Мир до нас: Новый взгляд на происхождение человека
Шрифт:
Заметные отличия зубов неандертальцев проявляются уже на раннем этапе самостоятельной эволюции этого вида, что хорошо видно по материалам из раскопок в Сима-де-лос-Уэсос (Пещере костей), находящейся на севере Испании, близ Бургоса. Возраст этих останков превышает 400 000 лет{124}. Удивительно, что зуб «Денисова 4» так не похож на зубы неандертальцев, хотя у них и был общий предок, примерно соответствовавший по возрасту окаменелостям из Пещеры костей.
Итак, зуб сильно отличается от известных образцов. Но не было ли среди находок, сделанных археологами в Восточной Азии, чего-нибудь сходного с ним?
Предположительно этим могут оказаться, например, человеческие останки, добытые в Суйцзияо, что на севере Китая. В конце 1970-х гг. там раскопали верхнюю челюсть с шестью сохранившимися зубами, а также несколько отдельных
В совокупности же археологический материал гоминина из Суйцзияо лучше всего будет охарактеризовать словом «мозаичный», имея в виду мозаику свойств, не встречавшуюся до тех пор нигде в Евразии. Даже признавая, что эта находка вполне может оказаться останками денисовца, ряд исследователей усматривает в необычных, смешанных чертах основания для гипотезы, что человек из Суйцзияо был гибридной формой{128}. На этой версии мы остановимся позднее, сейчас же отметим только, что она вовсе не кажется невероятной, если взглянуть на генетические гибриды других животных, и в частности других приматов. У них нередко проявляется тенденция к укрупнению: более крупные зубы, более массивные черепа и т. д., о чем следует помнить, рассуждая о необычайной величине «Денисова 4».
Итак, между зубом «Денисова 4» и зубом человека из Суйцзияо прослеживаются некоторые параллели, которые могут оказаться важными, но все же недостаточны для того, чтобы послужить неоспоримым доказательством связи людей Суйцзияо с денисовской линией.
Человеческие останки, которые могут быть полезными для разрешения этого вопроса, находили и в других местах. На севере Китая, в провинции Хэнань, неподалеку от Сюйчана есть стоянка Линцзин. В 2007 г. археологи выкопали там желтый кусок закругленного черепного свода, вымытый из осадка, также содержавшего несколько прелестных кварцевых изделий{129}. К 2014 г., спустя еще семь полевых сезонов, экспедиция нашла два черепа без челюстей и лицевых костей. Возраст слоя, в котором были обнаружены останки сюйчанских людей, оценивается в 105 000–125 000 лет{130}. В этих образцах прослеживается смесь признаков: они имеют сходство с другими человеческими останками из Восточной Азии и в то же время поразительно похожи на неандертальские. К примеру, овальный (если смотреть сзади) контур черепа сразу наводит на мысль о неандертальцах. Размер мозга сюйчанского человека мог составлять 1800 см3, что также очень много{131} – больше, чем у любого неандертальца; да и у «современных» людей черепной коробки такого объема никогда не бывало.
Способна ли ДНК помочь нам разобраться в том, являлись ли сюйчанские люди денисовцами или нет?
Генетическим анализом черепных костей из Сюйчана занималась Цяомэй Фу из пекинского Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии (с ней мы уже встречались в главе 6, где описывалось, как она вместе с Йоханнесом Краузе обнаружила «Денисова 3»). К сожалению, ее группе не удалось извлечь достаточного количества пригодной ДНК, и поэтому сегодня мы просто не в состоянии точно определить таксономический статус этих доисторических людей. Причудливая мозаика, которую мы наблюдаем, дает повод думать, что эти люди принадлежали к популяции, прошедшей через межвидовое смешение, но, увы, в данный момент мы не можем с уверенностью сказать, так это или нет.
