Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»


ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке



Библиотека

 
Ф. Вильчек
«Красота физики». Глава из книги


Дж. Бэрроу
«История науки в знаменитых изображениях». Глава из книги


Ж. Резникова
И даман поманил за собой


В. Сурдин
Поиски новых планет


С. Горбунов
Сeratotherium simum cottoni. Последний из могикан


Д. Никифоров и др.
ЭКО: длинная история короткой встречи


А. Никонов
Небывалое бедствие в селе Кашкаранцы


Л. Сасскинд, Дж. Грабовски
«Теоретический минимум». Глава из книги


А. Сергеев, А. Благодатский
Насекомые и бионика: загадки зрительного аппарата


Л. Смолин
«Возвращение времени». Глава из книги







Главная / Новости науки версия для печати

Человек из Денисовой пещеры оказался не сапиенсом и не неандертальцем


Денисова пещера. Фото с сайта www.turistka.ru
Денисова пещера. Фото с сайта www.turistka.ru

В 2008 году в Денисовой пещере на Алтае российские археологи нашли кость последней фаланги мизинца человека, жившего там 30–50 тыс. лет назад. Анализ выделенной из кости митохондриальной ДНК показал, что мизинец, скорее всего, принадлежал не сапиенсу и не неандертальцу, а третьему виду людей. Какому именно — пока сказать трудно; возможно, это были представители поздних архантропов. Не исключено, что все три вида проживали на этой территории совместно и могли контактировать друг с другом. Остатки материальной культуры, обнаруженные в том же слое пещерных отложений, демонстрируют смесь признаков, характерных для среднего и верхнего палеолита.

Денисова пещера — один из самых известных археологических памятников эпохи среднего и верхнего палеолита на территории России. Палеолитические охотники периодически посещали пещеру на протяжении многих десятков тысячелетий и оставили в многометровой толще пещерных отложений множество следов своей деятельности.

В самых нижних слоях присутствуют архаичные среднепалеолитические каменные орудия, в которых некоторые эксперты усматривают даже раннепалеолитические черты. Возраст этих слоев, судя по найденным здесь костям мелких млекопитающих и другим косвенным признакам, составляет не менее 125 тыс. лет. Термолюминисцентное датирование кристаллов кварца показывает значительно более древний возраст — от 171 до 282 тыс. лет, но этот метод в данном случае не очень надежен. К песчинкам, занесенным «с улицы», могли подмешаться упавшие с потолка пещеры (последние будут иметь заведомо более древний термолюминесцентный возраст).

Выше идут более или менее типичные среднепалеолитические слои с орудиями, которые обычно ассоциируются с неандертальцами. Еще выше появляются изделия верхнепалеолитического типа, в том числе костяные орудия, иглы и украшения, типичные для сапиенсов. В отличие от Европы, переход от среднего к верхнему палеолиту в Центральной Азии не выглядит внезапным. В нём просматривается определенная преемственность технологий. В нескольких «переходных» слоях Денисовой пещеры, так же как и на других палеолитических стоянках Алтая, присутствует странная смесь средне- и верхнепалеолитических изделий (А. П. Деревянко и др. Природная среда и человек в палеолите Горного Алтая. Условия обитания в окрестностях Денисовой пещеры).

Верхняя часть раскопа в Денисовой пещере. Внизу видны слои 9 и 10. Полосатая толща над ними — голоценовые отложения (последние 10–12 тыс. лет). В это время в пещере стали регулярно жечь костры
Верхняя часть раскопа в Денисовой пещере. Внизу видны слои 9 и 10. Полосатая толща над ними — голоценовые отложения (последние 10–12 тыс. лет). В это время в пещере стали регулярно жечь костры

Раскопки в Денисовой пещере ведутся давно и на редкость тщательно. Работа эта чрезвычайно кропотливая и трудоемкая: кубометры грунта промываются и просеиваются буквально по песчинке в поисках артефактов и костей животных. Ни один мышиный зуб и ни один каменный обломок с признаками обработки не ускользнет от внимания археологов и палеонтологов. Несмотря на эти титанические усилия, человеческих костей в пещере так и не нашли, если не считать пары зубов (то ли неандертальских, то ли «наших» — мнения экспертов разделились) и обнаруженной в 2008 году фаланги мизинца. Видимо, древние обитатели пещеры не хоронили в ней своих сородичей и тем более не бросали их там, а куда-то переносили — попробуй найди их теперь.

