и почти сразу встретились и смешались с неандертальцами в Евразии.
Объяснение? Вскоре после исхода из Африки одна группа людей отделилась и оказалась в изоляции. Пока остальные мигранты смешивались с неандертальцами, евразийцы оставались обособленными. Крис Стрингер из Музея естественной истории в Лондоне называет их "третьей ветвью" – отличной и от африканских предков, и от евразийских мигрантов, заселявших континент, Австралию и Америки.
У нас нет их окаменелостей. Мы не знаем причин изоляции. Возможно, виновата география – они поселились очень далеко. Или культурные барьеры. Так или иначе, эта группа тысячелетиями не смешивалась с другими людьми. За это время в их ДНК накопились уникальные мутации. Генетические следы евразийцев до сих пор находят у современных европейцев. Это исследование доказало: ДНК сама по себе, без костей, способна открывать неизвестные главы истории.
Африканские призраки: тени в колыбели человечества
Изучение древней ДНК – сложная задача. Молекулы разрушаются со временем. Особенно трудно извлечь ДНК из очень старых костей из жарких регионов, как Африка.
В середине 2000-х генетики предложили другой метод. Джеффри Уолл и Винсент Планьоль высказали идею: можно искать следы вымерших популяций в ДНК современных людей, используя сложную статистику. Все ДНК накапливают случайные мутации. Ученые анализируют паттерны мутаций у современных людей. Сегменты ДНК, которые не вписываются в обычную картину Homo sapiens, вероятно, пришли от популяций, которые эволюционировали отдельно тысячи лет, прежде чем смешаться с нашими предками. Статистические модели позволяют оценить, когда произошло смешение и насколько отличалась другая популяция.
В последние годы ученые применили эти методы в Африке – колыбели человечества, чья древняя история остается малоизученной. Джош Эйки из Вашингтонского университета в Сиэтле и Сара Тишкофф из Пенсильванского университета посвятили годы секвенированию и анализу геномов современных африканцев с глубокими корнями: охотников-собирателей Бака из Камеруна, Хадза и Сандаве из Танзании. В их ДНК они обнаружили фрагменты, указывающие на другой вид гоминина. Ключевой момент: эту ДНК находят только у потомков африканских народов. Ее нет у евразийцев. Значит, смешение произошло после исхода из Африки 60 000 лет назад. Расчеты команды указывают на период в последние 30 000 лет.
Это важное открытие. Оно означает: еще совсем недавно, по эволюционным меркам, в Африке рядом с Homo sapiens жил как минимум один другой вид человека! Африканские «призраки» генетически столь же далеки от современных людей, как неандертальцы и денисовцы.
"Это значит, они, вероятно, произошли от той же африканской популяции, что и предки неандертальцев. Примерно 700 000 лет назад в Африке одна группа отделилась от линии современных людей, вышла из Африки и стала неандертальцами. Примерно в то же время в самой Африке произошло другое разделение, породившее своего рода "африканских неандертальцев", — поясняет Эйки.
Кто они? Загадка. Возможную подсказку даст череп Иво Элеру из Нигерии, который Крис Стрингер изучал еще в 1970-х. Этому индивидууму около 13 000 лет. Он жил всего за тысячу лет до появления земледелия. Но его череп демонстрирует странную смесь современных и примитивных черт. Недавний повторный анализ Стрингера и Катарины Харвати из Тюбингенского университета подтвердил его аномальность.
"Он скорее напоминает ранних сапиенсов, а не поздних, и уж точно не похож на современных африканцев. Мы предположили: это может быть пример африканца, чья популяция скрещивалась с архаичной группой", — говорит Стрингер. Другими словами, предки этого человека могли смешаться с африканским «призраком».
Пока ни один древний африканский гоминин не дал секвенированного генома. Возможно, кости этого «призрака» уже найдены. Один кандидат — Homo naledi, открытый в 2013 году в Южной Африке. Его окаменелостям около 250 000 лет, но неизвестно, как долго этот вид существовал. Однако Стрингер склоняется к другому кандидату: Homo heidelbergensis.
