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

Все новые геномы принадлежат “поздним” европейским неандертальцам, жившим незадолго до вымирания вида, которое произошло, по современным данным, чуть менее 40 тыс. лет назад.

Напомним, что самый первый неандертальский ядерный геном был собран из фрагментов ДНК трех индивидов из Хорватии и имел небольшое покрытие (книга 1, глава 5). Затем были прочтены с высоким покрытием геномы неандертальской женщины из Денисовой пещеры, жившей 130–90 тыс. лет назад, и еще одной женщины из пещеры Виндия в Хорватии (Виндия-33.19), жившей немногим более 45 тыс. лет назад (именно ее геном случайно прочли еще раз в 2018 году). Кроме того, был вчерне прочтен геном неандертальца из Мезмайской пещеры (Мезмайская-1), жившего 70–60 тыс. лет назад.

Таким образом, четыре новых ядерных генома: мужчины и женщины из Бельгии (Спи 94, Гойе Q56), женщины из Франции (Ле-Коте Z4) и еще одной особи мужского пола с Северного Кавказа (Мезмайская-2) – расширили базу для изучения генетического разнообразия неандертальцев примерно вдвое. Что касается неандертальских митохондриальных геномов, то их уже прочтено более двух десятков.

Одним из главных результатов работы стало филогенетическое дерево, основанное на семи неандертальских ядерных геномах (рис. 6.4). Все семь неандертальцев образуют на дереве единую кладу (ветвь), чуть более близкую к денисовцу, чем к современным людям. Это ожидаемый результат, подтверждающий сложившиеся представления о родственных связях неандертальцев, денисовцев и сапиенсов.

Внутри неандертальской ветви можно заметить разделение по возрасту: сильнее всех от остальных неандертальцев отличается самый древний индивид – женщина из Денисовой пещеры (“алтайский неандерталец”, Denisova 5), затем от общего ствола отделяется второй по древности индивид – Мезмайская-1.

Все пять поздних неандертальцев (Мезмайская-2, Виндия-33.19, два “бельгийца” и “француженка”) генетически близки друг к другу. Внутри этой группы соблюдается правило, характерное для современных людей: географическая близость коррелирует с генетическим родством.

На этом фоне примечательно то обстоятельство, что поздний неандерталец Мезмайская-2 оказался ближе к поздним неандертальцам из Хорватии, Франции и Бельгии, чем к более древнему индивиду из той же пещеры (Мезмайская-1). По-видимому, это говорит о миграциях поздних неандертальцев, происходивших незадолго до их окончательного вымирания. Имеющихся данных недостаточно, чтобы понять направление миграции: то ли особи из Западной Европы пришли на Северный Кавказ, то ли наоборот. В любом случае эти переселения приходятся на эпоху, когда климат в Европе был суровым и переменчивым. Сильные похолодания могли приводить к вымиранию локальных популяций неандертальцев, после чего обезлюдевшие районы вновь заселялись потомками уцелевших групп.

Рис. 6.4. Филогенетическое дерево поздних Homo, построенное по ядерной ДНК. Жирным шрифтом выделены новые неандертальские геномы. По рисунку из Hajdinjak et al., 2018.

Исследователи попытались найти в поздних неандертальских геномах сапиентные примеси, но ничего не обнаружили. Этот результат можно назвать неожиданным, потому что из пяти поздних неандертальцев четверо (все, кроме Виндия-33.19) жили уже после прихода сапиенсов в Европу. Между тем кроманьонец из румынской пещеры Оасе, живший 42–37 тыс. лет назад, имел предка-неандертальца в четвертом-шестом колене (Fu et al., 2015). Это значит, что сапиенсы, придя в Европу, все-таки скрещивались с местными неандертальцами. Правда, генетическое наследие кроманьонца из Оасе (и других поздних европейских гибридов, ведь человек из Оасе вряд ли был единственным в своем роде) не дошло до современных европейцев. Может быть, потому, что гибриды имели пониженную приспособленность, а возможно, потому, что тем племенам кроманьонцев, которые гибридизовались в Европе с неандертальцами, просто “не повезло”. На этом фоне полное отсутствие сапиентных примесей в геномах поздних неандертальцев выглядит довольно неожиданно. Для уверенных выводов данных явно недостаточно, но можно пофантазировать о том, что невесты из слабого и отсталого племени скорее будут переходить в племя сильное и процветающее, чем наоборот, а еще – о предполагаемой патрилокальности[24] поздних Homo. На патрилокальность указывает, в частности, характер внутригрупповых родственных связей у неандертальцев из Эль-Сидрон, у которых все мужчины в группе были кровной родней, а женщины – нет (книга 1, глава 5, раздел “Людоеды”).