Нижняя часть раскопа: от самых нижних слоев, относящихся к началу среднего палеолита, до верхнепалеолитических
Нижняя часть раскопа: от самых нижних слоев, относящихся к началу среднего палеолита, до верхнепалеолитических

Найденная фаланга мизинца была передана в институт Эволюционной антропологии им. Макса Планка в Лейпциге, где из кости выделили ДНК и собрали из обрывков полный митохондриальный геном древнего обитателя Денисовой пещеры. Результаты анализа этого генома опубликованы 24 марта на сайте журнала Nature. Значительная часть статьи посвящена описанию методики выделения, секвенирования и сборки фрагментов ДНК, а также многочисленных тестов, предназначенных для проверки аутентичности выделенных фрагментов и правильности их «прочтения».

В целом митохондриальная ДНК в этой кости оказалась достаточно «чистой», а достоверность результатов секвенирования — весьма высокой. Каждый участок генома был реконструирован на основе большого количества (от 2 до 602, в среднем 156) независимо прочтенных фрагментов ДНК. Затем всю процедуру повторили на основе ДНК из другого фрагмента той же косточки и другой технологии секвенирования. Результат — полный митохондриальный геном — получился точно таким же. Целый ряд признаков, таких как средняя длина выделенных фрагментов и характерные изменения на их концах, свидетельствуют о древности изученной ДНК и об отсутствии позднейших загрязнений.

Митохондриальный геном древнего человека сравнили с 54 митохондриальными геномами современных людей со всех концов света, мт-геномом верхнепалеолитического Homo sapiens из Костёнок (возраст около 30 тыс. лет), шестью полными мт-геномами европейских неандертальцев и двумя неполными мт-геномами неандертальцев из грота Тешик-Таш в Узбекистане и пещеры Окладникова на Алтае (см.: Палеогенетические данные расширили ареал неандертальцев на 2000 км на восток, «Элементы», 09.10.2007). Пещера Окладникова, где были найдены неандертальские кости возрастом 30–38 тыс. лет, находится всего в сотне километров от Денисовой.

Оказалось, что человек из Денисовой пещеры по нуклеотидной последовательности митохондриального генома отстоит от современных людей в среднем вдвое дальше, чем неандертальцы (см. таблицу). Неандертальцы, со своей стороны, отличаются от человека из Денисовой так же сильно, как сапиенсы. Митохондриальные геномы современных людей в пределах исследованной выборки отличаются друг от друга не более чем на 106 нуклеотидов, в среднем — на 59,7. Различия между сапиенсами и неандертальцами — в среднем 201,6 нуклеотидов. От человека из Денисовой пещеры нас отделяет в среднем 384,9 нуклеотидных различий, от шимпанзе — 1461,5. Общий размер мт-генома у всех трех видов людей и у шимпанзе — 16 560–16 570 пар нуклеотидов (плюс–минус несколько).

Таблица: средние попарные нуклеотидные различия между мтДНК 54 современных людей, 6 неандертальцев, человека из Денисовой пещеры и шимпанзе. (Из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Nature)

  Средние нуклеотидные различия Максимальные различия Минимальные различия
Между 54 современными людьми 59,7 106 1
Между современными людьми и 6 неандертальцами 201,6 220 185
Между современными людьми и человеком из Денисовой пещеры 384,9 396 372
Между современными людьми и шимпанзе 1461,5 1474 1448

При помощи сложных математических методов, которые к настоящему времени уже достигли высокой степени надежности, авторы оценили время расхождения эволюционных линий, одна из которых привела к человеку из Денисовой, а другая — к общему предку сапиенсов и неандертальцев. Получилось, что это разделение произошло около миллиона лет назад — вдвое раньше, чем разошлись пути сапиенсов и неандертальцев. Необходимо помнить, что речь здесь идет только о митохондриальных геномах, которые наследуются исключительно по материнской линии. Это значит, что примерно миллион лет назад (точнее, с 95-процентной вероятностью от 779 до 1314 тыс. лет назад) жила последняя общая прародительница человека из Денисовой, сапиенсов и неандертальцев по прямой женской линии. Последняя прародительница сапиенсов и неандертальцев, тоже по непрерывной женской линии, жила, согласно приведенным в статье расчетам, примерно 466 тыс. лет назад (с 95-процентной вероятностью 321–618 тыс. лет назад).

