Мир до нас: Новый взгляд на происхождение человека - Том Хайэм

пока Вивиан Слон и ее коллеги из Лейпцига сотворят свою генетическую магию и сообщат, что им удалось выяснить. На это требовалось не меньше года. Так мог ли «Денисова 14» принадлежать «современному» человеку, как мы рассчитывали? Или же исследование указало на возможную связь между денисовцами и ранним верхним палеолитом на востоке Евразии?

Рис. 30. Два маленьких костяных обломка, найденных при помощи ZooMS: «Денисова 14» (слева) и «Денисова 15» (справа). Образцы сфотографированы в двух проекциях. Для того чтобы выявить эти крохотные осколки – первые после «Денни», было изучено свыше 3500 костных фрагментов

Прежде всего Вивиан занялась экстракцией и секвенированием мтДНК. Из «Денисова 14» было извлечено 99 последовательностей ДНК, из которых 59, похоже, принадлежали гомининам, а 40 – животным. На первый взгляд это может показаться обнадеживающим – в смысле содержания ДНК гоминин, но это не так: в «Денисова 15» было обнаружено 15 804 идентифицируемых последовательности, и все они принадлежали к мтДНК гоминина, которая оказалась неандертальской.

Далее Вивиан приступила к выяснению, чья именно ДНК содержится в «Денисова 14», сравнивая результаты анализов со справочной базой данных мтДНК млекопитающих. Оказалось, что человеческими были только 2,1 % опознаваемых последовательностей. Более того, фрагменты ДНК не были древними, поскольку в них не нашлось появляющегося в результате химических модификаций урацила и соотношения Ц и Т, характерного для древней ДНК. Все это очень походило на сегменты загрязняющей ДНК, полученные из современных источников. Прочие же фрагменты, действительно древние, принадлежали только животным: гиене, лошади, оленю и другим. Проклятье! Мы были вынуждены признать, что в «Денисова 14» нет древней мтДНК гоминин. Лишь ДНК животных иных таксономических групп и позднейшие загрязнения.

Мы были жутко разочарованы. Уже завершив магистерскую диссертацию, Сэм еще много недель работала в нашем проекте, занимаясь подготовкой образцов для ZooMS. Образец «Денни» носил номер DC1227. После его идентификации она обработала еще свыше 2000 костных фрагментов, так что между выдающимися достижениями ZooMS, вторым из которых я считаю обнаружение «Денисова 14» и «Денисова 15», прошло немало времени. В «Денисова 15» мы, вероятно, нашли очередного неандертальца, а «Денисова 14» представлялся нам потенциальным ключом к ответу на вопрос: кто создал культуру раннего верхнего палеолита. Увы, это оказалось не так.

Наши русские коллеги уверены в том, что эта культура и украшения, найденные в пещере, – дело рук денисовцев. Возможно, они правы. Возможно, я недооцениваю познавательные и культурные способности этих людей – как мы недооценивали в этом отношении неандертальцев. Не исключено, что ситуация не столь проста и у этих орудий и украшений был не один создатель. На данный момент мы видим, что, судя по изученным стоянкам в Европе и Леванте, главная роль в переходе к раннему верхнему палеолиту была отведена «современным» людям, и связан этот переход был по большей части именно с Homo sapiens. За свою долгую научную карьеру я уяснил, что изучение палеолита – это путь, на котором сначала набиваешь пять-шесть шишек, потом к тебе приходит потрясающее озарение, а сразу за ним следуют новые шишки. На этом этапе для подтверждения наших предварительных выводов требуется больше работы, терпения и новых данных.

Оказалось, однако, что у нас все же есть возможность выяснить, кто изготавливал украшения в Денисовой пещере и на других стоянках на востоке Евразии, и скрывается она в неожиданном источнике – почве.

11

ДНК из земли

В 2001 г. весенним пятничным вечером, когда я в компании нескольких генетиков из Центра биомолекулярной археологии сидел в оксфордском пабе, к нам присоединился человек, которого я никогда прежде не видел. Незнакомец, оказавшийся молодым ученым из Дании, походил на бас-гитариста хеви-метал-группы. У него были ковбойские сапоги, длинные волосы и голос с хрипотцой. Позже я узнал, что еще в ранней молодости он суровой зимой заблудился в Сибири, заработал обморожение (не чего-нибудь, а тестикул!) и выжил лишь благодаря тому, что сумел развести костер и поддерживал его всю ночь. Этот носитель авантюрного духа викингов по имени Эске Виллерслев со временем станет одним из мировых лидеров в области изучения древней ДНК.

