«Человек-дракон» из Харбина оказался денисовцем

В Cell и Science вышли статьи об исследовании мтДНК и протеома черепа древнего человека из Харбина. В той и другое работе участвовали сотрудники пекинского Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии, первый автор обеих статей — Цяомэй Фу, ранее работавшая вместе с нобелевским лауреатом Сванте Паабо и Дэвидом Райхом.

Авторы первой статьи — исследователи из Китая и США при участии нобелевского лауреата Сванте Паабо. Они сообщают о результатах анализа ДНК древнего человека, жившего более 140 тысяч лет назад, на территории современного Харбина (Манчжурская равнина, Китай). Его череп был обнаружен еще в 1933 году на берегу реки Сунгари, во время строительства моста. В тот момент это была территория Манчжоу-Го, государства, контролируемого Японией. Человек, нашедший череп, — подрядчик, руководившей бригадой строителей, — закопал его в заброшенном колодце, чтобы скрыть от японской администрации. (Незадолго до этого в Китае были найдены останки синантропа, поэтому значимость палеонтологических открытий население понимало.) Этот человек не сообщал о находке и при новой власти, так как опасался раскрыть свои «связи с японскими империалистами». Только в 2018 году его внуки откопали череп, и палеоантрополог Цян Цзи из Университета Хэбэй, соавтор обеих публикаций, убедил их передать его ученым.

Точное местонахождение и стратиграфический контекст установить уже не представлялось возможным. Наиболее достоверная датировка черепа дает возраст около 146 тысяч лет; это средний плейстоцен, предпоследняя ледниковая эпоха, когда до Харбина доходила вечная мерзлота, а на Манчжурской равнине жили мамонты и шерстистые носороги.

Найденный череп был низким и длинным, широким в верхней части, с большим носовым отверстием и развитым надбровным гребнем. Объем мозга составлял 1420 см³, что находится в пределах диапазона для людей современного типа и неандертальцев. Сохранился один зуб — верхний левый второй моляр крупного размера, сильно стертый. Находке присвоили видовое название Homo longi, потому что провинцию Хэйлунцзян, где находится Харбин, также называют Лунцзян (Longjiang) — Река Дракона; отсюда прозвище «человек-дракон».

По антропометрическим особенностям черепа исследователи решили, что он принадлежал мужчине, по состоянию эктокраниальных швов — что ему было около 50 лет, хотя износ зуба соответствует более молодому возрасту. В публикации 2021 года представлена антропологическая реконструкция внешности «человека-дракона». Темный цвет волос и глаз и смуглый тон кожи авторы выбрали исходя из имеющихся данных о неандертальцах, денисовцах и ранних Homo sapiens, генетических подтверждений этому выбору нет.

Credit: Innovation (Camb). 2021. DOI:  10.1016/j.xinn.2021.100130 |  CC BY-NC-ND

Для многих останков людей среднего плейстоцена с территории Азии отсутствуют генетические данные, поэтому сложно предположить, родственны ли они неандертальцам или денисовцам. До сих пор принадлежность денисовцам подтверждена методами геномики или протеомики для находок из самой Денисовой пещеры на Алтае, а также из тибетской пещеры Байшия и донных отложений пролива Пэнху возле Тайване; возможно, еще один зуб, найденный в Лаосе, принадлежал денисовцу.

До сих пор не было геномных или протеомных данных для черепа из Харбина, хотя высказывались предположения, что этот человек мог быть денисовцем. (На это указывал, в частности, размер зуба.) Попытки извлечь ДНК из зуба или каменистой кости (как правило, это лучшие источники генетического материала при палеогеномных исследованиях) не увенчались успехом. После этого авторы статьи в Cell использовали зубной камень, который имеет плотную кристаллическую структуру и может сохранить как ДНК индивида, так и ДНК микробиома полости рта.

Исследователи получили последовательность человеческой митохондриальной ДНК (мтДНК), однако отсеквенированы были как древние, так и современные фрагменты — полностью избавиться от современных загрязнений не получалось. В общей сложности авторы создали 20 библиотек для секвенирования, восемь из них имели частоты замены C на T на 3’-концах более 5% (признак присутствия древней ДНК), и семь из восьми содержали нуклеотидные варианты, характерные для денисовцев. С помощью биоинформатических методов получили консенсусную последовательность мтДНК.

Эту последовательность сравнили с семью известными последовательностями денисовских мтДНК из Денисовой пещеры. Сравнение показало, что новая мтРНК тоже является денисовской, причем она более сходна с ранними образцами, включая Денисова 19, Денисова 20 и Денисова 21 — эти образцы возрастом от 187 до 217 тыс. лет были обнаружены в старейшем археологическом слое Восточной камеры Денисовой пещеры. Таким образом, харбинский индивид наиболее близок к ним и по возрасту. Это говорит о том, что денисовцы были широко распространены в Азии в среднем плейстоцене, подчеркивают авторы статьи.

МтДНК человека из Харбина «содержит 27 генетических вариантов, который найдены только у семи известных индивидов-денисовцев, — комментирует Цяомэй Фу. — Ни один из них не мог появиться из-за контаминации ДНК современного человека».

Статья в Science посвящена протеому харбинского черепа. Исследователи получили из двух образцов экстракты, содержащие белки, и проанализировали их с помощью масс-спектрометрии. Сравнение с базой данных белковых последовательностей древних и современных людей выявило более 308 тысяч совпадений пептидных спектров и около 20 тысяч пептидов. Обнаружены последовательности 95 белков, принадлежащих древнему человеку, — на сегодня это наиболее обширный палеопротеомный результат для людей, живших ранее чем 100 тысяч лет назад.

В последовательностях белков «человека-дракона» обнаружили как минимум три «денисовских» аминокислотных варианта. На филогенетическом древе, построенным по протеомным данным двух неандертальцев, денисовца Denisova 3 и современных африканцев, харбинский индивид образовал монофилетическую группу с денисовцем. Также обнаружены 122 одноаминокислотных полиморфизма (SAP), которые подтверждают принадлежность находки к роду Homo.

Таким образом, генетические и протеомные данные, хотя и далеко не полные, позволяют уверенно предположить, что череп из Харбина принадлежал денисовцу. Это значит, что теперь у нас есть достоверная реконструкция внешности представителя данной группы людей. «Пятнадцать лет спустя мы даем денисовцу лицо, — говорит Цяомэй Фу. — Это действительно особенное чувство, я чувствую себя по-настоящему счастливой».

Реконструирована внешность денисовцев на основе данных о метилировании их ДНК

Получены древнейшие высококачественные геномы людей современного типа из Европы