Филогенетическое дерево, основанное на митохондриальных геномах сапиенсов, неандертальцев и человека из Денисовой пещеры. На карте цифрами указаны точки, откуда происходит каждый геном (кроме американских). Рис. из обсуждаемой статьи в Nature
Филогенетическое дерево, основанное на митохондриальных геномах сапиенсов, неандертальцев и человека из Денисовой пещеры. На карте цифрами указаны точки, откуда происходит каждый геном (кроме американских). Рис. из обсуждаемой статьи в Nature

Зная только митохондриальный геном человека из Денисовой и не имея ни ядерного генома, ни каких-либо данных о скелете (фаланга мизинца не в счет), невозможно сказать наверняка, что это был за человек и в каком родстве с сапиенсами и неандертальцами он на самом деле состоял. Ясно только, что материнская линия, к которой он принадлежал, не была ни сапиентной, ни неандерталоидной. Ядерные гены этого человека (а следовательно, и все его существенные морфологические признаки) могли соответствовать истории, которую рассказывает митохондриальный геном — и тогда это был, вероятно, какой-то поздний архантроп, похожий на гейдельбергского или родезийского человека или, может быть, на Homo antecessor.

Последний вид жил примерно в то время, когда разделились митохондриальные линии неандертальцев/сапиенсов и человека из Денисовой (см.: Люди пришли в Европу более миллиона лет назад, «Элементы», 02.04.2008). Некоторые эксперты считают его общим предком сапиенсов, гейдельбержцев и их потомков — неандертальцев. Может быть, какие-то другие потомки H. antecessor или близких к нему форм мигрировали в Центральную Азию, и в Денисовой пещере остался мизинец позднего отпрыска этой линии. Авторы предполагают, что человек из Денисовой может происходить от какой-то особой волны переселенцев из Африки, более поздней, чем первый исход эректусов (около 1,9 млн лет назад), но более ранней, чем гипотетический выход из Африки предков неандертальцев.

Все это, однако, пока лишь предположения. Истории, рассказываемые ядерными и митохондриальными геномами, совпадают не всегда. Например, эпизодическая межвидовая гибридизация может приводить к интрогрессии (проникновению) в генофонд одного из видов «чужого» митохондриального генома. Есть и другие теоретически возможные интерпретации. К сожалению, одного-единственного митохондриального генома, без данных по ядерным генам и без морфологической информации, явно недостаточно для окончательных выводов. Поэтому журналисты, поспешившие объявить о найденном в Денисовой пещере «новом виде людей», явно поторопились и скорее всего попали пальцем в небо.

Тем не менее открытие показало, что генетическое разнообразие палеолитического населения Алтая 30–50 тыс. лет назад было, по-видимому, необычайно высоким. С точными датировками находок в этом районе имеются серьезные трудности, однако вся совокупность имеющихся данных свидетельствует о том, что люди, относящиеся к совершенно разным материнским (митохондриальным) линиям — неандертальцы, сапиенсы и загадочные «денисовцы», — возможно, какое-то время проживали на одной территории все вместе. По крайней мере, никаких признаков резких смен технологии и «культурных революций» здесь не наблюдается. Археологические данные свидетельствуют скорее о смешении или плавном перетекании друг в друга различных культур.

Образцы каменных орудий (в основном среднепалеолитического типа) из слоя 11 в Денисовой пещере. Рисунок из монографии А. П. Деревянко и др., 2003
Образцы каменных орудий (в основном среднепалеолитического типа) из слоя 11 в Денисовой пещере. Рисунок из монографии А. П. Деревянко и др., 2003

11-й слой Денисовой пещеры, в котором найден мизинец, содержит странную смесь среднепалеолитических артефактов (обычно приписываемых неандертальцам) и позднепалеолитических изделий, характерных для сапиенсов. В самих позднепалеолитических орудиях заметны следы культурно-технологической преемственности, как будто некоторые приемы, применявшиеся при их изготовлении, были переняты позднепалеолитическими мастерами у местных среднепалеолитических племен.

Образцы верхнепалеолитических каменных и костяных изделий из слоев 11 и 9 Денисовой пещеры. Рисунок из монографии А. П. Деревянко и др., 2003
Образцы верхнепалеолитических каменных и костяных изделий из слоев 11 и 9 Денисовой пещеры. Рисунок из монографии А. П. Деревянко и др., 2003

Один из авторов обсуждаемой статьи, академик А. П. Деревянко, в течение многих лет руководящий раскопками в Денисовой пещере, является сторонником «мультирегиональной» теории, согласно которой в наших жилах течет кровь не только небольшой кучки сапиенсов, вышедших из Африки около 50–80 тыс. лет назад, но и неандертальцев (по крайней мере азиатских — с европейскими наши предки, скорее всего, и впрямь не скрещивались), а может быть, и азиатских архантропов (см.: А. П. Деревянко. Человек идет по свету). Среди западных антропологов эту теорию сейчас поддерживают лишь немногие (см.: Древнейшая история человечества пересмотрена, «Элементы», 02.03.2006). Результаты изучения мтДНК человека из Денисовой пещеры не могут служить весомым аргументом ни «за», ни «против» мультирегиональной теории. Но всё-таки складывающийся образ совместного проживания на одной территории трех неродственных групп людей, в сочетании с преемственностью и смешением культур, придает этой версии некоторое дополнительное правдоподобие.

Источник: Johannes Krause, Qiaomei Fu, Jeffrey M. Good, Bence Viola, Michael V. Shunkov, Anatoli P. Derevianko, Svante Pääbo. The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia // Nature. 2010. Advance online publication 24 March 2010.

См. также:
1) А. П. Деревянко, М. В. Шуньков, А. К. Агаджанян, Г. Ф. Барышников, Е. М. Малаева, В. А. Ульянов, Н. А. Кулик, А. В. Постнов, А. А. Анойкин. Природная среда и человек в палеолите Горного Алтая. Условия обитания в окрестностях Денисовой пещеры. 2003.
2) Палеогенетические данные расширили ареал неандертальцев на 2000 км на восток, «Элементы», 09.10.2007 (в конце этой заметки приведен список ссылок по теме).

Александр Марков


Комментарии (30)



Последние новости: АнтропологияАлександр Марков

23.05
В Китае найдены древнейшие многоклеточные водоросли
16.05
Уровень полученного образования отчасти зависит от генов
10.05
ГМО будут совершенствоваться при помощи искусственной эволюции
4.05
Рост концентрации CO2 в атмосфере способствует увеличению растительного покрова
25.04
Расшифрованы генетические основы быстрых эволюционных изменений размера клюва у дарвиновых вьюрков
20.04
Расшифровка древней ДНК рассказала о происхождении южноамериканских индейцев
18.04
Ученые выяснили, почему бактериофагам трудно бороться с иммунной системой бактерий
12.04
Рибоза и другие сахара могут синтезироваться в частицах межзвездного льда под действием ультрафиолетового излучения
5.04
Хоббиты с острова Флорес оказались вчетверо старше
4.04
В мозге рыб обнаружен переключатель, настраивающий на победу или поражение в драке


Новости науки по темам: антропология, археология, астрономическая научная картинка дня, астрономия, биология, биотехнологии, генетика, геология, затмения, информационные технологии, космос, лингвистика, математика, медицина, нанотехнологии, наука в России, наука и общество, Нобелевские премии, палеонтология, Первое апреля, психология, технологии, физика, химия, эволюция, экология, энергетика, этология

Новости науки по авторам: Валентин Анаников, Дарья Баранова, Вера Башмакова, Александр Бердичевский, Максим Борисов, Варвара Веденина, Александр Венедюхин, Михаил Волович, Михаил Гарбузов, Алексей Гиляров, Дмитрий Гиляров, Сергей Глаголев, Евгений Гордеев, Николай Горностаев, Владимир Гриньков, Дмитрий Дагаев, Юрий Ерин, Анастасия Еськова, Дмитрий Жарков, Андрей Журавлёв, Дмитрий Замолодчиков, Игорь Иванов, Вячеслав Калинин, Павел Квартальнов, Мария Кирсанова, Дмитрий Кирюхин, Александр Козловский, Юлия Кондратенко, Артем Коржиманов, Ольга Кочина, Виталий Кушниров, Иван Лаврёнов, Алексей Левин, Андрей Логинов, Сергей Лысенков, Лейла Мамирова, Александр Марков, Мария Медникова, Вадим Мокиевский, Григорий Молев, Тарас Молотилин, Марат Мусин, Максим Нагорных, Елена Наймарк, Алексей Опаев, Петр Петров, Александр Пиперски, Константин Попадьин, Сергей Попов, Роман Ракитов, Татьяна Романовская, Александр Самардак, Александр Сергеев, Андрей Сидоренко, Виктория Скобеева, Даниил Смирнов, Дарья Спасская, Любовь Стрельникова, Алексей Тимошенко, Александр Токарев, Мария Шнырёва, Сергей Ястребов, Светлана Ястребова

Новости науки по месяцам: 2016 V, IV, III, II, I  2015 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2014 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2013 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2012 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I  2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I 

Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):

 


Где еще почитать научные новости: «Биомолекула», «Вокруг света», Газета.ру. Наука, «Наука и жизнь», Наука и технологии РФ, «Научная Россия», «Популярная механика», РИА Наука, «Чердак», N+1, Naked Science

 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия