Homo Sapiens активно смешивались с денисовскими людьми

[Нелли]

Homo Sapiens весьма активно смешивались с денисовскими людьми

Американские генетики изучили 250 геномов современных людей в поисках генов денисовского человека — и нашли их, но в разных пропорциях. Отчет об их исследовании опубликован в журнале Current Biology.

Останки первобытных людей, обнаруженных в Денисовой пещере в Алтайском крае, в последнее время сильно интригуют ученых. Пока что известно пять фрагментов: кость мизинца девочки, три найденных еще в советское время коренных зуба молодого мужчины и фаланга пальца ноги какого-то человека, о котором известно немного. По этим крошечным следам было выяснено, что денисовские люди — особый вид, родственный Homo Sapiens, но не идентичный ему. Жили они в той части земли, в которой пересекались пути и Homo Sapiens, и неандертальцев. В самой Денисовой пещере, которая была населена в течение многих тысяч лет, бывали самые разные представители рода человеческого.

В 2012 году был секвенирован геном денисовского человека, и это достижение признано одним из крупнейших научных прорывов последних лет (Портал Научная Россия писал об этом достижении). Теперь же Шрирам Санкарараман (Sriram Sankararaman) из калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Дэвид Райх (David Reich) из Гарварда использовали наши знания о денисовском геноме для того, чтобы поискать его следы у современных людей. 250 исследованных ими геномов были взяты у людей за пределами Африки. Известно, что африканцы, чьи предки не покидали этот континент, — и, следовательно, не могли смешаться с денисовцами, — не имеют денисовских генов.

Но все остальные, как выяснилось, смешивались. Следы общения с денисовскими людьми ярко представлены у обитателей Папуа-Новой Гвинеи и Австралии. У них обнаружено от 3 до 6% денисовских генов. Для сравнения, гены неандертальцев у современных людей (портал Научная Россия рассказывал об этом) составляют около 2%. Так вот, ученые обнаружили еще одно место, в котором сильно представлены денисовские гены — южная Азия. Процент здесь невелик, и поэтому, очевидно, следы денисовского человека у здешних жителей не обнаруживались при предыдущих исследованиях.

Естественно, возникает вопрос о том, когда Homo Sapiens начали скрещиваться с денисовскими людьми? Сами авторы исследования предлагают различные объяснения. Согласно одному из них, скрещение двух видов произошло один раз, в тот период, когда Homo Sapiens двигались через Азию к Австралии и Океании. В то же время Дэвид Райх сказал журналу Science, что он не исключает возможности нескольких, например, трех различных, независимых друг от друга скрещиваний, одно из которых могло произойти между предками жителей современной Индии и денисовскими людьми, также обитавшими на этой территории.

Исследователи примерно определили даже дату этих скрещений. Дело в том, что цепочки денисовских ДНК в каждом поколении становятся все короче. Соответственно, можно, «отсчитав обратно», примерно предположить, когда эти цепочки были нормальной длины. По данным Санкарарамана и Райха, Homo Sapiens скрещивались с денисовскими людьми примерно через 5-10 тысяч лет после встречи с неандертальцами, то есть, где-то 40 тысяч лет назад.

И еще одна любопытная деталь, — при межвидовом скрещивании мужское потомство в следующем поколении оказывается бесплодным. Следовательно, денисовские гены дошли до нас благодаря нашим предкам по женской линии.

[Нелли]

Круговая порука
Как беспорядочный межвидовой секс помог людям стать самими собой

Меланезийцы (остров Вануату)
Фото: Diomedia

В ДНК человека сохранились не только следы контактов с неандертальцами: они спаривались и с другой группой древних гоминин — денисовцами. Оказалось, что с денисовскими людьми скрещивались и предки современных меланезийцев, и древние жители Индостана, приобретая некоторые специфические гены. Как и когда состоялись эти контакты и какие последствия они имели для Homo sapiens — разбирается «Лента.ру».

Неизвестные евразийцы

Останки людей разных эпох в Денисовой пещере на Алтае начали раскапывать еще в советское время. В 2008 году в одиннадцатом слое нашли маленькую косточку — последнюю фалангу мизинца девятилетней девочки, жившей 48-50 тысяч лет назад. Обилие характерных для неандертальцев предметов в соседних слоях заставило археологов предположить, что и эта кость принадлежала им. Фалангу отправили на анализ в Институт эволюционной антропологии в Лейпциге — к знаменитому генетику Сванте Паабо (Svante Paabo), который первым из ученых смог расшифровать геном неандертальца.

Паабо и его коллеги с удивлением обнаружили, что митохондриальная ДНК из мизинца не имеет ничего общего с неандертальской и указывает на еще один вид людей, живший одновременно с сапиенсами и неандертальцами, но далекий от них обоих. Прекрасная сохранность ДНК в условиях алтайской пещеры позволила Паабо уже к 2012 году расшифровать полный геном «денисовского человека».

Исследователи сразу же принялись искать следы, оставленные представителями таинственного вида людей в истории человечества. Анализ других останков из алтайской пещеры (трех зубов из одиннадцатого слоя и одного — из более древнего слоя № 22) показал, что возраст слоя составляет 170 тысяч лет. Выяснилось, что задолго до девочки в пещере жили другие денисовцы, причем генетически крайне далекие от своих более поздних «родственников». Разделяли же две группы этого вида людей как минимум 65 тысяч лет.

