Місцезнаходження і вік п'яти пізніх неандертальців, чиї останки використані в дослідженні.
Кількість геномів стародавніх людей, доступних для дослідження, швидко зростає. Ось і в неандертальському полку прибуло! Кілька років фахівцям доводилося задовольнятися всього двома якісно прочитаними ядерними геномами неандертальців - з Денісової печери на Алтаї і Віндії в Хорватії. Добре, але мало!
У новій публікації в Nature група генетиків на чолі зі Сванте Пеєбо повідомляє, що їм вдалося прочитати повну генетичну послідовність 5 неандертальських індивідів: фрагмент стегнової кістки з Гойє (Гойє Q56-1, Бельгія, 43 - 42 тис. років), зуба з Спі (Спі 94а, Бельгія, 39 150 - 37 880 років), зуба з Ле Котте (Les Cottés Z4-1514, Франція, 43 740 - 42 720 років), невпізнаного кісткового фрагмента з Віндії (Віндія 87, Хорватія, стародавнє 44 тис. років) і фрагмента черепа дитини з Мезмайської печери (Мезмайська 2, Кавказ, 44 600 - 42 960 років). Як бачите, виходячи з дат, все це - пізні неандертальці, які вже цілком могли зустрічатися з нашими прямими предками, що прийшли в Євразію з Африки.
Для секвенування ДНК знадобилося кілька десятків міліграмів кожного зразка, до яких застосували нові технології очищення від забруднень. Виявляється, що, якщо обробляти зразки слабким розчином гідрохлориту натрію, кількість сучасних домішок багаторазово зменшується, а число фрагментів ДНК, що годяться для аналізу, істотно зростає. Завдяки такому підходу генетики змогли працювати зі зразками, раніше вважалися непридатними для досліджень. Тепер з цих останків вдалося витягти повний мітохондріальний і ядерний геноми.
Що показав аналіз отриманої інформації?
Наприклад, з'ясувалося, що за мітохондріальною ДНК французький неандерталець з Ле Котте близький своєму давнішому родичу з печери Окладнікова на Алтаї, а Мезмайська 2 групується зі знаменитим індивідом з грота Фельдхофер в Німеччині (за яким ще в XIX столітті неандертальців, власне, і описали). Це дивно і суперечить попереднім дослідженням, в яких мітохондріальні геноми чітко ділили неандертальців на східних і західних.
Генетики з'ясували стать досліджуваних родичів людини: Гойя, Ле Котте і Віндія 87 виявилися жінками, а Мезмайська 2 і Спі - чоловіками.
Крім того, вчені виявили, що Віндія 87 належить тому ж індивіду, що і Віндія 33.19, ядерний геном якого вже відомий експертам.
Автори роботи зіставили нові ядерні геноми з уже наявними неандертальськими ДНК, а також геномами денисовця і сучасних людей.
Як і слід було очікувати, на родоводі всі 7 неандертальців опинилися на окремій «гілочці» щодо денисівця. Еволюційна історія самих неандертальців така: спочатку від загального стовбура відокремився алтайський неандерталець, потім кавказець Мезмайська 1, а потім - пізні неандертальці, що утворюють єдину поклажу.
При цьому пізні неандертальці набагато родичніші індивіду з хорватської Віндії, ніж алтайцю.
Генетики переконалися, що родинні зв'язки неандертальців в цілому узгоджуються з географією їх розселення: два бельгійці «рідніше» всього один одному, трохи в більш далекій спорідненості складаються з неандертальцями Франції і Хорватії, найсильніше віддалені від Кавказу. Аналогічно неандертальці Віндії генетично ближче один одному, ніж будь-кому ще.
Однак чоловік Мезмайська 2 раптово виявився ближчим іншим пізнім неандертальцям, ніж більш стародавньому індивіду з тієї ж Мезмайської печери. Як це пояснити? Міграціями: або пізні неандертальці прийшли на Кавказ із Заходу і витіснили аборигенів, або, навпаки, мешканці західної Європи були заміщені якоюсь популяцією, спорідненою Мезмайська 2. І відбувалося це незадовго до повного неандертальського вимирання. Оскільки в цей час (між 60 і 24 тис. років тому) в Євразії лютував холод, мешканці півночі Європи могли повністю вимерти, а знелюднені краї колонізували неандертальці з півдня або із західної Азії. Яких, у свою чергу, винесли кроманьйонці з Африки.
Згідно з розрахунками генетиків, група пізніх неандертальців відокремилася від загального предка з алтайцем приблизно 150 тис. років тому, а від хорватської гілки - близько 70 тис. років тому. За цим же розрахунком, загальний предок неандертальців і денисівців жив приблизно 400 тис. років тому, а наш загальний сапієнтно-неандертальський пращур - 530 тис. років тому. Якось запізно, хоча автори і вказують на приблизність оцінок.
Зрозуміло, автори дослідження стосуються і теми змішання неандертальців і сапієнсів. Щоб прояснити деякі деталі, неандертальців зіставили з генетичними послідовностями 263 сучасних людей, а також кількома геномами стародавніх сапієнсів. Порівняння показало, що у сучасних людей помітно більше загальних просунутих алелей з пізніми неандертальцями, ніж з алтайською неандерталкою. До речі, це ж вірно для 45-тисячолітнього сибірського сапієнсу Усть-Ішим.
Автори підсумовують, що сапієнси змішувалися з деякою неандертальською популяцією пізніше 150 тис. років тому, але до того, як від цієї популяції відокремилися предки Мезмайської 1, тобто до 90 тис. років тому. Ну ось! Оскільки 90 тис. років тому кроманьйонці ще не прийшли в Європу, ми знову спрямуємо погляд на Близький Схід як ймовірне місце «зустрічі двох світів».
Спробували вчені порівняти геноми пізніх неандертальців і з ДНК сапієнса Пе ́ штера-ку-Оа ́ се 1 з Румунії (цей древній чоловік цікавий тим, що, ймовірно, був неандертало-кроманьйонським метисом всього лише в п'ятому-шостому поколінні). Однак аналіз нічого не дав, якість прочитання геному румунського кроманьйонця занадто низька.
Оскільки наші предки з неандертальцями змішувалися, швидше за все, неодноразово, потік генів повинен був відбуватися в обох напрямках. Однак у геномах пізніх неандертальців вчені слідів недавньої метисації з сапієнсами не знайшли. Якщо виходити з цих даних, неандертальці вплинули на предків сучасних людей набагато сильніше, ніж наші пращури - на неандертальців. Правда, кількість прочитаних неандертальських геномів все ще невелика, тому вчені закликають не поспішати з висновками. Родовід неандертальців і денісівців, згідно з відомими ядерними геномами.