Новое генетическое исследование, опубликованное в Science, выявило, что между неандертальцами, денисовцами и современными людьми шло взаимное скрещивание на протяжении 200’000 лет, что свидетельствует в пользу теории ассимиляции неандертальцев современными людьми.
С момента обнаружения первых костей неандертальцев в 1856 году интерес к этим древним гоминидам только растёт. Чем они отличаются от нас? Насколько они похожи на нас? Ладили ли с ними наши предки? Сражались ли с ними? Любили ли их? Недавнее открытие новой группы — денисовцев, похожих на неандертальцев и населявших Азию, только добавило новых вопросов.
Новая научная работа международной команды генетиков и экспертов по искусственному интеллекту добавляет совершенно новые главы в историю человека.
Под руководством Джошуа Эйки, профессора Принстонского института, исследователи обнаружили историю генетического смешения и обмена, которая свидетельствует о гораздо более тесной связи между этими древними группами людей, чем считалось ранее.
«Это первый случай, когда генетики выявили множественные признаки смешения современного человека и неандертальца, — говорит соавтор работы Лиминг Ли, профессор Юго-восточного Университета в Нанкине. — Теперь мы знаем, что на протяжении большей части истории человечества у нас были контакты между современными людьми и неандертальцами».
Гоминиды, которые являются нашими самыми прямыми предками, отделились от генеалогического древа неандертальцев около 600’000 лет назад и в следствии самостоятельного развития около 250’000 лет назад приобрели черты современного человека.
Непрерывное взаимодействие тысячелетиями
«С тех пор и до исчезновения неандертальцев, то есть примерно на протяжении 200’000 лет, современные люди взаимодействовали с неандертальскими популяциями», — говорит учёный.
Неандертальцы, которых когда-то представляли недалёкими и медлительными, теперь знают ловкими охотниками и умелыми изготовителями орудий труда, которые сложными снадобьями лечили раны, заботились о детях с симптомом Дауна, и были хорошо приспособлены к жизни в холодных европейских условиях.
Все три группы гомининов относятся к людям, но, чтобы избежать путаницы большинство археологов и антропологов используют сокращённые названия — «неандертальцы», «денисовцы» и «современные люди».
Анализируя геномы 2000 ныне живущих людей, а также трёх неандертальцев и одного денисовца, Эйки и его команда составили карту обмена генами между группами гомининов за последние четверть миллиона лет. Исследователи использовали генетический инструмент, разработанный ими несколько лет назад под названием IBDmix, который использует методы машинного обучения для расшифровки генома. Предыдущие исследователи полагались на сравнение геномов человека с «эталонной популяцией» современных людей, которые, как считалось, практически не имели ДНК неандертальцев или денисовцев.
Команда Эйки установила, что даже те группы, о которых идёт речь, которые живут за тысячи километров к югу от пещер неандертальцев, имеют следы ДНК неандертальцев, которые, вероятно, были перенесены на юг путешественниками (или их потомками).
С помощью IBDmix команда Эйки выявила первую волну контактов около 200-250 тысяч лет назад, ещё одну волну — 100-120 тысяч лет назад, и самую крупную — около 50-60 тысяч лет назад.
Пересмотр истории миграции человека
Эти данные резко контрастируют с предыдущими генетическими данными. «На сегодняшний день большинство генетических данных свидетельствуют о том, что современные люди появились в Африке 250’000 лет назад, оставались на месте в течение следующих 200’000 лет, а затем 50’000 лет назад решили покинуть Африку и расселиться по всему остальному миру», — объясняет Эйки.
«Наши модели показывают, что длительного периода обособления не было, но вскоре после появления современных людей они начали мигрировать из Африки и возвращаться в неё обратно, — говорит учёный. — Для меня эта история о расселении, о том, что современные люди перемещались и взаимодейсвовали с неандертальцами и денисовцами гораздо чаще, чем мы предполагали ранее».
Это видение человечества в движении совпадает с археологическими и палеоантропологическими исследованиями, свидетельствующими о культурном обмене и использовании орудий труда между группами гоминидов.
Важной особенностью работы Ли и Эйки было то, что они искали ДНК современного человека в геномах неандертальцев, а не наоборот.
«Подавляющее большинство генетических исследований за последнее десятилетие действительно было сосредоточено на том, как спаривание с неандертальцами повлияло на фенотип современного человека и нашу эволюционную историю, но эти вопросы актуальны и интересны и в обратном направлении», — добавляет Эйки.
Вероятно, потомство от первых волн скрещиваний неандертальцев и современных людей, осталось среди неандертальцев, поэтому не оставило никаких следов среди ныне живущих людей.
«Поскольку теперь мы можем включить неандертальскую историю в наши генетические исследования, мы видим эти более ранние расселения, которые не замечали ранее», — объясняет Эйки. Последним кусочком головоломки стало открытие того, что популяция неандертальцев была даже меньше, чем считалось ранее.
Генетическое моделирование традиционно использует вариативность в качестве показателя численности популяции. Чем разнообразнее гены, тем больше популяция. Но, используя IBDmix, команда Эйки показала, что значительная часть зафиксированного разнообразия происходит от последовательностей ДНК, унаследованных от современных людей, с их гораздо большей популяцией.
С учётом нового открытия эффективная численность неандертальцев оказалась не 3400 размножающихся особей, а примерно 2400.
Разгадка исчезновения неандертальцев
Собранные воедино новые находки рисуют новую картину того, как неандертальцы исчезли с лица земли около 30’000 лет назад.
«Мне не нравится говорить «вымирание», потому что я считаю, — говорит Эйки, — неандертальцы были в значительной степени поглощены».
По его мнению, популяция неандертальцев медленно сокращалась, пока последние выжившие не влились в сообщества современных людей.
Эта «модель ассимиляции» была впервые выдвинута Фредом Смитом, профессором антропологии из Университета штата Иллинойс, в 1989 году. «Наши результаты дают убедительные генетические данные, согласующиеся с гипотезой Фреда, и я думаю, что это действительно важно», — говорит автор новой работы.
«Неандертальцы балансировали на грани вымирания, вероятно, в течение очень долгого времени, — добавляет Эйки. — Если их численность сокращается на 10 или 20%, что, по нашим оценкам, соответствует действительности, это значительно уменьшит и без того подверженную риску популяцию.
Современные люди, по сути, были подобны волнам, разбивающимся о берег, которые медленно, но неуклонно размывали его. В конце концов, мы просто демографически превзошли неандертальцев и включили их в свою популяцию».