Кроме того, в 2015 году коллега Паабо по институту Маттиас Майер (Matthias Meyer) просканировал ДНК из испанской Расщелины Костей (Sima de los Huesos) — древнейшее ДНК в мире — и обнаружил, что в останках куда больше неандертальских аллелей, чем денисовских или Homo sapiens. Это означает, что предки неандертальского человека отделились от основного ствола Homo (в том числе денисовцев) очень рано (хотя при позднейших контактах иногда случалось скрещивание). Майер также заявил, что предки Homo sapiens разошлись с предшественниками неандертальцев и денисовцев 550-765 тысячелетий назад — это на 100-400 тысяч лет раньше, чем думали ученые.

Кость мизинца, из которой извлекли митохондриальную ДНК
Изображение: Thilo Parg / Wikipedia

По всей видимости, денисовцы сами покинули Африку и заселили Евразию. Больше всего их генов пока нашли в ДНК меланезийцев — жителей Папуа — Новой Гвинеи и соседних островов. Для того чтобы из Сибири попасть практически на границу Австралии, они должны были научиться мореплаванию, считают антропологи.

Денисовцы, достигнув Меланезии из материковой Азии, преодолевали линию Уоллеса морским путем. Вероятно, после перехода они оказались изолированы от материка и просуществовали до прихода людей современного типа. Материковые денисовцы к этому моменту, по-видимому, исчезли — по крайней мере, генетических следов они не оставили. Изоляция за линией Уоллеса сыграла свою роль в сохранении их генетических признаков — множественное смешивание с местным населением привело к закреплению (интрогрессии) в популяции современных людей около пяти процентов их генов.

Именно денисовским следом некоторые ученые объясняют фантастическое разнообразие языков Папуа — Новой Гвинеи: на не самом большом острове насчитывают около тысячи достаточно далеких друг от друга наречий, притом что всего в мире их примерно шесть тысяч.

Кто помог индийцам и тибетцам

Кроме зубов и костей из денисовской пещеры, других физически ощутимых следов денисовцев в Евразии ученые пока не нашли. Поэтому «копать» историю этого таинственного вида людей остается только в генах современных обитателей планеты. Уже в 2016 году снова подтвердился меланезийский след — и вскоре после этого известный гарвардский генетик Дэвид Райх (David Reich) и его коллеги представили подробную карту неандертальских и денисовских генов в ДНК человека.

Было сделано несколько неожиданных открытий. Ученые работали с 257 геномами представителей всех регионов планеты (за исключением Африки южнее Сахары, известным резервуаром беспримесных Homo sapiens). Помимо ожидаемых меланезийцев, примесь денисовских генов нашли у народов Южной Азии (Индостан) — независимо от их этнической принадлежности, а также у некоторых групп Восточной Азии. Генетики дают два объяснения этой интрогрессии: или люди скрещивались с денисовцами один раз, и потомство от этих союзов расселилось по Океании и Юго-Восточной Азии, или такие контакты происходили во всех трех регионах — между пришлыми сапиенсами и аборигенами-денисовцами. Кстати, меньше всего «чуждых» генов (в том числе и неандертальских) — у жителей западной Евразии.

Примеси «денисовских» генов в современных популяциях
Изображение: Sankararaman et al. / Current Biology 2016

Закрепление генов денисовцев в ДНК современных людей объясняется довольно просто – они помогают выживать. Именно унаследованные от древних гоминин гены отвечают за приспособленность к жизни на большой высоте у тибетцев, а население Папуа-Новой Гвинеи получило от них улучшенное осязание.

«Существуют целые классы генов, которые современные люди унаследовали от древних во время скрещивания. Они должны были помочь Homo sapiens приспособиться к непривычной для них географической среде», — отмечает Райх.

Однако у обмена генами были и негативные последствия. Наследие денисовцев и неандертальцев корректировалось на протяжении всех 40 тысяч лет после контакта разных видов Homo. Так, это наследие убрано с Х-хромосомы, а также с генов, экспрессия которых затрагивает мужские половые железы. Вероятно, этим частично объясняется пониженная плодовитость мужчин — потомков тех, кто родился от связей между сильно различающимися группами Homo.

«Пустыни» — участки, где полностью отсутствуют гены неандертальцев и денисовцев — также привлекли внимание ученых. Отмечается, что одна из таких «пустынь» (на седьмой хромосоме) содержит ген FOXP2, которому приписывают важнейшую роль в развитии языка и речи Homo sapiens.

Вопрос происхождения и расселения человека по планете постепенно проясняется. В какой-то момент эволюции представителей Homo стало достаточно много, и они достигли достаточно высокого уровня развития, чтобы покинуть свою колыбель (юг и восток Африки) и с удивительной легкостью отправиться в путешествие по миру. Самое поразительное, что великий исход из Африки не был разовым событием, пусть и растянутым на столетия.

К другим континентам устремлялись разные популяции людей. Первыми были Homo erectus, жившие во всей Евразии (как минимум) два миллиона лет назад. Как, после каких скрещиваний и какой внутренней эволюции изолированных популяций возникли более продвинутые виды Homo (гейдельбергский человек, неандерталец, денисовец), где они встречались с уникальными группами доживших до позднейшего времени древних гоминин (вроде «карликов» из китайской Оленьей пещеры) — эти страницы доистории только начинают открываться.

Артем Космарский