Число геномов древних людей, доступных для исследования, быстро растёт. Вот и в неандертальском полку прибыло! Несколько лет специалистам приходилось довольствоваться всего двумя качественно прочтёнными ядерными геномами неандертальцев — из Денисовой пещеры на Алтае и Виндии в Хорватии. Хорошо, но мало!
В новой публикации в Nature группа генетиков во главе со Сванте Пеебо сообщает, что им удалось прочесть полную генетическую последовательность 5 неандертальских индивидов: фрагмент бедренной кости из Гойе (Гойе Q56-1 , Бельгия, 43—42 тыс. лет), зуба из Спи (Спи 94а, Бельгия, 39 150—37 880 лет), зуба из Ле Котте (Les Cottés Z4-1514, Франция, 43 740—42 720 лет), неопознанного костного фрагмента из Виндии (Виндия 87, Хорватия, древнее 44 тыс. лет) и фрагмента черепа ребёнка из Мезмайской пещеры (Мезмайская 2, Кавказ, 44 600—42 960 лет). Как видите, исходя из дат, всё это — поздние неандертальцы, которые уже вполне могли встречаться с нашими прямыми предками, пришедшими в Евразию из Африки.
Для секвенирования ДНК потребовалось несколько десятков миллиграммов каждого образца, к которым применили новые технологии очистки от загрязнений. Оказывается, что, если обрабатывать образцы слабым раствором гидрохлорита натрия, количество современных примесей многократно уменьшается, а число фрагментов ДНК, годящихся для анализа, существенно возрастает. Благодаря такому подходу генетики смогли работать с образцами, ранее считавшимися негодными для исследований. Теперь из этих останков удалось извлечь полный митохондриальный и ядерный геномы.
Что показал анализ полученной информации?
Например, выяснилось, что по митохондриальной ДНК французский неандерталец из Ле Котте близок своему более древнему родственнику из пещеры Окладникова на Алтае, а Мезмайская 2 группируется со знаменитым индивидом из грота Фельдхофер в Германии (по которому ещё в XIX веке неандертальцев, собственно, и описали). Это странно и противоречит предыдущим исследованиям, в которых митохондриальные геномы чётко делили неандертальцев на восточных и западных.
Генетики выяснили пол исследуемых родственников человека: Гойя, Ле Котте и Виндия 87 оказались женщинами, а Мезмайская 2 и Спи — мужчинами.
Кроме того, учёные обнаружили, что Виндия 87 принадлежит тому же индивиду, что и Виндия 33.19, ядерный геном которого уже известен экспертам.
Авторы работы сопоставили новые ядерные геномы с уже имеющимися неандертальскими ДНК, а также геномами денисовца и современных людей.
Как и следовало ожидать, на родословном дереве все 7 неандертальцев оказались на отдельной «веточке» по отношению к денисовцу. Эволюционная история самих неандертальцев такова: сначала от общего ствола отделился алтайский неандерталец, затем кавказец Мезмайская 1, а потом — поздние неандертальцы, образующие единую кладу.
При этом поздние неандертальцы гораздо родственней индивиду из хорватской Виндии, чем алтайцу.
Генетики убедились, что родственные связи неандертальцев в целом согласуются с географией их расселения: два бельгийца «роднее» всего друг другу, чуть в более дальнем родстве состоят с неандертальцами Франции и Хорватии, сильнее же всего удалены от Кавказа. Аналогично неандертальцы Виндии генетически ближе друг другу, чем кому-либо ещё.
Однако мужчина Мезмайская 2 внезапно оказался ближе другим поздним неандертальцам, чем более древнему индивиду из той же Мезмайской пещеры. Как это объяснить? Миграциями: либо поздние неандертальцы пришли на Кавказ с Запада и вытеснили аборигенов, либо, наоборот, обитатели западной Европы были замещены какой-то популяцией, родственной Мезмайская 2. И происходило это незадолго до полного неандертальского вымирания. Поскольку в это время (между 60 и 24 тыс. лет назад) в Евразии свирепствовал холод, обитатели севера Европы могли полностью вымереть, а обезлюдевшие края колонизировали неандертальцы с юга или из западной Азии. Которых, в свою очередь, вынесли кроманьонцы из Африки.
Согласно расчётам генетиков, группа поздних неандертальцев отделилась от общего предка с алтайцем примерно 150 тыс. лет назад, а от хорватской ветви — около 70 тыс. лет назад. По этим же расчётом, общей предок неандертальцев и денисовцев жил примерно 400 тыс. лет назад, а наш общий сапиентно-неандертальский пращур — 530 тыс. лет назад. Как-то поздновато, хотя авторы и указывают на приблизительность оценок.
Разумеется, авторы исследования касаются и темы смешения неандертальцев и сапиенсов. Чтобы прояснить некоторые детали, неандертальцев сопоставили с генетическими последовательностями 263 современных людей, а также несколькими геномами древних сапиенсов. Сравнение показало, что у современных людей заметно больше общих продвинутых аллелей с поздними неандертальцами, чем с алтайской неандерталкой. Кстати, это же верно для 45-тысячелетнего сибирского сапиенса Усть-Ишим.
Авторы заключают, что сапиенсы смешивались с некоторой неандертальской популяцией позднее 150 тыс. лет назад, но до того, как от этой популяции отделились предки Мезмайской 1, то есть до 90 тыс. лет назад. Ну вот! Поскольку 90 тыс. лет назад кроманьонцы ещё не пришли в Европу, мы снова устремляем взор на Ближний Восток как вероятное место «встречи двух миров».
Попытались учёные сравнить геномы поздних неандертальцев и с ДНК сапиенса Пе́штера-ку-Оа́се 1 из Румынии (этот древний человек интересен тем, что, вероятно, был неандертало-кроманьонским метисом всего лишь в пятом-шестом поколении). Однако анализ ничего не дал, качество прочтения генома румынского кроманьонца слишком низкое.
Поскольку наши предки с неандертальцами смешивались, скорее всего, неоднократно, поток генов должен был происходить в обоих направлениях. Однако в геномах поздних неандертальцев учёные следов недавней метисации с сапиенсами не нашли. Если исходить из этих данных, неандертальцы повлияли на предков современных людей гораздо сильнее, чем наши пращуры — на неандертальцев. Правда, число прочтённых неандертальских геномов всё ещё невелико, поэтому учёные призывают не спешить с выводами.