Денисовцы жили в Тибете 100 тысяч лет назад

В свежем выпуске журнала Science опубликованы две статьи, посвященные генетике денисовского человека, или денисовца, третьего вида Homo, жившего в верхнем палеолите в Евразии одновременно с современным человеком и неандертальцем.

В коллективе соавторов первой статьи основная роль принадлежит специалистам Китайской академии наук, один из руководителей работы — Сванте Паабо (Институт эволюционной антропологии Общества Макса Планка, Германия). В ней представлена митохондриальная ДНК денисовца, причем не из Денисовской пещеры, а из Тибета. В мае прошлого года вышла статья, в которой была определена как денисовская нижняя челюсть, найденная в пещере Байшия на Тибетском плато еще в 1980 году. Таким образом, это первая находка денисовца вне Денисовой пещеры на Алтае. Ученые пришли к выводу о денисовской принадлежности нижней челюсти на основании анализа аминокислотных замен в коллагене. Ее датировка показала возраст 160 тысяч лет. В новой работе прочитана денисовская мтДНК из пещеры Байшия. Но, к сожалению, не из найденной челюсти, а из отложений в пещере.

Байшия — карстовая известняковая пещера, в отложениях которой были найдены 1310 каменных артефактов и 579 фрагментов костей животных. Авторы новой работы провели оптическую датировку слоев отложений в пещере и радиоуглеродную датировку 14 костных фрагментов животных. Из восьми образцов отложений выделили мтДНК. Ее картировали на мтДНК животных и человека и нашли уникальные фрагменты митохондриального генома млекопитающего. Принадлежность ДНК к древней определяли по характерным заменам цитозина на тимин: это позволяло исключить загрязнение современным генетическим материалом.

Митохондриальная ДНК из слоев 2.3,4 и 7 принадлежала древнему человеку. Чтобы определить, кому именно, ученые исследовали однонуклеотидные замены в сравнении с мтДНК современного человека, неандертальца и денисовца, а также человека из испанской пещеры Сима де Лос Уэсос возрастом около 430 тысячи лет. Больше всего фрагментов мтДНК по заменам совпало с денисовской (от 71% до 100% из 24 геномных библиотек). МтДНК из четырех слоев секвенировали с покрытием от 0,37х до 40х.

Выделенную мтДНК разместили на филогенетическом дереве вместе с образцами из Денисовой пещеры (Denisova 2, Denisova 3, Denisova 4 и Denisova 8). МтДНК из слоя 4, наиболее полно исследованная, оказалась в самом близком родстве с образцами Denisova 3 и Denisova 4, образовав с ними единую кладу. Меньшее сходство мтДНК из слоя 4 проявила с Denisova 2 и Denisova 8. Возраст отложений в слое 4 составляет около 60 тысяч лет, что сравнимо с возрастом Denisova 3 и Denisova 4. Возраст отложений в слое 7, где мтДНК также обнаружена в достаточном количестве, — около 100 тысяч лет.

Авторы приходят к выводу, что денисовцы жили в пещере Байшия от 100 до 60 тысяч лет назад. Это говорит о том, что в верхнем палеолите они широко расселились по Азии — от Алтая до Тибета. А если учесть найденную в пещере Байшия челюсть, которая еще старше — около 160 тысяч лет, — то период проживания денисовцев на Тибетском плато еще увеличивается. Исследование геномов современных тибетцев позволяет предположить, что мутацию адаптации к высокогорью в гене EPAS1 они позаимствовали именно у денисовцев.

Другая статья в том же журнале опубликована специалистами Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, ведущий автор Сванте Паабо, с участием коллег из Великобритании, Монголии и Южной Кореи. Они исследовали не самих денисовцев, а их следы в других древних геномах.

Изучена ядерная ДНК из черепа возрастом около 34 тысячи лет, найденного в долине Сальхит на северо-востоке Монголии. Опубликованное ранее исследование мтДНК из черепа показало, что она принадлежит к гаплогруппе N, широко распространенной в современных популяциях Евразии. Фрагменты из геномных библиотек индивида Сальхит картировали на референсный геном. Сравнение генома Сальхит по доле приобретенных аллелей с геномами разных Homo показало, что это верхнепалеолитический человек современного типа. А по соотношению фрагментов Х-хромосомы и аутосом ученые определили, что это была женщина.

Ученые генетически сравнили Сальхит с другими древними геномами и по доле общих аллелей нашли его родство с индивидом из пещеры Тяньянь (Китай, 40 тысяч лет назад), а также с индивидом с Янской стоянки (Якутия, 31 тыс. лет назад). Это указывает на существование генетических потоков между Центральной Азией, Восточной Азией и северной Сибирью. Еще более удивительно, что Сальхит разделял общие аллели с европейским древним индивидом Гойет Q116-1 (Бельгия, 35 тыс. лет назад), даже больше, чем с Тяньянь. Причиной мог быть поток западноевропейских генов к предкам Сальхит, после основного разделения человечества на западную и восточную ветви, по-видимому, в промежутке от 40 до 34 тысяч лет назад.

Ученые провели поиск денисовских фрагментов в исследуемых древних геномах. По данным о 1,7 млн однонуклеотидных полиморфзмов (SNP), отличающих неандертальцев и (или) денисовцев от современных африканцев, они нашли в геномах Сальхит и Тяньянь 18 и 20 денисовских фрагментов соответственно. Нашли их также в геномах с Янской стоянки и в геноме со стоянки Мальта (Иркутская область, 24 тыс. лет назад). Это указывает на то, что предки людей, живших в Восточной Евразии 30-40 тыс. лет назад, встречались и метисировались с денисовцами. Когда это было, пока определить невозможно из-за малого количества заимствованных фрагментов. Но небольшая их длина (≤1.3 сантиморганов) говорит, что встреча произошла по меньшей мере за 10 тысяч лет до рождения индивидов, чьи геномы были исследованы.

Интересно, что обнаруженные фрагменты не перекрывались с денисовскими аллелями в геномах жителей Папуа — Новая Гвинея и австралийских аборигенов. По-видимому, последние получили генетический вклад от другой популяции денисовцев, чем та, которая метисировалась с предками жителей Азии.