Сомнительная родословная

Найденный недавно новый вид людей оказался предком меланезийцев

Жители Папуа Новой Гвинеи. Фото с сайта beloit.edu

Благодаря новым технологиям ученые в последние годы здорово изменили представление людей об их собственной эволюции. В начале 2010 года группа палеонтологов объявила, что им удалось обнаружить новый вид человека, а в этот четверг исследователи сообщили, что этот новый вид был одним из предков современных жителей Меланезии - они несут в своей ДНК до 6 процентов древних генов.

Вслепую

Еще 15 лет назад открытие нового вида людей было бы невозможно по причине того, что тогда ученые не умели толком работать с ДНК, которая пролежала в мерзлом грунте, или влажной пещере, или слое глины несколько сотен тысяч лет. При помощи существовавших тогда методов выделения ДНК и ее "прочтения" было невозможно найти редкие и сильно порванные молекулы среди дезоксирибонуклеиновых кислот микробов и самих исследователей, здорово перевешивавших искомую ДНК по массе.

Но в 2000-х годах технологии стали совершенствоваться с невиданной скоростью (не в последнюю очередь потому, что методы выделения ДНК из "сложных" образцов востребованы в медицине, и на их разработку выделяются большие деньги), и у палеонтологов, наконец, появился шанс узнать о вымерших родственниках человека всю подноготную. До недавнего времени исследователи делали предположения о внешнем облике и образе жизни древних людей, основываясь только на анализе найденных костей и орудий труда. Но очень часто находки представляли собой не целые скелеты или хотя бы их значительные части, а отдельные косточки небольшого размера.

Исследователи в Денисовой пещере. Фото Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology
Исследователи в Денисовой пещере. Фото Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Иногда можно делать уверенные выводы о месте изучаемого объекта на эволюционном древе и по таким скудным исходным данным - например, если ученые находят кости черепа или запястья, которые служат четкими маркерами принадлежности к тому или иному виду. Но чаще, если кости оказываются диагностически бесполезными, их просто описывают, присваивают им какой-нибудь сложный номер и отправляют в архив музея или института.

Так случилось и с осколком кости мизинца, который нашли российские ученые, работавшие в Денисовой пещере в Алтайском крае. Помимо этой невзрачной косточки в пещере было обнаружено множество предметов, которые характерны для неандертальских стоянок, так что исследователи решили, что кость принадлежит одному из представителей вида Homo neanderthalensis. Так они и думали бы до сих пор, если бы не их коллеги из института эволюционной антропологии в Лейпциге, а точнее, из лаборатории шведа Сванте Паабо (Svante Paabo).

Пионер

Эта фамилия стала известна в кругах палеонтологов и далеких от палеонтологии людей в 2008 году, когда в лаборатории Паабо была впервые расшифрована митохондриальная ДНК неандертальца. Митохондрии - это клеточные органеллы, отвечающие за обеспечение клетки энергией. В далеком прошлом они были свободноживущими бактериями, но потом стали жертвами более агрессивных клеток, которые "поработили" митохондрий, приспособив для собственных нужд. Тем не менее, часть своей ДНК бывшие бактерии сохранили, и ее анализ часто используется для установления эволюционных связей между организмами.

Итак, Паабо и его сотрудники, используя разработанную ими методику выделения ДНК из древних образцов, смогли с высокой надежностью восстановить последовательность митохондриальной ДНК неандертальца, жившего около 38 тысяч лет назад. Но ДНК митохондрий очень короткая и, кроме того, она передается по наследству только от матери к дочери (то есть, в ней отражена только эволюционная история женщин), так что делать с ее помощью исчерпывающие выводы о родственных связях Homo sapiens и Homo neanderthalensis, а также о характеристиках самих неандертальцев нельзя.

Практика публикования серии статей с уточняющими результатами довольна обычна в среде ученых. Нередко уже на стадии подготовки первой статьи исследователи получают более точные результаты, однако они предпочитают опубликовать их отдельно, чтобы на выходе иметь больше рейтинговых публикаций.

Спустя всего четыре месяца Паабо опубликовал статью, в которой представил черновой вариант расшифровки ядерного генома неандертальца, а еще через месяц была опубликована более надежная версия расшифровки. Наконец, в начале мая 2010 года в журнале Science вышла статья ученого и его соавторов, в которой был представлен еще более полный (но, по-прежнему, черновой) вариант генома H. neanderthalensis. Кроме того, в статье были приведены некоторые выводы, сделанные на основании анализа расшифрованной ДНК. В числе прочего Паабо и коллеги заключили, что представители вида H. sapiens и неандертальцы скрещивались между собой и у них были общие дети. По оценкам исследователей, в геноме современных жителей Земли (за исключением обитателей Африканского континента) содержится от 1 до 4 процентов неандертальских генов. Позже выяснилось, что наши предки заводили романы и с другими видами рода Homo. Подробнее об этом можно прочитать здесь.

