Анализ древней ДНК опроверг гипотезу «экологического самоубийства» жителей острова Пасхи

Рапа-Нуи, также известный как остров Пасхи, — одно из самых изолированных обитаемых мест в мире. Расположенный в Тихом океане, он удален от ближайшего обитаемого острова более чем на 1900 км. Археологические и генетические данные свидетельствуют о том, что полинезийские народы заселили Рапа-Нуи около 1250 года. Европейцы достигли этого острова пять веков спустя — в 1722 году. Они эксплуатировали и убивали местных жителей, а также завезли возбудителей болезней, с которыми рапануйцы раньше не сталкивались. Так, вспышка оспы сократила население острова примерно до 110 человек.

Остров и его население были подробно изучены археологами, генетиками и антропологами, однако два ключевых момента демографической истории рапануйцев остаются спорными. Во-первых, речь идет о возможном антропогенном крахе популяции в 1600-х годах, который связывают с вырубкой лесов, военными конфликтами и чрезмерной эксплуатацией ресурсов. Во-вторых, под вопросом остается контакт между рапануйцами и коренными американцами.

Международный исследовательский коллектив задался целью выяснить геномную историю рапануйцев. Для этого они провели полногеномное секвенирование 15 древних людей, останки которых были обнаружены на этом острове. Генетический материал выделяли из музейных образцов — зубов и костей. Отсеквенированные с покрытием 0,4–25,6× геномы сравнивали с панелью, охватывающей 30 мировых популяций (включая Фиджи, семь полинезийских островов и современное население Рапа-Нуи). Генотипирование проводили по 755 094 однонуклеотидным полиморфизмам (SNP). Анализ F3 статистики и неравновесного сцепления генов, а также идентичности по происхождению (identity-by-descent, IBD) показал, что 15 древних жителей острова были наиболее близки к современным рапануйцам.

Геномы 15 древних рапануйцев позволили авторам изучить социальную динамику на острове до 1860-х годов, то есть до набегов перуанских работорговцев и принудительных переселений. Анализ родства проводили с помощью программ READ (Relationship Estimation from Ancient DNA) и NGSrelate2. Среди всех 15 древних островитян обнаружилась единственная пара родственников третьей или четвертой степени родства. Первой или второй степени родства выявлено не было. Более того, расчетные коэффициенты инбридинга для всех пар древних рапануйцев указывали на то, что их ближайшие предки также не состояли в близком родстве.

Оценка степени гомозиготности по числу и длине гомозиготных фрагментов (runs of homozygosity, ROH) показала, что древние рапануйцы несут в гомозиготных фрагментах гораздо большую часть генома, чем представители других популяций (средняя длина для рапануйцев — 198 cM, для жителей Евразии — 25 cM). Коэффициенты инбридинга и распределение длин ROH у древних рапануйцев указывают на то, что эффективный размер популяции у них был довольно низким.

Другой важный вопрос истории древних рапануйцев, который постарались прояснить авторы, — это «экологическое самоубийство», которое, по некоторым предположениям, случилось в 1600-х годах. Для этого ученые реконструировали эффективный размер популяции за последние 100 поколений. Предполагаемая динамика указала на уменьшение численности, которая достигла минимума примерно за 28 поколений (около 800 лет) до рождения 15 островитян, анализируемых в этой работе. Демографический коллапс в 1600-х годах, таким образом, не подтвердился. Не подтвердился он и в другой модели, которая симулировала прохождение двух бутылочных горлышек — одного при первоначальном заселении острова, другого — при предполагаемом «экологическом суициде». В обоих случаях результаты навели авторов на предположение, что на Рапа-Нуи проживала небольшая популяция, эффективная численность которой неуклонно росла с первоначального заселения острова до 1860-х годов.

С помощью F4 статистики исследователи также определили, что предки древних рапануйцев, по-видимому, скрещивались с коренными американцами. В их геномах обнаружилось 6.0–11.4% примеси. Смешение происходило за 17–32 поколения до среднего времени рождения 15-ти древних рапануйцев, анализируемых в данной работе. Если среднее время смены поколений оценивать в 29 лет, то смешение произошло приблизительно в 1336–1402 гг. н.э. Это согласуется с предполагаемым временем заселения Рапа-Нуи (1150–1280 гг. н. э.) и убедительно свидетельствует о том, что событие смешения не предшествовало заселению острова. Более того, такие результаты говорят о том, что полинезийские предки рапануйцев контактировали с коренными американцами значительно раньше первого появления европейцев на острове.

Представленные авторами работы геномы древних рапануйцев, таким образом, подтверждают транстихоокеанские контакты между полинезийцами и коренными американцами. А вот доказательств того, что жители Рапа-Нуи в 1600-х годах прошли бутылочное горлышко, которое считалось следствием вырубки лесов и чрезмерной эксплуатации ресурсов, исследователи не нашли и поэтому предлагают пересмотреть взгляды на демографическую историю рапануйцев.

Популяционные различия на островах Рюкю не связаны с миграцией