Недавние неопубликованные данные говорят, что этот вид существовал менее 300 000 лет назад, когда современные люди уже появились. Сара Тишкофф предлагает альтернативу: «призраки» могли быть субпопуляцией Homo sapiens, которые, подобно евразийцам, долго жили в изоляции.
"Вполне вероятно, что 100 000 лет назад или раньше в разных частях Африки существовали разные популяции анатомически современных людей. Возможно, в какой-то момент они смешались друг с другом, а некоторые популяции вымерли"
Денисовские призраки
Люди Океании, Восточной и Юго-Восточной Азии унаследовали около 5% своей ДНК от денисовцев. Команда Джоша Эйки внимательно изучила эти генетические последовательности. Оказалось, они не все одинаково соотносятся с геномом из денисовского пальца! Ученые обнаружили признаки двух эволюционно различных денисовских популяций.
Открытия «призрачных» популяций рисуют картину прошлого, где разделение и последующее смешение разных групп гомининов было скорее правилом, чем исключением. Эволюция человека — не аккуратное дерево с четкими ветвями. Эти открытия заставляют многих ученых отказаться от строгих терминов «вид» и «подвид» применительно к древним гомининам. Они предпочитают говорить о «группах» или «популяциях». Ведь если существа, считающиеся разными видами (как H. sapiens и H. neanderthalensis), могли давать жизнеспособное потомство, границы между видами размыты.
«Призраки» и «почти-призраки» показывают что древний мир был гораздо многолюднее и интереснее, чем мы думали. Генетика продолжает переписывать нашу историю, выводя из тени забытых предков, чьи истории навсегда вплетены в нашу собственную ДНК.
Несмотря на захватывающие открытия, к данным о «призрачных» популяциях, особенно африканских, следует относиться с осторожностью.
Статистические предположения: Выявление "призраков" в современных геномах основано на сложных статистических моделях. Эти модели строят на предположениях о скорости мутаций, размерах древних популяций, структуре их миграций. Если предположения неверны, выводы о существовании и параметрах "призрачной" популяции могут быть ошибочными.
Проблема Африки: Сара Тишкофф прямо указывает на главную слабость африканских "призраков": "Мы знаем так мало об истории населения Африки, что нам пришлось сделать много допущений для интерпретации наших данных." Неполнота знаний о генетическом разнообразии древней Африки затрудняет построение точных моделей. "Призрачный" сигнал может отражать не реальную вымершую популяцию, а недостатки самой модели или пробелы в наших данных о современных африканских группах.
Отсутствие материальных доказательств: Пока нет ни одного секвенированного древнего африканского генома, который бы напрямую соответствовал "призрачной" ДНК в современных популяциях. Все интерпретации остаются косвенными. Без физического подтверждения (окаменелости с подходящей ДНК) гипотеза о неких "африканских неандертальцах" остается именно гипотезой, хотя и правдоподобной.
Определение вида: Само существование "призраков" как отдельных видов ставится под сомнение. Как отмечает Тишкофф, это могли быть просто долго изолированные группы Homo sapiens, накопившие генетические отличия. Статистические методы не всегда могут надежно отличить глубокое внутривидовое разделение от межвидовой гибридизации в далеком прошлом.
Окончательный вердикт: Генетические данные убедительно свидетельствуют о сложной сети взаимодействий между разными группами древних людей, включая группы, пока не известные по окаменелостям. Однако, особенно в случае Африки, интерпретация этих данных как доказательство существования конкретных, эволюционно далеких "видов-призраков" требует дальнейших подтверждений, прежде всего – извлечения и анализа древней ДНК из африканских ископаемых. Пока это не сделано, определенная доля скепсиса остается оправданной.
-----
Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости