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.

подписатьсяОбсудить
00:06 14 августа 2016

Нечто

Что скрывается на секретной подледной базе США
Метамфетаминовая эпидемия
Во все тяжкие пустились страны, о которых вы и не думали
Итальянский афтершок
Землетрясение в Италии унесло жизни десятков человек
Нелетная погода
Почему Иран разрешил, а потом запретил России использование базы Хамадан
Землетрясение в центральной Италии
Погибли по меньшей мере 240 человек
Скованные беспроводной цепью
Рассказы домашних арестантов о жизни с электронным браслетом
На грани нервного взрыва
Зачем предприниматель Петросян захватил офис банка в центре Москвы
Все очень плохо
Почему новая холодная война опаснее старой
A Turkish army tank and an armored vehicle are stationed near the border with Syria, in Karkamis, Turkey, Tuesday, Aug. 23, 2016. Turkish media reports say Turkish artillery on Tuesday launched new strikes at Islamic State targets across the border in Syria, after two mortar rounds, believed to have been fired by the militants, hit the town of Karkamis, in Turkey's Gaziantep province. Hurriyet newspaper and other reports said the mortar rounds were fired from IS-held Jarablus, Syria.(IHA via AP)Новый поворот старой войны
Зачем Турция вошла на территорию Сирии
Рыжая и бесстыжая
Чем модельер Соня Рикель удивила мир
Более лучше
Как изменилась уличная мода в Москве за 25 лет
Так поплаваем!
Какие новинки ожидаются на яхтенных шоу в Черногории и в Каннах
Пошли на тело
Как и зачем в России отмечают день тельняшки
Дно Олимпиады
Проблемы Рио похлеще допингов и переломов
«Я не позволяла себе ничего, каждая копейка уходила на кредит»
Рассказ россиянки, купившей не одну квартиру при зарплате в 40 тысяч рублей
Камерная дача
10 фактов о доме в Форосе, ставшем тюрьмой для Горбачева
До чего докатились
Как выглядят лица людей, съехавших с небоскреба
Бабушкино наследство
Вся недвижимость кандидата в президенты США Хиллари Клинтон