Кто мы и как сюда попали. Древняя ДНК и новая наука о человеческом прошлом - Дэвид Райх

Нашу мысль направляет генетическая летопись. Вместо того чтобы подтверждать то или иное научное предположение, генетика выдает сюрпризы. Мы узнали, что гибриды неандертальцев и современных людей жили на территории Европы и по всей Евразии и что многие гибридные популяции в конце концов бесследно исчезли, но другие выжили, породив огромное число сегодняшних людей. Мы узнали, когда примерно разделились линии неандертальцев и сапиенсов. Мы также узнали, что к моменту воссоединения эти две линии уже настолько далеко разошлись, что были на самой границе биологической совместимости. Отсюда возникает вопрос: были ли неандертальцы единственной архаичной группой, с которой скрещивались современные люди? А может, в нашей истории были и другие подобные события?

Сюрприз с востока

В 2012 году в Южной Сибири, в горах Алтая, в Денисовой пещере, названной по имени жившего там отшельника Дионисия, российские археологи выкопали малюсенькую косточку. Эта косточка принадлежала ребенку, что видно по неокостеневшим ростовым пластинам. Датировать ее трудно, потому что для радиоуглеродного анализа в ней слишком мало материала, а слои пещерного грунта, в которых она найдена, перемешаны: вместе с этой косточкой найдены и артефакты возрастом и меньше 30 тысяч лет, и больше 50 тысяч. Руководитель раскопок Анатолий Деревянко утверждал, что данная фаланга пальца принадлежала современному человеку, что и было написано на этикетке образца. Но может, все же эта косточка принадлежала неандертальцу, ведь рядом с Денисовой пещерой были найдены остатки неандертальцев?1 Деревянко послал часть косточки в Германию, в лабораторию Сванте Пэабо.

В лаборатории Пэабо работу с образцами из Денисовой пещеры возглавил Йоханнес Краузе, ему удалось выделить из косточки митохондриальную ДНК2. Выделенная последовательность оказалась не похожей ни на какую из 10 тысяч прочтенных современных последовательностей, ни на семь неандертальских последовательностей, имевшихся к тому времени. В неандертальской мтДНК определилось около двухсот мутаций, отличающих ее от мтДНК нынешних людей. А в новой прочтенной последовательности нашлось около четырехсот мутаций, которых нет ни у неандертальцев, ни у нынешних людей. С учетом скорости накопления мутаций неандертальская мтДНК отделилась от мтДНК современных людей где-то между 470 и 360 тысячами лет назад3. А число мутационных отличий в мтДНК денисовской косточки дало оценку времени разделения от 800 тысяч до миллиона лет назад. Это значит, что косточка фаланги могла принадлежать представителю какой-то таинственной группы архаичных людей4.

Но что это за группа, никто не знал. Ни скелетов, ни каменных орудий того или иного типа – никаких подсказок. Вот для неандертальцев такие подсказки имелись – были и скелеты, и орудия, – именно археологические данные подвигли на секвенирование неандертальских геномов. А с этой новой архаической группой все вышло наоборот – сначала объявились генетические данные.

От генома к окаменелостям

Я впервые услышал об этой неведомой архаичной группе людей в 2010 году, когда приехал в Германию, в Лейпциг, в лабораторию Сванте Пэабо. С 2007-го, когда я присоединился к консорциуму, собранному Пэабо для прочтения генома неандертальца, я бывал там каждый год. И вот тогда, в 2010-м, Сванте пригласил меня в пивной дворик выпить пива и рассказал о новой митохондриальной последовательности, которую они обнаружили. Чудесным образом та денисовская косточка содержала ДНК фантастической сохранности, самой лучшей из всех, что нам встречалась. Сванте Пэабо протестировал десятки неандертальских образцов, и в них обычно имелось совсем мало “приматоподобной” ДНК, до 4 %, а в том пальчике процент доходил до 70. Поэтому из него можно было получить не только мтДНК, но и данные по всему геному, более полные, чем для неандертальцев, и команда Пэабо уже даже выполнила эту работу. Пэабо спросил, не подключусь ли я к анализу данных. Предложение Пэабо поработать с денисовскими последовательностями стало для моей научной карьеры величайшей удачей.

Судя по митохондриальному геному, эта косточка принадлежала представителю популяции, отделившейся от предкового ствола современных людей и неандертальцев еще до того, как разошлись эти две линии. Но мтДНК несет информацию только о женской линии, крошечную часть всей информации от тысяч всех предковых линий, сложившихся в индивидуальный геном. Поэтому для выяснения настоящей истории индивида гораздо полезнее изучить все эти тысячи предковых линий. С денисовской косточкой так и вышло – полный геном обрисовал совсем другую картину, чем митохондриальный.

Первое, что показал полный геном денисовцев, – это что денисовцы и неандертальцы связаны теснее, чем каждая из этих групп с современными людьми (митохондриальная ДНК говорила совсем иное5). По нашим уточненным оценкам выходило, что предковые популяции неандертальцев и денисовцев разделились от 470 до 380 тысяч лет назад, а разделение их общей линии с линией современных людей произошло 770–550 тысяч лет назад6. Эта консенсусная оценка по всему геному и та, что получена только по мтДНК, не обязательно противоречат друг другу, ведь датировка расхождения того или иного фрагмента ДНК показывает точку на временной оси, когда произошло разделение, но для каких-то фрагментов эта точка может сдвигаться к большей древности. Однако, имея полный геном, мы из тысяч фрагментов можем выбрать такие, в которых плотность мутаций меньше, чем в других, а значит, их общий предок жил ближе всего ко времени окончательного разделения популяций. Таким образом мы узнаём, когда популяции окончательно разошлись. Из наших оценок следует, что денисовцы были близкой родней неандертальцам, но все же сильно от них отличались: их линия отделилась от популяции предков неандертальцев еще до того, как сформировались признаки неандертальцев, видимые по ископаемой летописи.

Мы много спорили, как назвать этих новых людей, и решили в итоге дать им обычное, нелатинское, имя “денисовцы” – раз неандертальцы получили свое имя по долине Неандер, где их нашли, то пусть и денисовцев называют по месту их первой находки, по Денисовой пещере. Некоторые из наших коллег, желавшие продвинуть новое видовое наименование, к примеру Homo altaiensis, расстроились. Сейчас наименование Homo altaiensis – по названию Алтайских гор, где расположена Денисова пещера, – стоит на этикетках в музейной экспозиции, посвященной открытию в Денисовой пещере. Но мы, генетики, не слишком настроены использовать видовые наименования. Так, по поводу таксономического статуса неандертальцев уже давно ведутся жесточайшие споры: одни исследователи считают их отдельным видом людей Homo neanderthalensis, а другие – частью сапиентной линии Homo sapiens neanderthalensis. Разделение двух этих видов часто основано на утверждении, что они практически не скрещивались7. Но теперь мы знаем, что неандертальцы вполне успешно скрещивались с современными людьми, и на самом деле не раз и не два, а многажды, что сводит на нет аргумент о нескрещиваемости и склоняет к решению о несамостоятельности видов. Наши данные говорят о том, что денисовцы были близки к неандертальцам, а так как мы не знаем, стоит ли считать неандертальцев отдельным видом, то и про денисовцев мы тоже этого знать не можем. В отношении вымерших форм людей решающим аргументом, заслуживают ли они звания отдельного вида или нет, традиционно считаются признаки скелетов, а от денисовцев осталось чрезвычайно мало костных материалов, и это еще больше призывает к осторожности в суждениях.