Мир до нас: Новый взгляд на происхождение человека
Шрифт:
Кости ног из Тяньюаня также представляли немалый интерес. Ученые сравнили состояние костей ступни, в частности среднего пальца, людей среднего палеолита, живших более чем 40 000 лет назад, «современных» людей, живших 30 000–40 000 лет назад, и людей наших дней[63]. Любая кость пластична и меняется под действием нагрузок и напряжения. Идея состояла в том, что после того, как люди стали обуваться, некоторые кости ступни уменьшились в размерах. У людей, которые постоянно ходят босиком, есть заметное расстояние между большим и остальными пальцами, а вот после введения в обиход обуви кости пальцев уменьшаются и утончаются, тогда как мышцы ног по большей части остаются неизменными. Исследование показало, что кость среднего пальца ноги скелета из Тяньюаня тонкая и, можно сказать, изящная; отсюда последовало вполне оправданное предположение, что данная особь ходила обутой{221}. В Тяньюане мы получили самое раннее свидетельство такой
Исследователи из лейпцигского Института Макса Планка попытались извлечь из тяньюаньских находок ядерную ДНК, но на первых же шагах столкнулись с трудностями. Дело в том, что ДНК очень плохо сохранилась: эндогенной, то есть присущей именно этому организму, оказалось лишь 0,03 %. Для того чтобы увеличить содержание восстановимой ДНК и извлечь ее столько, сколько потребуется для анализа, ученые использовали поистине гениальный новый метод, именуемый «ловлей на живца». Он позволяет создать значительное количество последовательностей ДНК, соответствующих, по расчетам ученых, последовательностям человеческой ДНК, которые они предполагают получить из древних образцов. Настроить такой анализ на выявление верных последовательностей ДНК возможно, хотя и весьма дорого, поскольку занимаются этим только коммерческие компании. Группа сосредоточилась на выделении ДНК, соответствующей последовательности 21-й хромосомы человека, и использовала для этого последовательности из базы данных человеческого генома[65]. Для того чтобы «выловить» ДНК из тяньюаньских образцов, было задействовано 973 304 пробы; картировать удалось около 30 млн оснований из неповторяющихся секций генома – поистине невероятный научный подвиг.
Результаты показали, что у людей из Тяньюаня была примерно такая же доля неандертальской ДНК, что и у современных обитателей материковой Азии (около 1,7 %), а вот содержание денисовской ДНК разрешающая способность метода установить не позволила. Однако, как мы вскоре увидим, усовершенствование метода дало возможность увеличить его разрешение.
В марте 2017 г. группа из Вашингтонского университета в Сиэтле получила потрясающие данные, которые пролили свет на историю денисовцев и древние случаи смешения, происходившие в Восточной Евразии, островной Юго-Восточной Азии и Меланезии. Ученые решили изучить архаичные части последовательностей ДНК генома сегодняшнего человека при помощи нового действенного статистического метода (S*-статистики{222}), позволяющего провести анализ гораздо быстрее, чем это делалось ранее[66]. Были исследованы неафриканские геномы из большой базы данных проекта «1000 геномов»[67], а также геномы 5600 живущих ныне людей из 19 популяций Азии, Европы и обеих Америк.
Просматривая результаты, ученые обратили внимание на два определенно разных компонента денисовской ДНК в некоторых из обследованных современных популяций. Первый компонент, так называемая близкородственная часть, состояла из ДНК, наиболее близко связанной с геномом «Денисова 3». Они обнаружили эту ДНК в геномах людей из Японии и трех китайских популяций (жителей Пекина, дайцев и представителей народа хань, живущих на юге страны). Второй компонент – так называемая умеренно родственная часть – имел более отдаленную связь с «Денисова 3». Такую ДНК обнаружили у современных папуасов, океанийцев и меланезийцев. Впрочем, у японской и трех китайских групп были найдены признаки обоих видов связи: и близкородственной, и умеренно родственной. Это подтвердило данные упомянутой выше работы, обнаружившей небольшое количество денисовской ДНК в популяциях восточных азиатов и коренных американцев, но при значении около 0,2 % ее было в 25 раз меньше, чем у меланезийцев{223}.
Полученные сведения указывали на то, что некогда существовали две различные, генетически расходящиеся группы денисовцев. Денисовская популяция, распространившаяся по Восточной Евразии, не была однородной и цельной, а имела более сложную организацию. В то же время исследователи установили, что неандертальская ДНК у групп современных европейцев и азиатов, судя по всему, происходит из единой популяции, не имевшей подобной усложненной структуры.
Но этим потрясающие открытия не исчерпывались. Были идентифицированы секции древней ДНК, не соответствующие ни одному из древних геномов. Они составляли около четверти сигнала древней ДНК и не увязывались ни с денисовским, ни с неандертальским геномом. На мой взгляд, наиболее вероятное объяснение этому состоит в следующем: это тоже неандертальская и денисовская ДНК, которую не удается согласовать с базой данных лишь потому, что нам еще только предстоит выявить широту диапазона генетических вариаций в этих группах, а число геномов с высоким покрытием пока что сильно ограничено. Вторая, куда более интригующая догадка заключается в том, что неизвестная ДНК может принадлежать другому древнему и до сих пор генетически неидентифицированному гоминину, который много тысяч лет назад также внес свой вклад в унаследованный человеком геном. К этой версии мы вернемся в главе 14.
