Ученые из Уппсальского университета в Швеции и их коллеги секвенировали геномы 28 древних жителей юга Африки возрастом от 225 до 10 275 лет. Анализ показал, что популяция к югу от реки Лимпопо была изолирована около 100 тысяч лет и обладала генетическими вариантами, выходящими за пределы современного разнообразия человечества.
Генетическая изоляция возникает, когда популяция длительное время не смешивается с другими группами, что приводит к накоплению уникальных мутаций и потере общих с остальным человечеством генетических вариантов. В случае южной Африки изоляция длилась настолько долго, что древние жители региона «выпали из диапазона» современной генетической изменчивости. Это не означает, что они не были Homo sapiens — просто их геномы представляли «крайнюю точку» человеческого разнообразия, которая впоследствии была утрачена из-за малочисленности популяции и смешения с пришельцами с севера.
Исследователи сравнили геномы древних обитателей южной Африки — региона к югу от реки Лимпопо — с данными современных и древних людей из Африки, Европы, Азии, Америки и Океании. Оказалось, что все люди, жившие в этом регионе 1400 лет назад и ранее, генетически резко отличались от современного человечества. Ученые назвали это явление «древним южноафриканским генетическим компонентом» и не обнаружили признаков смешения с внешними популяциями вплоть до 550 года нашей эры. Работа опубликована в журнале Nature.
Причины столь долгой изоляции пока неясны. «Мы можем предположить, что огромное географическое расстояние сыграло свою роль, но это недостаточное объяснение, поскольку древние люди часто преодолевали и гораздо большие расстояния», — отмечает соавтор работы Маттиас Якобссон. По его мнению, область вокруг реки Замбези, расположенной севернее, могла быть малопригодной для жизни древних людей, и комбинация расстояния с неблагоприятными условиями создала барьер.
Популяция южной Африки была довольно многочисленной до 200 тысяч лет назад. Затем, около 50 тысяч лет назад, она начала сокращаться, и лишь 1300 лет назад земледельцы с севера пришли в регион и начали смешиваться с местными охотниками-собирателями.
Ключ к эволюции человека
Уникальная генетика древних южноафриканцев дала исследователям важные подсказки об эволюции человека. Доисторическое население юга Африки содержит половину всего человеческого генетического разнообразия, тогда как остальное человечество — вторую половину. «Следовательно, эти геномы помогают нам увидеть, какие генетические варианты были действительно важны для эволюции человека», — говорит Якобссон.
Анализ десятков уникальных для Homo sapiens ДНК выявил несколько вариантов, связанных с функцией почек и развитием нейронов мозга. Первые могли помочь контролировать водный баланс организма, вторые — связаны с концентрацией внимания, что указывает на превосходство когнитивных способностей людей над неандертальцами и денисовцами.
Генетические варианты древних южноафриканцев подтверждают «комбинаторную» модель эволюции человека, согласно которой современный человек не возник сразу в результате одной или нескольких «решающих» мутаций. Только многие генетические комбинации в итоге привели к появлению генетически современного Homo sapiens.