Эволюция человека. Книга 3. Кости, гены и культура - Елена Наймарк

Вплоть до 2019 года почти все, что было известно о денисовцах, основывалось на древней ДНК из немногочисленных зубов и мелких косточек, найденных в одном-единственном месте – в Денисовой пещере на Алтае. Многие специалисты предполагали, что денисовцы жили не только в окрестностях Денисовой пещеры, а были широко распространены. Иначе как объяснить значительную примесь денисовских генов у папуасов? Или присутствие в геномах современных восточноазиатов следов гибридизации как минимум с двумя генетически различающимися популяциями денисовцев, а в геномах папуасов – с одной из этих двух и еще с какой-то третьей (см. раздел “Предки азиатов скрещивались с несколькими разными популяциями денисовцев” в главе 6)? Кроме того, у денисовцев был обнаружен особый аллель (вариант гена EPAS1), указывающий на адаптацию к высокогорью и распространенный у современных тибетцев (которые его от денисовцев, по-видимому, и унаследовали; подробнее об этом см. в разделе “Зачем нам гены вымерших видов?” в главе 6). Но Денисова пещера находится лишь в 700 метрах над уровнем моря – это не повод для развития высокогорных адаптаций.

Тем не менее все аргументы в пользу широкого распространения денисовцев в разных регионах Азии, включая высокогорные области, оставались косвенными, а единственной точкой, где присутствие денисовцев было доказано точно, оставалась Денисова пещера.

Статья девятнадцати палеоантропологов и палеогенетиков из семи стран, опубликованная в 2019 году, радикально изменила эту ситуацию (Chen et al., 2019). Был описан обломок нижней челюсти из карстовой пещеры Байшья, расположенной в уезде Сяхэ на северо-востоке Тибетского нагорья. Высота пещеры над уровнем моря – 3280 метров.

Правую половинку человеческой челюсти с двумя сохранившимися молярами, известную как “челюсть из Сяхэ” (илл. VIII на цветной вклейке), нашел в 1980 году некий буддийский монах. Он преподнес находку своему учителю, “живому Будде”, а тот впоследствии передал ее в Университет Ланьчжоу.

В 2010 году китайские археологи начали изучать окрестности пещеры. Разрешение на раскопки в самой пещере, которая является буддийским святилищем, им удалось получить лишь в 2016 году, а широкомасштабные раскопки начались еще два года спустя. Вскоре были найдены каменные орудия и кости животных со следами обработки. Кроме того, стало ясно, что стоянки древних людей располагались не только в пещере, но и в ее окрестностях под открытым небом. По-видимому, доисторические люди долго жили в этом высокогорном районе и чувствовали себя там вполне вольготно.

Ученые так и не узнали, в какой именно точке пещеры была найдена челюсть. Но это не помешало определить возраст находки. Уран-ториевое датирование трех фрагментов отложившейся на челюсти карбонатной корки показало, что она сформировалась примерно 160 тыс. лет назад – в эпоху предпоследнего (рисского) оледенения. Надежность датировки подтверждается тем, что возраст трех проб, взятых с разных участков челюсти, оказался сходным (164,5 ± 6,2, 155 ± 15 и 163 ± ± 10 тыс. лет).

Таким образом, люди поселились на Тибетском нагорье как минимум на 120 тыс. лет раньше, чем считалось до сих пор[16].

Но кем были эти древнейшие горцы – неандертальцами, денисовцами, сапиенсами, реликтовыми эректусами или представителями какой-то доселе неизвестной ветви человеческого рода? Надежный ответ на этот вопрос могла бы дать древняя ДНК. Однако в челюсти из Сяхэ она не сохранилась (по крайней мере, в количестве, достаточном для обнаружения современными методами). Это общая проблема палеоантропологических находок, происходящих из районов с теплым климатом. В наши дни в Тибете даже на высоте 3300 метров гораздо теплее, чем на Алтае на высоте 700 метров, и эта разница, по-видимому, сохранялась в периоды оледенений.

К счастью, палеогенетики недавно усовершенствовали метод идентификации ископаемых костей по остаткам коллагенов – наиболее распространенных белков в человеческом организме, которые к тому же очень медленно разлагаются. Поэтому вероятность сохранения этих белков в костях крайне высока, выше, чем ДНК. С помощью этого метода в 2016 году было показано, что человеческие кости из Грот-дю-Рен, ассоциированные с шательперонской культурой (книга 1, глава 5, раздел “А все-таки их мозг рос иначе”, подраздел “Неандертальская душа и дорога слез”), принадлежали неандертальцам (Welker et al., 2016). Разработавшие этот метод ученые из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге – Фридо Уэлкер, его научный руководитель Жан-Жак Юбле и их коллеги – присоединились к команде китайских археологов, изучающих челюсть из Сяхэ. С таким коллективом профессионалов стало возможным то открытие, о котором пойдет речь.

Из дентина зубов (но не из самой челюстной кости) удалось извлечь фрагменты молекул древнего коллагена. Точнее, восьми разных коллагенов: COL1α1, COL1α2, COL2α1, COL3α1, COL5α1, COL5α2, COL9α1 и COL11α2. Древние белки отделялись от современных загрязнений несколькими способами, в том числе – по характерным химическим изменениям, происходящим при деградации белков (таким как дезамидирование глутамина и аспарагина и спонтанный гидролиз, ведущий к фрагментации белковых молекул). Для выделенных древних коллагенов определялась аминокислотная последовательность.

Рис. 4.2. Филогенетическое дерево гоминид, основанное на аминокислотных последовательностях шести коллагенов. Видно, что древний тибетец ближе всего к денисовцам из Денисовой пещеры. Рисунок также показывает, что имеющихся коллагеновых фрагментов достаточно для правильной реконструкции родственных связей гоминид (потому что дерево, построенное по фрагментам шести коллагенов, имеет правильную топологию, подтверждаемую полногеномными данными). По рисунку из Chen et al., 2019.

В итоге удалось надежно реконструировать значительную часть (от 2 до 61 %) аминокислотной последовательности шести из восьми древних коллагенов. Этих данных оказалось достаточно, чтобы определить место обладателя челюсти из Сяхэ на филогенетическом дереве. Необходимые для построения дерева аминокислотные последовательности соответствующих коллагенов для других гоминид, в том числе ископаемых – неандертальцев и денисовцев, были вычислены на основе имеющихся геномных данных (рис. 4.2).

Оказалось, что древний обитатель Тибета образует на дереве единую ветвь с денисовским человеком из алтайской пещеры. Проще говоря, древний тибетец оказался денисовцем! Это главный результат исследования, из которого следует несколько важных выводов.