В 1999 г. Эске первым восстановил древнюю ДНК из ледникового льда. Он вознамерился узнать, нельзя ли в холодных регионах мира и, может быть, в каких-то других местах извлечь ДНК из почвы и отложений. Передо мной стояла задача помочь ему с радиоуглеродным датированием стоянок, которыми он занимался во время работы в Оксфорде и позднее.

Идея Эске насчет ДНК в отложениях показалась мне чудаческой. Разве не должна ДНК уходить в толщу почвы с просачивающейся водой? Несомненно, этот метод может сработать лишь там, где такое явление исключено, например в зоне вечной мерзлоты. Разве ДНК не разрушается в почве, не подвергается постседиментационным процессам разложения? И как быть с загрязнением, скажем, фекалиями животных и побочными продуктами сельскохозяйственной деятельности человека?

В дальнейшем Эске и его сотрудники доказали, что извлечь ДНК из отложений, секвенировать ее и установить, действительно ли она является древней, вполне реально. Наиболее ярким примером стала работа с образцами, извлеченными с самого дна Гренландского ледяного щита, с глубины более 2000 м. В основании одного из кернов команда Эске отыскала ДНК растений, которые росли более 400 000 лет назад: ели, ольхи, сосны, березы и множества трав, типичных для приполярной лесотундры{178}, – а также ДНК жуков и бабочек. Эске удалось наглядно продемонстрировать, что когда-то Гренландия была совсем не такой, какой мы знаем ее сегодня.

В 2003 г. в Сибири его группа выявила в осадочном керне ДНК 19 видов растений. В Новой Зеландии те же ученые отыскали в пещерных отложениях ДНК вымершей гигантской птицы моа{179}. Эске утверждал, что, если из отложений на таких археологических объектах удастся регулярно извлекать подобные генетические сигналы растений и животных, это будет иметь далекоидущие последствия. Например, проделав буровой шурф сквозь толщу отложений, можно будет связать последовательность культурных слоев с различными группами людей на основе их ДНК. Эта методика исключает деструктивный забор препаратов из человеческих костей и позволяет избежать загрязнения древних костных образцов биологическими веществами людей, живущих ныне.

На первых порах это казалось мне не столько наукой, сколько научной фантастикой, но заявления Эске были пророческими.

Другие ученые также исследовали отложения в пещерах, где велись археологические раскопки, желая выяснить, могла ли где-нибудь уцелеть человеческая ДНК. Сухая пещера в Аризоне, в которой на удивление хорошо сохранились некоторые органические останки, была идеальным местом для проверки этого метода. Увы, результаты никого не впечатлили{180}. Выделить удалось лишь очень короткие последовательности ДНК, да и те оказались сильно загрязненными. Датирование отложений и содержащейся в них ДНК стало сложнейшей задачей, поскольку и то и другое вполне могло перемещаться в пределах стоянки.

Оксфордское исследование других образцов ДНК из отложений подтвердило мои пессимистические ожидания. Если анализ ДНК из сибирской вечной мерзлоты вроде бы давал достоверные результаты, то в ходе работы с доевропейскими слоями нескольких новозеландских стоянок была обнаружена ДНК овец{181}. Напрашивался вывод о том, что эта ДНК просочилась сквозь отложения на уровни, предшествовавшие появлению на островах европейцев – уровни тех лет, когда овец не могло быть там в принципе. Прогнозы по анализу ДНК в отложениях пещер и иных мест, где ранее жили люди, сводились к чему-то среднему между «почти невозможно» и «вероятно, никогда». Но, как мы уже видели в этой книге, когда дело касается генетики, невозможное сплошь и рядом оказывается возможным. В последние 10 лет анализ осадочной и восстановление человеческой ДНК постепенно превращаются в реальность.

В 2014 г. Маттиас Майер, ученый из лейпцигского Института Макса Планка, приступил к экспериментам по извлечению ДНК из отложений на археологических стоянках. Можно ли извлечь из земли ДНК неандертальцев и людей других, давно исчезнувших видов? Развитие методов, позволяющих исключить загрязнение современными веществами и выделить неопровержимо древнюю ДНК, наводило на мысль, что пора вернуться к работе с осадочной ДНК.

В 2015 г. я в обществе Сванте Паабо и Вивиан Слон оказался на юге Франции, в Тотавеле, что близ Перпиньяна. Мы нанесли визит старейшине французской археологии палеолита профессору Анри де Люмле и его супруге Марии-Антуанетте, чтобы узнать, можно ли нам будет получить доступ к их коллекции окаменелых человеческих останков для датирования и генетического анализа. Переговоры были непростыми, ведь супругам де