Вернемся к кости из Денисовой пещеры. Получив от российских коллег крошечный фрагмент мизинца предположительно неандертальца, Паабо и его сотрудники при помощи своей методики смогли выделить из него митохондриальную ДНК и провести ее анализ. К большому удивлению ученых, которые рассчитывали получить последовательность ДНК еще одного H. neanderthalensis, геном митохондрий обитателя сибирской пещеры не был похож на геном, выделенный из митохондрий неандертальцев. Сравнив полученную последовательность с последовательностями современных и древних людей, а также с ДНК бонобо и шимпанзе, ученые заключили, что денисовец, как они прозвали "владельца" кости, генетически отстоял от человека разумного даже дальше, чем неандерталец.

Зуб человека из Денисовой пещеры. Изображение Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology
Зуб человека из Денисовой пещеры. Изображение Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

В своей новой работе, которая 23 декабря была опубликована в журнале Nature, Паабо и соавторы представили анализ ядерной ДНК денисовца. Оказалось, что дезоксирибонуклеиновые кислоты загадочного представителя рода Homo прекрасно сохранились в образце из алтайской пещеры - обычно ДНК изучаемых видов составляет не более 5 процентов от общего количества ДНК в образце (остальное приходится на ДНК микроорганизмов), а в данном случае этот показатель составил 70 процентов. В итоге исследователи довольно быстро расшифровали полный геном денисовца, хотя и не с очень высокой надежностью - в среднем, каждая "буква" генома была прочитана два раза. Можно предположить, что в обозримом будущем Паабо опубликует еще одну статью с уточненным вариантом последовательности.

Дополнительно выводы ученых подтверждают результаты исследования зуба, также найденного в пещере. Анализ выделенной из него митохондриальной ДНК показал, что зуб принадлежит другому денисовцу, но не неандертальцу. Внешний вид этого зуба отличается как от зубов H. neanderthalensis, так и от зубов H. sapiens - зуб из Денисовой пещеры заметно более примитивен. Авторы полагают, что денисовцы могли получить примитивные черты в наследство от своего общего предка с человеком разумным и неандертальцем и, в отличие от двух своих родственников, сохранить их. Кроме того, Паабо и коллеги не исключают, что зубы были "подарены" денисовцам еще каким-то, пока неизвестным ученым, видом людей.

Все мы немножко лошади

Сравнивая последовательности ДНК разных видов, ученые оценивают количество отличий между ними. Со временем отдельные буквы в ДНК изменяются на другие, и такие изменения – мутации – передаются по наследству. Чем больше различных мутаций в ДНК двух сравниваемых организмов, тем больше времени прошло с того момента, как их эволюционные пути разошлись.

Анализ полученных генетических данных подтвердил: человек из Денисовой пещеры относится к неизвестному ученым виду людей. Сравнив ДНК денисовца (а точнее, денисовки - как выяснилось, осколок кости принадлежал девочке) с ДНК неандертальца и ДНК различных популяций H. sapiens, как вымерших, так и ныне живущих, ученые смогли оценить количество отличий в геномных последовательностях и приблизительно восстановить эволюционную историю денисовцев.

Паабо и коллеги заключили, что эволюционная ветвь предков девочки из Денисовой пещеры отделилась от ветви, ведущей к неандертальцам, около 640 тысяч лет назад. Около 50-60 тысяч лет назад денисовцы встретились с представителями вида H. sapiens, которые только-только вышли из Африки и еще не успели добраться до Европы, и в результате возникших контактов передали нашим предкам часть своих генов. Второй раз человек разумный пересекся с денисовцами около 45 тысяч лет назад - в межвидовой контакт вступили H. sapiens, направлявшиеся в Меланезию и Папуа Новую Гвинею. Анализ ДНК нескольких коренных меланезийцев показал, что в их геноме содержится от 4 до 6 процентов "денисовских" генов.

Полученные Паабо и коллегами данные заставляют ученых пересмотреть свои представления о миграциях людей. Присутствие генов денисовцев и неандертальцев в популяциях людей, населяющих разные регионы планеты, свидетельствует, что после выхода из Африки (а не исключено, что и до) разные виды людей скрещивались друг с другом и совершали длительные путешествия. Число останков, которые находят палеонтологи, весьма ограничено, поэтому по ним не всегда возможно воссоздать древние маршруты. Однако ДНК наших вымерших родственников сохраняет свидетельства их перемещений, и по мере того, как исследователи будут расшифровывать новые геномы древних людей, мы, возможно, узнаем о них (и о себе) много интересного.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 22 февраля 2017
Допрос обвиняемого - митрополита Петроградского Вениамина на судебном процессе по делу об изъятии церковных ценностей, проходившем в зале филармонии

Сидеть!

Как молодая советская власть карала своих граждан
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
«Этот разговор чудовищно безнравственный»
О праве церкви на Исаакий, ее взглядах на искусство и влиянии на государство
Один на всех
В Новгороде пьяный пациент избил санитарку, медсестру, охранника больницы
Тюбик за триста
Чем и почем кормят депутатов Госдумы
«Религиозность нашего социума сильно переоценена»
Почему передача Исаакиевского собора РПЦ стала проблемой для церкви и общества
TEHRAN, Nov. 19, 2015 (Xinhua) -- Iranian engineers work at the South Pars gas field at the southern Iranian port of Assalouyeh, Iran, Nov. 19, 2015. The South Pars/North Dome field is a natural gas condensate field located in the Persian Gulf. The South Pars or North Dome field is a natural gas condensate field located in the Persian Gulf. It is one of the world's largest gas fields, shared between Iran and Qatar. (Xinhua/Ahmad Halabisaz) (Credit Image: Global Look Press via ZUMA Press)
Photographer: © Ahmad HalabisazПризрачная угроза
Сможет ли иранский газ бросить вызов интересам России?
Real estate magnate Donald Trump waves as he leaves a Greater Nashua Chamber of Commerce business expo at the Radisson Hotel in Nashua, New Hampshire, May 11, 2011. Trump suggested Wednesday it's not much fun flirting with the idea of running for president in the face of relentless attacks and ridicule. REUTERS/Don Himsel/Pool (UNITED STATES - Tags: POLITICS)Прощание с иллюзией
Почему Трамп не мог оправдать надежд на нормализацию отношений с Россией
Желтую расу — в лагеря
Жизнь японцев, интернированных в США во время войны
Самый лучший президент
Американские историки составили список наиболее успешных руководителей страны
Детские деньги
Как открыть частный детсад и сэкономить
Леонид Хазанов: Налоговая блокада
Или как облегчить экспорт металлургам
Большая перемена
Частные инвесторы заинтересовались школами и детсадами
Кислая ситуация
Почему российский рынок еще долго не избавится от дефицита молока
Допрос обвиняемого - митрополита Петроградского Вениамина на судебном процессе по делу об изъятии церковных ценностей, проходившем в зале филармонииСидеть!
Как молодая советская власть карала своих граждан
Старые кирпичи, новые цены
Воскресший Nokia 3310 и таинственный Samsung: новинки Mobile World Congress
Ястреб сбит, ястреб сбит!
Пушка-ловушка, орлы и другие неожиданные способы уничтожить беспилотник
После большевистской попытки захвата власти 3-4 июля 1917 года в Петрограде«События в столице застали Ильича врасплох»
Как Сталин, Ленин и Троцкий провели «жаркий» июль 1917 года
Говоря «да»
Молодые и красивые обитатели Бруклина на снимках вундеркинда Гарольда Файнстайна
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
twen, Nr. 6, 1969, Фотография: Гвидо Мангольд, графика: Вилли Флекхаус«Опаснее тысячи порножурналов»
Король книжного и журнального дизайна Вилли Флекхаус
Чемодан не долетел
Что делать, если авиакомпания потеряла ваш багаж
Страна оленья
Почему Якутия — главное направление для путешествий в этом году
A view of the cathedral in Naumburg/Saale, Germany, 21 Janaury 2016. After the first application in summer 0215 failed, a second attempt is being made to register Naumburg Cathedral as a UNESCO world heritage site. Саксония с замками и вином
«Лента.ру» открывает неизвестные россиянам уголки Германии
В отпуск с кошкой
Как правильно организовать путешествие с домашними животными
Мимимиметр сломался
Азиатский бум на умилительных собак пришел в Instagram
«Местные со мной два года не здоровались»
История программистки из Москвы, переехавшей в итальянские Альпы
Я не знаю, как она это делает
Личный опыт: быть фитнес-звездой Instagram и многодетной матерью одновременно
Натянуть уши на нос
Шесть необычных поводов для обращения к пластическому хирургу
Ружье и палатка: уникальные автомобильные опции
Инструменты, ружье, пылесос и другие необычные вещи в комплекте с машиной
Автомобили, заслужившие «Оскар»
Машины, которым стоило бы вручить самую престижную кинопремию
Ferrari для чемпиона
На аукционе продадут Ferrari Майка Тайсона
Летают, но низенько-низенько
11 машин, способные ехать по любой поверхности. Точнее, даже не ехать
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды