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

Однако данные по гейдельбержцам из Симы неоднозначны. Их митохондриальный геном ближе к денисовскому, чем к неандертальскому, но при этом полногеномные данные указывают на более тесное родство с неандертальцами30. И если бы была только эта несостыковка, то ее – ладно уж! – можно было бы посчитать результатом статистических ошибок и флуктуаций. Но несостыковок две: вторая – митохондриальный геном сибирского денисовца отличается и от современного, и от неандертальского митохондриальных геномов в два раза больше, чем они друг от друга, и при этом денисовский полный геном ближе к неандертальскому31. Случайное совпадение здесь настолько маловероятно, что приходится подозревать за ним гораздо более древний сюжет.

Вероятно, что суперархаичная группа – та, что скрещивалась с денисовцами, – была очень важной частью евразийской истории человечества, даже более важной, чем нам представлялось прежде. Может быть, 1,4–0,9 миллиона лет назад эта группа, разделившись с линией, ведущей к современным людям, расселилась по всей Евразии и дала начало популяциям с различными вариантами мтДНК, близкими к тем, что найдены у денисовцев и людей из Симы. Спустя изрядный срок, на полпути к нашему времени, от “современного” ствола отделилась еще одна линия (предки неандертальцев и денисовцев) и расселилась в Евразии. Эта группа смешалась с суперархаичной группой, внеся основную долю наследия в геном западных популяций, давших неандертальцев, и меньшую, но все равно заметную долю – в геном восточных популяций, которые стали предками денисовцев. Такой сценарий объясняет давно и далеко разошедшиеся митохондриальные линии у двух популяций. А также одно мое необычное наблюдение, еще не опубликованное. Оно касается изменчивости, сформировавшейся после времени существования общего генетического предка современных людей, денисовцев и неандертальцев: я не обнаружил в этой изменчивости никаких признаков суперархаичной популяции, которая бы вносила вклад в денисовцев, а в неандертельцев – нет. Зато есть такая, от которой имеется вклад и у денисовцев, и у неандертальцев, причем у денисовцев он побольше.

Йоханнес Краузе вместе с коллегами предложил альтернативную гипотезу. Согласно их мнению, несколько сотен тысяч лет назад ранние современные люди мигрировали из Африки и смешивались с людьми, сходными с гейдельбержцами из Сима-де-лос-Уэсос, замещая их митохондриальную ДНК и частично их ядерную ДНК; в результате получалась смешанная популяция, которая и сформировала истинных неандертальцев32. Выглядит, пожалуй, сложновато, но на самом деле эта гипотеза объясняет множество разрозненных фактов, а не только большую близость митохондриального генома неандертальцев к современным людям, чем к людям из Симы и сибирским денисовцам. В нее укладывается тот факт, что оценки возраста общего предка современных людей и неандертальцев по митохондриальным геномам (470–360 тысяч лет)33 удивительным образом больше приближены к современности, чем датировки разделения этих линий по полногеномным данным (770–500 тысяч лет назад)34. Также, исходя из этой гипотезы, легко понять, почему и неандертальцы, и современные люди использовали сложные технологии среднего каменного века, хотя самые ранние свидетельства данных технологий на сотни тысяч лет позже определенного по генетике времени разделения неандертальцев и современных людей35. И наконец, эту гипотезу дополнительно подтверждают исследования Сержи Кастеллано и Адама Сипеля, доказывающие, что у предков неандертальцев присутствовало до 2 % примеси от ранней линии современных людей36. И если Краузе прав, то это могла быть линия, которая и дала митохондриальную ДНК, обнаруженную у всех неандертальцев.

Как бы то ни было, совершенно очевидно, что перед нами широкое поле для исследований. Когда 1,8 миллиона лет назад (и до 50 тысяч лет назад) из Африки стали выдвигаться многочисленные популяции людей, для Евразии настали беспокойные времена. Популяции мигрантов делились на сестринские группы, эволюционировали, снова смешивались друг с другом и с вновь прибывшими переселенцами. Большая часть этих групп исчезла из летописи, по крайней мере в своем исконном выражении. Из данных археологии и по скелетам нам было известно, что в Евразии до миграции современных людей из Африки существовали разнообразные формы людей. Но до прочтения древней ДНК мы не представляли, что как арена человеческой эволюции Евразия не уступала Африке. На этом фоне выглядят упреждающими острые дебаты о возможности скрещивания неандертальцев и современных людей в Западной Евразии, когда они там встретились, – а дебаты эти теперь разрешились определенно в пользу скрещивания, оставившего свой след в геномах миллиардов сегодняшних людей. Европа – это, в сущности, полуостров, оконечность Евразии, весьма скромная по размерам. И мы знаем, что на широчайших просторах Евразии существовали как минимум три популяции, разделенные сотнями тысяч лет эволюции: сибирские денисовцы, австрало-денисовцы и неандертальцы. С учетом высокого разнообразия денисовцев и неандертальцев эти три популяции можно рассматривать как общую группу высокоразвитых архаичных людей с рыхлыми родственными связями.

Древняя ДНК позволяет нам заглянуть в далекое прошлое и критически оценить бытующие о нем представления. И если публикация первого прочтенного генома неандертальца в 2010 году открыла шлюзы и хлынул поток новых знаний о прошлом, то прочтение денисовского генома и вслед за ним других древних геномов просто прорвало плотину, в водовороте новых открытий стали рушиться прежние устоявшиеся модели. А ведь это только начало.

Открытие древних жителей Северной Евразии

Описывая разнообразие жизни, эволюционный биолог сразу прибегает к метафоре некоего дерева. Вот как писал Чарльз Дарвин, зачинатель эволюционной дисциплины: “Родство всех существ одного класса иногда изображают в форме большого дерева… Зеленые ветви с распускающимися почками представляют существующие виды… Разветвления ствола, делящиеся на своих концах сначала на большие ветви, а затем на более и более мелкие веточки, были сами когда-то, когда дерево еще было молодо, побегами, усеянными почками”[6]1. Существующие популяции людей вырастают из популяций ушедших времен, а те ответвляются от общего африканского ствола. Если эта метафора верно отражает реальность, то у любой сегодняшней группы в любой момент ее истории должна быть точка схождения к единой предковой популяции. Ключевой момент “древесной метафоры” таков, что, если уж популяция ответвилась от ствола, она уже не обращается вспять, не срастается обратно.

Когда на нас с наступлением геномной революции обрушилась лавина новых данных, стало понятно, насколько несостоятельна “древесная” метафора, когда дело касается связей между популяциями современных людей. Ник Паттерсон, мой ближайший научный соратник и специалист по прикладной математике, решил проверить, насколько точно модель дерева отражает реальные связи между популяциями, и для этого предложил несколько контрольных тестов. Главный из них – тест четырех популяций. Как я описывал в первой части, он ориентируется на те позиции в геноме, в которых у индивидов имеются различия; таких позиций сотни тысяч. Например, там, где у одних стоит аденин (напомню, что это одна из четырех нуклеиновых кислот, или “букв”, ДНК), у других может быть гуанин, и это мутация, которая имела место когда-то в прошлом. Если четыре популяции выстраиваются в дерево, то частоты мутаций у них должны быть связаны простыми соотношениями2.