Не счесть гипотез о причинах вымирания неандертальцев. Истреблены кроманьонцами? Погибли в вулканическую зиму? Замёрзли? Задохнулись дымом в плохо проветриваемых пещерах? Гораздо меньше внимания привлекает вопрос: а почему неандертальцы после первой встречи с сапиенсами так долго продержались? И речь не о кровожадности наших предков. Картина вытеснения европейских аборигенов кроманьонцами — гостями из Африки выглядит действительно странно. Впервые древние сапиенсы столкнулись с неандертальцами как минимум 130 тыс. лет назад в Леванте, на Ближнем Востоке. И что дальше? А ничего. Десятки тысяч лет сапиенсы не продвигались в Евразию, а неандертальцы не распространились дальше Аравийского полуострова на юг. Граница их ареалов проходила через Левант, пока около 50 тыс. лет назад наши предки «вдруг» не хлынули в Европу и за какие-то несколько тысяч лет не стали доминирующим видом. 39 тыс. лет назад от былого неандертальского величия не осталось и следа.
Чем же объяснить длительное противостояние в Леванте? Авторы новой статьи в Nature Communications полагают, что причина кроется в инфекционных заболеваниях, которые могли создать непроницаемый для обоих видов барьер. Пути предков сапиенсов и неандертальцев разошлись 700—800 тыс. лет назад. Неандертальцы сформировались в условиях ледниковой Европы, тогда как родиной сапиенсов, вероятно, стала тропическая Африка. В течение тысячелетий каждый из видов адаптировался к своему специфическому набору патогенов. Вместе с мигрантами в Левант пришли их родные, приручённые инфекции. Поэтому, когда группе охотников удавалось продвинуться в «тыл врага», там их поджидали не только недружелюбные чужаки, но и весь букет новых хворей. Барьер между ареалами двух видов, по мысли исследователей, создавали инфекции. Почему же это препятствие наконец рухнуло? Авторы статьи полагают, что победить незнакомые болезни помогла гибридизация. На границе ареалов происходило смешение и так каждая из популяций получала новые генетические варианты — в том числе, связанные с иммунитетом к болезням. Исследования палеогенетиков подтвердили, что среди неандертальских генетических вариантов, доставшихся нам, немало аллелей, связанных с иммунитетом. Потомки от смешанных браков постепенно приспосабливались к новым патогенам, последствия инфекций слабели, и в конце концов обитатели пограничной линии смогли проникать на чужую территорию без опасения заболеть. Болезни перестали сдерживать колонизацию, барьер рухнул, и началась беспрепятственная экспансия сапиенсов в Евразию, где в ход пошли другие конкурентные преимущества — более смертоносное оружие, более совершенная социальная организация и так далее.
Но почему перевес оказался на стороне сапиенсов? Исследователи предполагают, что соотношение было изначально несимметричным. В тропиках, откуда пришли наши предки, биоразнообразие выше, чем в умеренных широтах. Это касается и патогенов. Поэтому гости из Африки пожаловали в Левант с более разнообразным багажом заболеваний, и бедным неандертальцам досталось больше новых инфекций. К тому моменту, когда сапиенсы уже были готовы покорять неандертальские земли, неандертальцы всё ещё боролись с грузом заморских вирусов. Так получилось, что перевес оказался на стороне предков современного человека. А двигаясь вглубь Евразии, кроманьонцы сталкивались с новыми группами «непуганых» неандертальцев, у которых не было вообще никакого иммунитета против сапиентной заразы…
Аналогичная ситуация возникла, когда в Новый Свет прибыли колонизаторы из Европы, которые привезли с собой много новых для аборигенов инфекций. Только в этом случае дело было не в разном климате, а в более высокой плотности населения в Евразии, а также в контактах с живущими рядом с людьми животными, которые «наградили» нас подарочками, типа чумы или туберкулёза. Другой современный пример — эпидемия беличьей оспы, занесённая серыми белками из Северной Америки и истребляющая популяции рыжих белок в Евразии. Территории, опустошённые эпидемией, заселяются серыми мигрантами из Нового Света.
Чтобы проверить свою гипотезу, учёные использовали математические модели взаимодействия двух популяций на пограничной территории, учитывающие обмен генами и естественный отбор.
При разных вариантах модели итог получался таким, как было предсказано: один из видов раньше достигал уровня адаптации, позволявшего ему вторгаться на чужую территорию, при этом его популяция росла, и ещё больше возрастал пресс болезней по отношению ко второму виду. У второго вида выше смертность, падает численность, возможности адаптироваться падают вместе с ней.
Конечно, в модели многое не учтено — например, то, что каждому из видов нужно было адаптироваться к новому климату; что частота контактов между группами зависела не только от численности, но и от традиций. Например, охотники-собиратели могли охотиться на конкурентов, а могли наоборот, избегать встреч с ними. Также надо заметить, что генетическая адаптация происходит не только в результате потока генов от другого вида, но и благодаря новым мутациям. Но поскольку возникновение мутаций — процесс гораздо более медленный, им в данном случае можно пренебречь.
Модели моделями, а какие фактические данные могут подтвердить гипотезу? Таких свидетельств пока что немного. Мы знаем, что неандертальцы и древние сапиенсы смешивались, причём обмен генами не был симметричным: нашим предкам генетического материала от неандертальцев досталось больше, чем в обратном направлении. В модели, описанной исследователями, именно так и получается. Однако нужно уточнить, что палеогенетики исследуют геномы европейских неандертальцев, а отнюдь не жителей Леванта.
Анализ распространения некоторых современных патогенов, например некоторых папилломавирусов, говорит о том, что они могли достаться нам от неандертальцев или других древних гоминин. Как бы узнать о распространении древних инфекций побольше? Для решения этой задачи исследователи хотят задействовать прекрасный источник — ДНК микроорганизмов из отложений на археологических памятниках. Методика уже отработана, материал ждёт скрупулёзных исследователей.