Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

В геноме древнего усть-ишимца обнаружено 2 процента неандертальских примесей (примерно как у современных обитателей Евразии), но нет следов скрещивания с денисовцами. Его геном имеет одинаковый уровень сходства как с европейскими охотниками-собирателями, так и с жителями Восточной Азии. Это значит, что популяция сапиенсов, обитавшая в Сибири 45 тысяч лет назад, сформировалась еще до того, как предки современных азиатов отделились от предков европейцев.

Важно и то, что находка позволила датировать период скрещиваний праевразийцев с неандертальцами, в результате которых у современных европейцев и азиатов теперь имеются те самые 2 процента неандертальских генов. Для этого достаточно было оценить среднюю длину кусочков неандертальской ДНК в геноме усть-ишимца. Действительно, нетрудно представить, что происходит с кусочками полученных генетических вставок: при половом размножении в результате рекомбинации хромосом каждый участок ДНК дробится. Поэтому чем больше рекомбинаций (читай – скрещиваний), тем мельче нарезаны первоначальные вставки. У усть-ишимца череда предков, передававших потомкам неандертальское наследство, была гораздо короче, чем у современных людей.

Значит, кусочки неандертальских вставок должны быть длиннее. Так и оказалось – неандертальские вставки у усть-ишимца и вправду заметно длиннее. Зная время его существования (45 тысяч лет назад) и примерное число разделяющих нас поколений, ученые прикинули и время, когда мигранты, покинувшие Африку, скрещивались с неандертальцами. Расчеты дали оценку в 50–60 тысяч лет назад. Именно тогда толпа переселенцев, как их называет Сванте Пэабо, встретилась с неандертальцами на Ближнем Востоке. Оттуда одни популяции людей расселились на восток, в Азию, и дошли до Сибири, а другие отправились на запад, достигнув Пиренейского полуострова. И эта детальная картина древних миграций раскрылась благодаря молекулам ДНК из одного обломка кости.

Сванте Пэабо изначально поставил предел временного разрешения палеогеномики около сотни тысяч лет. За это время под действием химических процессов длинные молекулы ДНК распадаются до неузнаваемых фрагментов. Но вскоре стало понятно, что этот возраст можно отодвинуть и дальше. В лаборатории Сванте занялись костями из пещеры Сима-де-лос-Уэсос, которые датируют возрастом 400 тысяч лет (3). Это местонахождение на севере Испании давно известно палеонтологам, и название пещеры говорит само за себя – “яма костей”: там найдены кости трех десятков человек, которых относят к виду Homo heidelbergensis. Если бы удалось прочитать его геном, тогда можно было бы понять, кто такие эти загадочные гейдельбергские люди: прямые предки неандертальцев или имеют еще какую-то примесь?

Сама работа с ДНК стала возможной благодаря превосходным условиям “хранения” костей. Карстовая пещера расположена на глубине 30 метров под поверхностью земли и в 500 метрах от ближайшего выхода. Там всегда одна и та же температура (10,6 °C) и почти стопроцентная влажность. В целом это те самые условия, весь их комплекс, которые, по предположению Пэабо, должны замедлять разрушение молекул ДНК. Отметим, кстати, что за проблему сохранности древней ДНК взялись теперь весьма основательно. И если в лаборатории Сванте начались поиски особых “карманов” в костях, откуда можно извлечь больше древней ДНК, то сейчас местоположение таких надежных “карманов” уже известно. Например, лучше всего ДНК выделять из каменистой части височной кости, самой прочной из всех костей черепа; там ДНК сохраняется не только в идеальных условиях известняковых пещер, но даже в захоронениях жаркого и влажного климата (6).