Из-за фрагментарности останков, обнаруженных в Денисовой пещере, малого количества сопоставимых образцов и удручающего отсутствия ДНК дальнейшая идентификация археологического материала, связанного с денисовцами, оказалась под вопросом. Но это вовсе не означает, что мы зашли в тупик. Один из методов, который позволит нам пролить свет на денисовцев и их вероятный облик, может лежать в области вычислительной биологии и еще только зарождающейся науки эпигенетики.
Эпигенетика, в частности, утверждает, что фенотипическая экспрессия – характеристики и морфология организма – способна изменяться при отсутствии изменений в последовательности ДНК организма. Это может показаться нелогичным, но суть здесь состоит в химических процессах, которые в состоянии «выключать» или модифицировать определенные гены.
На гены может влиять и добавление метильной группы к одному из оснований в последовательности ДНК. Эта группа состоит из одного атома углерода и трех – водорода, и присоединение такой молекулы к основанию (метилирование) способно изменить функции гена. Метилирование способно включать и выключать гены, и их экспрессия также может меняться под действием этих химических присадок. Выявление закономерностей метилирования даст нам ключ к пониманию фенотипической экспрессии.
Есть лишь одна проблема: после смерти организма и распада его ДНК и других биологических молекул, что очень часто наблюдается у археологических находок, метильные группы также распадаются и исчезают. Вместе с ними исчезает и потенциальная возможность реконструировать внешность доисторического существа. К счастью, у этого правила есть исключения: например, бизон возрастом 26 000 лет так хорошо сохранился в вечной мерзлоте, что ученые смогли восстановить картину метилирования его ДНК{132}. Но обычно это просто невозможно; на сегодняшний день в вечной мерзлоте не удалось обнаружить ни денисовцев, ни каких-либо других древних родственников человека.
Но в таком случае как же нам добыть эту информацию?
Ответ предложила группа израильских ученых: необходимо анализировать опосредованные данные о метилировании{133}. Для этого нужно выявить отличия в химическом составе нуклеотидного основания цитозина, образовавшиеся с течением времени. В главе 5 мы кратко упомянули о том, что цитозин со временем преобразуется в урацил (этот процесс называется дезаминированием{134}) и что это явление используется для выделения фрагментов действительно древней ДНК. Цитозин, задействованный в этом процессе, является неметилированным, то есть не имеет присоединенной метильной группы. А вот метилированный цитозин, распадаясь, превращается не в урацил, а в тимин. Поэтому те позиции генома, в которых находился цитозин, метилированный до смерти и разложения организма, должны содержать больше тимина, чем неметилированные позиции. Из этого можно сделать вывод, что переход Ц->Т служит опосредованным признаком метилирования в образцах древней ДНК.
Чтобы проверить потенциал своего метода, израильские ученые сначала изучили закономерности метилирования в геноме шимпанзе, сравнив фенотипы, предсказанные на основе так называемых карт метилирования, с реальным внешним видом шимпанзе. Они также испытали свой метод в приложении к неандертальцам, сопоставив их внешний вид с «Онтологией фенотипа человека» – базой данных генов, отключение или отсутствие которых вызывает перемены в анатомии. Первые испытания показали, что таким способом можно реконструировать отдельные физические особенности в обеих группах с точностью более 85 %{135}. Это весьма обнадеживало.
Далее ученые приступили к анализу соответствующих карт метилирования у денисовцев. Они сосредоточились на участках, которые содержат гены, отвечающие за определенные черты, и уделили особое внимание областям, прямо указывающим на конкретные признаки, характерные, скажем, для неандертальцев или, напротив, для «современных» людей. Так, путем сопоставления они создали изображение возможного облика денисовского человека.
Ну и как же могли выглядеть денисовцы?
Общей с неандертальцами была признана 21 черта внешности. В частности, исследователи предсказали в качестве одной из них низкий череп. Вероятно, для денисовцев были также характерны широкий таз, массивная нижняя челюсть, довольно плоский лоб и большая грудная клетка.