Открытие, из которого следовало, что в геноме жителей Новой Гвинеи и Меланезии отметилась другая, не столь тесно связанная с «Денисова 3» популяция денисовцев, заставило нас обратить более пристальное внимание на этот регион, стремительно обретающий все большее значение для палеоантропологии.
Среди всех островов Земли Новая Гвинея занимает второе место по площади после Гренландии{224} (800 000 км2) и одно из первых – по экологическому разнообразию. Западную часть острова практически пополам разделяет горная система, срединные нагорья которой занимают вершины высотой 4500–5000 м, а низины и часть центральных областей представляют собой просторные заливные поймы. Климат очень разнообразен и в основном определяется тропическими циклонами, внутритропической зоной конвергенции (экваториальной областью, где сходятся пассаты, которую иногда называют экваториальной штилевой полосой) и влиянием океана. В срединном горном массиве выпадает от 7000 до 8000 мм дождевых осадков в год, а в Порт-Морсби, столице Папуа – Новой Гвинеи – 1000 мм. Остров принадлежит к Тихоокеанскому вулканическому огненному кольцу, и, следовательно, вулканическая и сейсмическая активность здесь обычное явление; несомненно, уже с момента появления на острове первых людей география их расселения и практика землепользования формировались под ее влиянием.
С топографией Новой Гвинеи и ее неоднородным растительным покровом, безусловно, связано и поразительное разнообразие человеческих групп и языков на острове. На Новой Гвинее насчитывается свыше 850 языков, что составляет ни много ни мало 12 % от количества языков во всем мире{225}. На одних языках говорят тысячи людей, на других лишь десятки, но все они продолжают существовать за счет изоляции их носителей, обусловленной географическими факторами.
Но отражено ли это разнообразие племен и языков в генетическом разнообразии нынешних обитателей острова или же новогвинейцы связаны между собой тесными родственными связями? Генетические исследования в этом регионе еще пребывают в зачаточном состоянии, однако свежие результаты позволяют предположить заметные генетические различия между группами островитян. Недавнее исследование, оперировавшее образцами 381 ныне живущего человека, принадлежащего к 85 различным языковым группам, преимущественно из западной части Папуа – Новой Гвинеи{226}, показало, что разница между некоторыми племенными группами значительно больше, чем между обитателями всей современной Европы. Особенно резко она проявляется при сопоставлении жителей нагорных и низинных областей Папуа – Новой Гвинеи. Генетическое разделение между некоторыми группами, по оценочным данным, произошло еще 10 000–20 000 лет назад. Существенная разница отмечена даже между географически близкими группами; обусловлена она, без сомнения, двойным – языковым и ландшафтным – барьером.
К сожалению, выяснить, насколько глубоко в древность уходят корни этого генетического многообразия, очень и очень непросто из-за давней проблемы плохой сохранности ДНК в тропиках. Поэтому ученые, по примеру группы из Вашингтонского университета, сосредоточили усилия на расширении исследований ДНК живых людей из этого региона.
Специалисты из новозеландского Университета Мэсси совсем недавно провели анализ ДНК 161 человека из 14 групп жителей различных островов, от Суматры до Новой Британии{227}, и впервые секвенировали полные геномы индонезийцев. Этот факт обескураживает и даже вызывает недоверие, если вспомнить, что Индонезия – четвертая по величине страна в мире с населением 267 млн человек и территорией размером с континентальную Европу.
Исследователей интересовало изучение потомков двух выявленных ранее популяций денисовцев. Однако выяснилось, что они нашли гораздо больше, чем рассчитывали. Они выделили у современных новогвинейцев ту часть ДНК, которая соответствует древней ДНК денисовцев (использовав для этого мощные статистические методы, в том числе и S*-статистику), и сравнили ее с геномом денисовцев на Алтае. При помощи «анализа расхождений» они установили количество несовпадений денисовской ДНК папуасов с последовательностью древних обитателей Алтая и неожиданно увидели не одну, а две позиции расхождения в ДНК. Это могло означать лишь то, что папуасы унаследовали ДНК от двух генетически различных популяций денисовцев.
Ученые назвали их D1 и D2.
А теперь вспомним об открытии, сделанном в Восточной Азии исследователями из Вашингтонского университета: они установили, что в геноме некоторых людей также есть две интрогрессии, одна из которых – такая же D2, как у папуасов, а вторая – D0 – иная (D0 ближе всего к алтайским денисовцам). Популяция D1, похоже, включает в себя только папуасов.
Эти данные говорят о том, что в действительности могло существовать три генетически различных популяции денисовцев.