Интересным получилось сравнение степени родства изученных неандертальцев с той неандертальской популяцией, что скрещивалась с вышедшими из Африки сапиенсами 55 тыс. лет назад и оставила свой двухпроцентный след в геномах внеафриканских сапиенсов. Понятно, что о ее генофонде можно судить по тем неандертальским фрагментам, которые сохранились в наших геномах. Оказалось, что эта популяция генетически дальше всего от алтайского неандертальца, зато всем остальным неандертальцам с известными геномами она родственна в одинаковой степени.

На основании новых генетических данных ученые попытались датировать точки ветвления дерева, показанного на рисунке 6.4. Вот что у них получилось:

1) Отделение предков сапиенсов от предков неандертальцев и денисовцев – 530 тыс. лет назад.

2) Разделение неандертальцев и денисовцев – 400 тыс. лет назад.

3) Отделение предков алтайского неандертальца от всех остальных неандертальцев с известными геномами – 150 тыс. лет назад.

4) Отделение той популяции, с которой скрещивались вышедшие из Африки сапиенсы, от остальных неандертальцев с известными геномами – после 150, но до 90 тыс. лет назад.

5) Отделение предков индивида Мезмайская-1 от поздних европейских неандертальцев – 90 тыс. лет назад.

Эти грубые, предварительные датировки наверняка еще не раз будут пересматриваться и уточняться.

Главное значение этого исследования в том, что оно показало: развитие методов палеогенетики продолжается ударными темпами. Полные ядерные геномы уже возможно извлекать из косточек, которые совсем недавно считались бесполезным археологическим балластом с крайне низким содержанием древней ДНК. Вероятно, не за горами тот день, когда станут реальностью масштабные популяционно-генетические исследования вымерших популяций.

Изучая геномы неандертальцев и денисовцев и сравнивая их с нашими, когда-нибудь мы приблизимся к пониманию того, почему они вымерли, а мы все еще здесь. Однако нужно помнить, что эти виды эволюционировали и вполне себе здравствовали в течение сотен тысяч лет. Они приспособились к таким условиям и заселили такие климатические зоны, о которых ни один примат до них и помыслить не смел. Следовательно, в их биологии были какие-то сильные стороны, позволившие им адаптироваться к жизни на широких, переменчивых и разнообразных ландшафтах Евразии. Поэтому сапиенсам, получившим в результате скрещиваний с денисовцами и неандертальцами часть их генетического материала, могли достаться и какие-то их адаптивные свойства. Если бы неандертальцы и денисовцы выжили, то такое же рассуждение можно было применить и к ним: какие адаптивные свойства сапиенсов достались им в наследство? Жаль, что игра теперь идет только в одни ворота – у нас слишком мало геномов, скажем, алтайских неандертальцев, чтобы судить о пользе или вреде тех генов, которые достались им от древних сапиенсов. А у европейских неандертальцев наших генов почему-то вообще не нашли (см. раздел “В геномах поздних европейских неандертальцев не нашли следов гибридизации с сапиенсами” выше). Так или иначе, поиск адаптивного наследия денисовцев и неандертальцев – это интригующая тема для исследований. И они были развернуты сразу же после опубликования черновых ядерных геномов – неандертальских и денисовского.