Древние люди денисовцы. Неандертальцы, денисовцы и современные люди десятки тысяч лет назад встречались, общались и оставляли потомство
Денисовский человек до сих пор был известен лишь по скудным находкам из Денисовой пещеры на Алтае: нескольким зубам и костным фрагментам, из которых удалось извлечь древнюю ДНК. Новый метод идентификации ископаемых костей по остаткам древних белков позволил установить, что нижняя челюсть, найденная в 1980 году в Тибете на высоте 3280 метров, принадлежала денисовскому человеку, жившему здесь 160 000 лет назад. Открытие показало, что архаичные Homo адаптировались к суровым условиям высокогорья намного раньше, чем считалось. Оно также объяснило, почему у денисовцев был распространен вариант гена EPAS1 , помогающий выживать в высокогорье и унаследованный современными тибетцами. Кроме того, новые данные о морфологии денисовцев заставили по-новому взглянуть на некоторые среднеплейстоценовые антропологические находки, сделанные ранее в Восточной Азии: они могут тоже оказаться принадлежащими денисовскому человеку. Наконец, исследование показало, что ископаемые кости, в которых не сохранилась ДНК, могут быть надежно идентифицированы по фрагментам древних белковых молекул, что открывает перед палеоантропологами новые заманчивые перспективы.
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 в 2018 году. Пока там 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 (см. Uranium–thorium dating) трех фрагментов приставшей к челюсти карбонатной породы показало, что минеральная корка на кости сформировалась примерно 160 000 лет назад - в эпоху предпоследнего оледенения. Надежность датировки подтверждается тем, что возраст трех проб, взятых с разных участков челюсти, оказался практически одинаковым (164,5 ± 6,2, 155 ± 15 и 163 ± 10 тысяч лет).
Таким образом, люди поселились на Тибетском нагорье как минимум на 120 000 лет раньше, чем считалось до сих пор (см.: Люди жили на Тибетском нагорье уже 30–40 тысяч лет назад , «Элементы», 10.12.2018).
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 ДНК 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 3000 м гораздо теплее, чем на Алтае на высоте 700 м, и эта разница, по-видимому, сохранялась в периоды оледенений.
К счастью, недавно палеогенетики изобрели новый метод идентификации ископаемых костей по аминокислотным последовательностям коллагенов - очень медленно разрушающихся белков, которые могут сохраняться в костях гораздо дольше, чем ДНК. С помощью этого метода в 2016 году было показано, что человеческие кости из Грот-дю-Рен (Grotte du Renne), ассоциированные с шательперонской культурой , принадлежали неандертальцам (F. Welker et al., 2016. Palaeoproteomic evidence identifies archaic hominins associated with the Châtelperronian at the Grotte du Renne). Разработавшие этот метод ученые из Института эволюционной антропологии в Лейпциге - Фридо Уелкер (Frido Welker), его научный руководитель Жан-Жак Юблан (Jean-Jacques Hublin) и их коллеги - присоединились к команде китайских археологов, изучающих челюсть из Сяхэ, что и сделало возможным открытие, о котором идет речь.
Антропологи давно подозревали, что в коллекциях китайских археологов уже есть немало материала по денисовцам. Вот только доказать это до сих пор было нельзя, потому что, как уже говорилось, в находках из теплых стран ДНК обычно не сохраняется. Но теперь, вооружившись новым методом идентификации ископаемых костей по остаткам коллагенов, исследователи смогут быстро проверить эти гипотезы. Так что в ближайшем будущем мы можем рассчитывать на новые интересные открытия, проливающие свет на историю заселения Азии различными видами людей. Это можно назвать пятым важным следствием обсуждаемой работы.
Лейпциг, Германия, под руководством Кея Прюфера и Сванте Паабо изучили ядерный геном неандертальской дамы, жившей на Алтае около 50 тыс. лет назад. Как и всякое серьезное исследование, эта работа имеет предысторию. Секвенирование ядерного генома неандертальца Сванте Паабо и его коллеги начали еще 2006 году. Это непростая задача, поскольку древняя ДНК давно развалилась на кусочки и часто загрязнена нуклеиновыми кислотами микробов и современных людей. Однако в 2010 году и выяснили, что неандертальцы одарили своими генами Homo sapiens, живущих за пределами Африки.
Сейчас ученые получили уточненный вариант генома, в котором позиция каждого нуклеотида выверена не менее 50 раз.
Фаланга пальца неандертальской женщины
Bence ViolaМатериалом для исследования послужила ДНК из фаланги безымянного пальца или мизинца взрослой женщины, жившей в Денисовой пещере на Алтае . Фалангу нашли в 2010 году исследователи Денисовой пещеры Анатолий Деревянко и Михаил Шуньков и передали для анализа в Лейпциг.
Не стоит путать неандертальское население Денисовой пещеры с денисовцами.
Они жили там несколько позже, около 40 тыс. лет назад, и хотя состояли в родстве с азиатскими неандертальцами, представляли собой самостоятельную группу рода Homo. той же группой исследователей под руководством Сванте Паабо и также из фаланги пальца.
Геном показал, что родители неандертальской женщины состояли в близком родстве. Это были родные либо двоюродные брат и сестра, а может быть, дядя и племянница, тетка и племянник, дедушка и внучка, бабушка и внук. Ученые пришли к выводу, что родственные браки среди неандертальцев и денисовцев были обычным делом, поскольку те жили небольшими группами и были ограничены в выборе пары. Исследователи полагают, что численность неандертальцев и денисовцев в то время неуклонно сокращалась, их время подходило к концу.
Сравнение геномов неандертальцев, денисовцев и современных людей показало, что разные группы гоминид в позднем плейстоцене , 12-126 тыс. лет назад, встречались, общались и оставляли потомство.
Обмен генами происходил не часто, но достаточно регулярно.
Раскопки в Денисовой пещере
Bence ViolaПримерно 77-114 тыс. лет назад неандертальцы разделились на азиатскую и европейскую популяции. Неандертальцы, жившие на Кавказе, обменивались генами с предками современных евразийцев и жителей Австралии и Океании, алтайские неандертальцы — с денисовскими людьми, денисовцы из неведомых пещер — с предками современных жителей материковой Азии и американских индейцев.
Неандертальский вклад в геном современных евразийцев составляет, по подсчетам исследователей, от 1,5 до 2,1%.
А геном денисовского человека, в отличие от неандертальского, содержит 2,7-5,8% ДНК каких-то неизвестных древних гоминид. Возможно, они обособились 1,2-4 млн лет назад от предков современных людей, неандертальцев и денисовцев. Исследователи не исключают, что этот загадочный предок — человек прямоходящий Homo erectus , окаменевшие кости которого антропологи находят, но последовательность ДНК еще не расшифровали. Дальнейшие исследования покажут, так ли это.
Ученые составили перечень последовательностей ДНК, которые отличают современных людей от наших ближайших вымерших родственников. Список отличий получился достаточно коротким. Изменения затрагивают в том числе гены, ответственные за клеточное деление и регуляцию работы других генов. Для того чтобы выяснить, как повлияли эти модификации на облик современного человека и его биологию, генетикам нужно работать дальше.
МОСКВА, 1 ноя - РИА Новости. Жители стран Юго-Восточной Азии и южной части Китая получили больше всего по сравнению с остальными людьми генов от "денисовцев" - , отделившихся от общего древа человечества 400-800 тысяч лет назад, сообщают шведские палеонтологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Российские и европейские археологи под руководством немецкого ученого Сванте Паабо (Svante Paabo) в 2010 году обнаружили в останки , которые населяли Южную Сибирь и Среднюю Азию. Этот вид предков людей сосуществовал с неандертальцами и предтечами современных людей.
В декабре 2010 года сделавшие находку исследователи восстановили геном этих людей и сравнили его с ДНК современных людей и неандертальцев. Они выяснили, что "денисовский человек" больше всего "наследил" в геномах современных полинезийцев и жителей некоторых островов Малайского архипелага. В августе 2011 года ученые под руководством Питера Пархэма (Peter Parham) из Стэнфордского университета в США выяснили, что "денисовцы" и неандертальцы передали предкам современных европейцев гены, отвечающие за работу иммунной системы.
Ученые Понтус Скоглунд (Pontus Skoglund) и Маттиас Якобссон (Mattias Jakobsson) из университета Упсалы (Швеция) сравнили геномы современных людей с восстановленной ДНК древних людей и построили несколько компьютерных моделей, описывающих путь миграции предков современного человека и их встреч с "денисовцами".
Шведские ученые предположили, что даже самые легкие генетические "следы" "денисовцев" можно обнаружить, если проследить за однонуклеотидными полиморфизмами - отличиями в ДНК в одну "букву"-нуклеотид - в геномах современных азиатов и в восстановленной ДНК "пещерных людей".
В результате сравнения получились два блока данных, один из которых содержал информацию о сходстве между современным и "денисовским" человеком, а во втором были совпадающие участки в геномах неандертальцев и "денисовцев". Сравнение этих блоков подтверждает гипотезу Паабо, согласно которой человечество можно разделить на три группы: полинезийцев, чернокожих аборигенов Африки и жителей остальной части мира.
Затем палеонтологи сопоставили место обитания современных людей и сходство их геномов с "денисовским". Оказалось, что две популяции из трех - океаническая и неафриканская - содержали в себе "следы" "денисовцев". При этом количество и "глубина" следов в геномах жителей Европы, Азии и аборигенов Северной и Южной Америки заметно отличалась, что не зафиксировали Паабо и его коллеги.
По оценкам исследователей, больше всего генов получили жители Восточной и Юго-Восточной Азии. Европейцы и люди с Ближнего Востока и Средней Азии были в меньшей степени родственны "денисовцам", а африканские аборигены, по всей видимости, не вступали в контакт с этим видом "пещерных людей".
Ученые предполагают, что первые контакты между денисовской культурой и племенами азиатских кроманьонцев произошли примерно 30 тысяч лет назад, после миграции будущих предков индейцев в Северную Америку. Это подтверждается тем, что в индейцы примерно так же далеки от денисовцев, как и европейцы.
Самые близкие "родственники" "денисовцев", помимо папуасов и прочих океанических народов, проживают на территории южного Китая и стран Юго-Восточной Азии. Из них ближе всего к "денисовскому человеку" народность И (Yi Zu), проживающая в южных провинциях Китая. Представители этой этнической группы оказались чуть ближе к "денисовцам" по сравнению с некоторыми океаническими народностями - в частности, папуасами с острова Бугенвиль в составе Соломоновых островов.
Используя полученные данные, Скоглунд и Якобсон построили несколько моделей расселения людей по всему Старому Свету, в которых учитывался или игнорировался контакт предков современных людей-"мигрантов" из Африки с местными аборигенами - неандертальцами и "денисовцами". Моделирование подтвердило, что современный "разброс" генов мог возникнуть только в том случае, если предтечи кроманьонцев скрещивались с "денисовцами" и неандертальцами.
Денисовский человек («денисовец») представляет собой отдельную популяцию древних людей, отошедших от «основной ветви» развития человечества, примерно миллион лет назад. Денисовец известен по фрагментарному материалу из Денисовой пещеры в Солонешенском районе Алтайского края России.
Денисовская пещера в Солонешенском районе на Алтае - пока единственное место, где обнаружены прямые доказательства существования денисовцев - остатки их быта и окаменелости. Впервые этот регион был заселён людьми около 65 000 лет назад.
Денисовский человек - ископаемый подвид древних людей, фрагменты останков которого были обнаружены в Денисовой пещере на Алтае. ДНК денисовцев отличается от ДНК неандертальца и вида Homo sapiens, но ближе к неандертальцу. Возможно, ветвь денисовских людей отделилась от эволюционного древа около 700 000 лет назад.
В Денисовой пещеры были найдены миниатюрные иглы из костей птиц с просверленным ушком, бусины из скорлупы страусиного яйца, ожерелья из зубов животных, подвески из ракушек, украшения из поделочного камня.
Возможно, эти следы ДНК указывают на массовую миграцию денисовцев по территориям Китая, Малайзии, Индонезии и Папуа - Новой Гвинеи к Австралии.
«Посмотрите, где Алтай и где Австралия. Как это возможно? Как 4% ДНК денисовцев попали к австралийским аборигенам?» - удивляется Робертс.
Австралию от Алтая отделяют 8368 км (для сравнения, длина Транссибирской магистрали - 9289 км). Это невообразимое расстояние, поэтому в гипотезе Робертса сомневаются многие его коллеги.
Тем не менее, сам профессор считает, что всё возможно и представители древнего вида каким-то образом совершили это грандиозное путешествие.
ДНК денисовцев ранее находили у эскимосов и других северных народностей.
У эскимосов и денисовских людей общие гены
Жители северных регионов планеты, где средняя температура воздуха опускается до –30 °С, являются носителями генома, схожего с геномом денисовского человека - подвида вымерших людей, населявших Сибирь более 40 000 лет назад.
Температура в арктических районах Гренландии, Канады и Аляски часто превышает –30 °С. Многочисленная группа коренных народов севера Чукотки, Северной Америки, северных территорий Канады от полуострова Лабрадор до устья реки Маккензи — эскимосы (эскиманциг - «сыроед», «тот, кто ест сырую рыбу») и их подгруппа инуиты (люди) или юиты —сибирские эскимосы , переживают холода благодаря рыбной диете и способности генерировать тепло от определенного типа жира, накапливающегося в их телах.
Учёные сравнили генетические данные 200 гренландских инуитов с древней ДНК, взятой у неандертальцев, найденных в Денисовской пещере на Алтае.
Они выделили два гена - TBX15 и WARS2, составляющие ДНК, похожее на генетический вариант денисовского человека.
Ген TBX15 влияет на реакцию человеческого организма на холод и распределение жира. Оба гена активны в коже и жировой ткани и программируются иначе, нежели у неандертальцев и некоторых современных людей.
Ведущий исследователь Фернандо Расимо пояснил, что последовательность ДНК инуитов соответствует геному денисовского человека и отличается от других последовательностей, характерных для современного человека.
Изучение ДНК инуитов показало, что 80 % мужчин обладают Y-хромосомной гаплогруппой Q, 11,7 % - гаплогруппой R1,
8,3 % относятся к другим гаплогруппам.
То, что вид древних людей, обнаруженный в 2010 году в Денисовой пещере в Горном Алтае , был более культурно и духовно развит, чем его современник неандерталец, заключил еще автор находки – академик института археологии и этнографии СО РАН Анатолий Деревянко . Дескать, окружающий его быт был слишком уж продвинутым по тем временам – денисовец мог не только хорошо затачивать орудия, но даже сверлить отверстия, и наделал массу любопытных украшений. Теперь культурное превосходство денисовца над неандертальцем подтвердили и генетики. И вообще выяснили много интересных деталей…
Денисовец знал, что такое «хорошо», а что такое – «плохо»…
За основу наших исследований мы взяли образцы ДНК как денисовцев и неандертальцев, так и других разновидностей древних людей возрастом от 30 до 40 тысяч лет и старше, - рассказал «Комсомолке» кандидат биологических наук, заведующий лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ИЦиГ СО РАН Дмитрий Афонников . - И сравнили их микроРНК. Для тех, кто не знает – это генная структура, которая взаимодействует с матричной рибонуклеиновой кислотой и регулирует синтез белков сразу у группы генов.
Проще говоря, микроРНК – это природный стоп-кран, который словно арбитр решает: какие признаки в нас будут доминировать, а какие – заглохнут. Так вот, как оказалось, особенно интересными оказались 3 микроРНК у денисовца и 7 – у неандертальца. Однако функции они выполняли совершенно разные – неандертальцы благодаря им становились сильнее, а денисовцы – умнее. Причем не по годам!
Для того, чтобы каким-то образом адаптироваться, неандертальский человек должен был иметь хорошую регенерацию тканей, - рассказывает научный сотрудник ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Константин Владимирович Гунбин , - И нам посчастливилось найти те микроРНК, которые как раз отвечают за эти процессы. А вот в случае с денисовцем они непосредственно регулируют работу генов, которые отвечают за формирование и функционирование префронтальной зоны коры головного мозга - именно она отвечает прежде всего за получение и обработку информации, а также способность нормально жить в обществе, отличать хорошие поступки и плохие и предвидеть последствия своих действий.
…и «умнел» быстрее современного человека!
Более того - как полагают ученые, мозг человека из Денисовой пещеры развивался даже быстрее, чем у современного.
Об этом говорит количество мутаций в генах, отвечающих за фронтальную зону мозга, - поясняет генетик Дмитрий Афонников. – Их у денисовцев очень много, так что можно сказать, что они «умнели» быстрее, чем современные люди. Однозначно утверждать мы этого пока не можем. Но опыт подсказывает, что все было именно так – во всяком случае разум нынешнего человека и обезьян эволюционирует по такому алгоритму.
Вот только, как известно, обе ветви – и неандертальцы и денисовцы – оказались тупиковыми. Что, впрочем, не означает, что они исчезли в пыли тысячелетий без всякого следа. К примеру, древний homo sapiens в результате скрещивания позаимствовал у денисовца иммунитет против вирусных инфекций. Особенно это касается жителей далекой Малайзии – уже установлено, что их предки «сдружились» с денисовцами теснее всего – навеки приняв в свой генофонд от 4 до 6 генов «Человека алтайского».
Из досье "КП"
В научном журнале "Nature" в 2010 году вышло две публикации, касающихся фаланги мизинца существа, найденного в 2008 году в Денисовой пещере на Алтае учеными Института археологии и этнографии СО РАН. В числе авторов материалов - директор Института академик Анатолий Пантелеевич Деревянко и его заместитель по научной работе доктор исторических наук Михаил Васильевич Шуньков. Исследованиями занимался международный коллектив с участием как российских специалистов, так и известного палеогенетика Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка (Лейпциг , Германия ), руководившего ранее работами по расшифровке генома неандертальца. Редакция журнала "Nature" также обозначила исследования останков древнейших предков человека в списке двенадцати самых значимых событий 2010 года в мире науки.