Древнее ДНК-хранилище Алтая: как один зуб раскрыл секреты трёх древних народов

На Алтае, в знаменитой Денисовой пещере, ученые расшифровали ДНК человека, жившего около 200 тысяч лет назад. Это древнейший из всех известных высококачественных геномов архаичных людей. Новый анализ позволил заглянуть в прошлое на сотни тысяч лет и показал, что первые денисовцы отличались от своих более поздних потомков — и не только внешне, но и генетически.

Оказалось, что ранние обитатели Алтая уже успели перемешаться с неандертальцами, а в их ДНК сохранились следы еще более древних — неизвестных науке людей, которые жили задолго до разделения наших эволюционных линий.

Кто такие денисовцы

История этого загадочного вида началась всего полтора десятилетия назад. В 2010 году генетики впервые извлекли ДНК из крошечной фаланги пальца, найденной в Денисовой пещере, и поняли, что перед ними — новая ветвь человечества. С тех пор останки денисовцев находили лишь в пяти местах на планете: на Алтае, в тибетской пещере Байшия, в Лаосе, в Тайваньском проливе и в китайском Харбине, где был найден череп так называемого "человека-дракона".

Но информации о них оставалось мало. До сих пор ученые располагали только одним полностью расшифрованным геномом — Denisova-3, возраст которого составлял около 64 тысяч лет. Теперь к нему добавился второй, еще более древний — Denisova-25.

Как нашли и расшифровали древний геном

Новый образец был обнаружен в 2020 году в 17-м культурном слое южной галереи Денисовой пещеры — в отложениях, сформировавшихся 200-170 тысяч лет назад. Он представлял собой целый зуб верхней челюсти — крупный, с массивными корнями, характерный для денисовцев, но отличающийся рядом морфологических деталей.

Группой руководил Стефан Пейрень из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка. В исследовании участвовали коллеги из Германии, Канады, России и США, включая Сванте Паабо, лауреата Нобелевской премии и основателя палеогенетики.

Ученые выделили из зуба чрезвычайно хорошо сохранившуюся ДНК и секвенировали геном с глубиной покрытия 23,6x — это значит, что каждая часть была прочитана в среднем более двадцати раз, что обеспечивает высокую точность. По результатам анализа зуб принадлежал мужчине - редкий случай, ведь большинство древних геномов до сих пор принадлежали женщинам.

"Мы получили самое полное на сегодняшний день представление о ранних денисовцах. Их генетическая история оказалась гораздо сложнее, чем предполагалось", — отметил Стефан Пейрень.

Разные ветви одного народа

Сравнение генома Denisova-25 с более молодыми образцами показало, что ранние и поздние денисовцы, жившие в пещере с интервалом более чем в сто тысяч лет, принадлежали разным популяциям. По оценкам исследователей, они разделились примерно между 231 и 204 тысячами лет назад - то есть за несколько тысячелетий до жизни самого Denisova-25.

Это говорит о том, что Алтай в разные эпохи населяли разные волны денисовцев, которые могли мигрировать, исчезать и возвращаться снова.

Следы неандертальцев и еще более древних людей

Главное открытие — обнаружение в геноме Denisova-25 неандертальской примеси. Ее оказалось больше, чем у поздних денисовцев: около 3,6-5,2% против 1,8-2,5% у Denisova-3. Это значит, что их предки неоднократно скрещивались с ранними неандертальцами, а последняя такая встреча произошла примерно за 7-13 тысяч лет до жизни этого мужчины.

Но исследователей удивило другое. В его ДНК нашли фрагменты, не похожие ни на денисовские, ни на неандертальские, ни на человеческие. Эти участки указывают на примесь еще более древней популяции, отделившейся от общего древа задолго до появления современного человека. Вероятно, это был какой-то исчезнувший вид древних гомининов, о котором мы пока ничего не знаем.

"Можно сказать, что в генах Denisova-25 живет эхо совершенно неизвестных людей — прямых потомков древнейших обитателей Евразии", — пояснил Сванте Паабо.

Что рассказали молекулярные часы

Сравнивая скорость накопления мутаций, ученые пересчитали время разделения эволюционных линий людей. По их данным:

• общий предок неандертальцев и денисовцев отделился от линии Homo sapiens между 825 и 694 тысячами лет назад;

• затем между собой неандертальцы и денисовцы разошлись около 630-520 тысяч лет назад.

Такие данные согласуются с археологическими свидетельствами и указывают на то, что денисовцы могли сформироваться в Восточной Евразии, а неандертальцы — в западной части континента.

Малочисленный народ древнего Алтая

Анализ генома позволил оценить и численность популяции ранних денисовцев. Судя по данным, их было всего 50-60 особей - почти как у поздних неандертальцев из соседней Чагырской пещеры. Такое малое количество объясняет высокую степень родства: у Denisova-25 заметны признаки инбридинга, то есть браков между родственниками.

Поздние денисовцы, жившие 60-50 тысяч лет назад, были уже более многочисленны — вероятно, несколько сотен человек, расселенных по разным районам Алтая.

Таблица "Сравнение" древних геномов

Наследие денисовцев в нас самих

Несмотря на то что сами денисовцы исчезли, их гены живут в нас. Современные люди унаследовали от них важные участки ДНК, особенно представители Юго-Восточной Азии и Океании — там доля денисовского наследия достигает до 5%. Некоторые из этих генов отвечают за адаптацию к холоду, иммунитет и даже за переносимость высокогорья.

Новый анализ показал, что наши предки смешивались как минимум с тремя разными популяциями денисовцев, и эти контакты происходили уже после того, как человек разумный получил часть генов от неандертальцев. Это делает эволюционную картину еще сложнее и показывает, что древний мир был гораздо более связанным, чем предполагалось раньше.

А что дальше?

Секвенирование генома Denisova-25 — лишь начало новой главы. В ближайшие годы ученые обещают опубликовать еще два высококачественных генома неандертальцев:

• одного, жившего на Алтае около 110 тысяч лет назад,

• и другого — из Бельгии, возрастом около 49-39 тысяч лет.

Сравнение этих данных поможет окончательно восстановить древнюю генетическую карту Евразии — от первых миграций до смешения линий, давших начало современному человечеству.

Интересные факты

1. Почти все качественно секвенированные древние геномы принадлежат женщинам - поэтому мужской образец Denisova-25 особенно ценен.

2. Сохранившаяся ДНК столь древнего возраста — редчайшая удача: в большинстве случаев она полностью разрушается уже через сто тысяч лет.

3. Денисова пещера — уникальное место: в ней найдены останки не менее трёх разных видов людей - денисовцев, неандертальцев и современных Homo sapiens.

Исторический контекст

Открытие денисовцев стало одним из важнейших событий в антропологии XXI века. Оно разрушило привычную схему "неандертальцы — сапиенсы", показав, что в древней Евразии жило несколько пересекающихся видов людей. Они обменивались генами, знаниями и, возможно, культурой.

Теперь, благодаря геному возрастом 200 тысяч лет, ученые могут проследить эти связи еще глубже — до самого корня человеческого древа, где жили наши древнейшие предки, чьи имена наука пока не знает.