Недавние палеогенетические исследования показали, что для ранних видов человека межвидовое скрещивание было обычным явлением.
Однако о том, когда, где и как часто оно происходило, почти ничего не было известно. Используя палеоантропологические и генетические данные, а также суперкомпьютерное моделирование древнего климата, международная группа исследователей обнаружила, что межледниковые климатические эпохи и соответствующие им изменения растительного покрова Земли создавали общие места обитания неандертальцев и денисовцев, увеличивая вероятность скрещивания и поток генов в некоторых регионах Европы и Центральной Азии.
В клетках современных людей есть небольшое количество генов, полученных от неандертальцев и денисовцев. Недавно установлено, что «Денни», гоминид возрастом 90 000 лет, — дочь отца-денисовца и матери-неандертальки, а значит, межвидовое скрещивание могло быть весьма распространённым среди ранних видов человека. Но когда, где и с какой периодичностью происходило это скрещивание?
Корейские и итальянские учёные взялись ответить на этот вопрос, создав единую команду. Результаты проведённого ими исследования опубликованы 10 августа 2023 года в журнале «Science». Используя археологические находки, суперкомпьютерное моделирование древнего климата и генетическую информацию, корейско-итальянская команда учёных смогла определить, где пересекались неандертальцы и денисовцы и где были «горячие точки», т. е. места наиболее интенсивных контактов.
«О том, когда, где и как часто неандертальцы и денисовцы скрещивались на протяжении всей их общей истории, — объясняет доктор Цзяоян Руан (Jiaoyang Ruan), научный сотрудник Центра климатической физики Института фундаментальных наук (IBS Center for Climate Physics, ICCP), Южная Корея, — почти ничего не было известно. И вот мы попытались выяснить потенциал неандертальско-денисовской смеси, используя модели распределения видов, в которых сведены воедино, с одной стороны, обширная археологическая и генетическая информация, а с другой — информация об изменениях климата и биосферы, полученная при помощи моделей глобальной климатической циркуляции с учётом взаимодействия атмосферы и океана».
Исследователи обнаружили, что изначально неандертальцы и денисовцы имели разные экологические предпочтения. Если денисовцы приспособились жить в холодных местах, таких как бореальные леса и тундра на северо-востоке Евразии, то их родственники-неандертальцы предпочитали более тёплые леса и поля умеренного климата юго-запада. Однако смещения орбиты Земли вызывали изменение климатических условий, а значит, и характера растительности. Это вынуждало оба вида гоминид мигрировать в сторону географически пересекающихся мест обитания, что делало вероятность их межвидового скрещивания более высокой.
Проведя анализ миграции гоминид, корейско-итальянская команда определила «горячие точки» контактов между неандертальцами и денисовцами. Учёные пришли к выводу, что такими точками были Центральная Евразия, горы Кавказа, Тянь-Шаня и Чанбайшаня. Выявив эти пересекающиеся места обитания, исследователи смогли поместить «Денни» в соответствующий климатический контекст и вдобавок подтвердили достоверность других научно установленных случаев генетического скрещивания. Кроме того, исследователи отметили, что на протяжении периодов, примерные рамки которых 340—290, 240—190 и 130—80 тысяч лет назад, денисовцы и неандертальцы могли интенсивно контактировать в Сибирском Алтае.
Для дальнейшего выяснения факторов, создавших «качели скрещивания востока и запада», команда изучила изменение структуры растительности в Евразии за последние 400 тысяч лет. Как установили учёные, выросшая концентрация в атмосфере СО2 и сравнительно мягкие межледниковые условия жизни вызвали расширение лесов умеренного климата на восток в центральную Евразию и расселение неандертальцев на денисовских землях. Напротив, пониженная концентрация СО2 и соответствующий ей более суровый ледниковый климат могли фрагментировать область их обитания, уменьшая контакты и межвидовое скрещивание.
«На сроки и интенсивность потенциального межвидового скрещивания влияли обусловленные климатом ярко выраженные зональные сдвиги в основной области пересечения денисовцев и неандертальцев в центральной Евразии, которые, по-видимому, объясняются реакцией климата и растительности на изменения концентрации в атмосфере СО2 и объёма ледникового щита северного полушария», — отмечает старший автор Аксель Тиммерманн, директор ICCP и профессор Пусанского национального университета (Pusan National University), Южная Корея.
Таким образом, согласно проведённому исследованию, события, опосредованные климатом, сыграли решающую роль в росте потока генов среди ранних видов человека и оставили неизгладимый след в генетическом наследстве современных людей.
Автор оригинальной публикации — Ли Джэ Ын (이제은).
