Историю гоминин из Денисовой пещеры восстановили по митохондриальной ДНК

Международная команда ученых восстановила историю заселения Денисовой пещеры. Анализ мтДНК из осадочных отложений разного возраста показал, что смены популяций гоминин и животных происходили параллельно и были привязаны к смене климатических условий. Так, в период похолодания около 190 тыс. лет назад в пещеру впервые пришли неандертальцы, и бурых медведей стало больше, чем пещерных.

Авторы статьи отбирают образцы осадков в главной камере Денисовой пещеры.

Credit: Richard G. Roberts | Пресс-релиз

Денисова пещера в Алтайском крае известна тем, что в ней были обнаружены окаменелые останки денисовского человека, неандертальца, а также кость ребенка, геном которого содержал и денисовскую, и неандертальскую ДНК. Для детальной реконструкции всех исторических аспектов заселения пещеры гомининами окаменелостей недостаточно. Остаются вопросы о том, когда различные группы людей занимали пещеру и кто из них был ответственен за создание конкретных артефактов. В то же время ДНК присутствует в осадочных отложениях на археологических и палеонтологических объектах, и даже крошечные образцы могут содержать генетические следы различных организмов.

Команда Института эволюционной антропологии Макса Планка (Германия) с коллегами из России, Израиля и Австралии собрала 728 образцов слоев возрастом до 300 тысяч лет из всех трех камер Денисовой пещеры, выделила из них и проанализировала митохондриальную ДНК (мтДНК) и привязала образцы к временной шкале.

Ученые идентифицировали мтДНК древних млекопитающих в 685 образцах (94%), включая те, что старше 290 тысяч лет. В 175 образцах, охватывающих почти все слои во всех трех камерах, была найдена мтДНК гоминин: денисовцев, неандертальцев и современного человека.

Самая ранняя ДНК принадлежала денисовцам: они обитали в пещере 250–60 тыс. лет назад. При этом неандертальцы впервые появились там только около 200 тысяч лет назад, в среднем палеолите. Эти означает, что денисовцы являются первыми и главными создателями артефактов среднего палеолита, возраст которых превышает 170 ± 19 тысяч лет.

В образцах, отнесенных к периоду между 120 ± 11 и 97 ± 11 тысячами лет назад, денисовской мтДНК не было. В это время в пещере могли жить только неандертальцы. После перерыва денисовцы снова появились, однако их мтДНК уже изменилась: вероятнее всего, это была другая популяция, заселившая регион.

Интересно, что исследователи обнаружили мтДНК современного человека в слоях возрастом от 44 ± 5 до 21 ± 8 тысяч лет, хотя фрагментов Homo sapiens в пещере до сих пор не было найдено. Кроме того, эти слои содержат орудия верхнего палеолита и другие разнообразные артефакты.

«Это не только первое свидетельство присутствия древних современных людей на этом месте, но и повод предполагать, что они, возможно, принесли с собой в регион новые технологии», — отмечает ведущий автор исследования Елена Завала, аспирантка Института эволюционной антропологии Макса Планка.

Ученые также идентифицировали мтДНК всех крупных млекопитающих, присутствующих в палеонтологической летописи Денисовой пещеры (гиен, медведей, волков, шерстистых мамонтов и других). Они определили два периода, в которые произошли изменения как в популяциях животных, так и в популяциях гоминин. Первый, около 190 тысяч лет назад, совпал с переходом от относительно теплых (межледниковых) условий, похожих на сегодняшние, к относительно холодному (ледниковому) климату. Тогда произошли смена популяций гиен и переход к преобладанию бурых медведей над пещерными. Одновременно в пещере впервые появились неандертальцы.

Второе крупное изменение произошло в период отсутствия в пещере денисовцев, между 130 и 100 тысячами лет назад. Тогда климат, напротив, менялся от относительно холодного к относительно теплому. В это время количество мтДНК парнокопытных, псовых, кошачьих и медвежьих снизилось, а оленевых и непарнокопытных — увеличилось. Также исчезли пещерные медведи и две гаплогруппы гиен.

По словам авторов работы, ДНК-профилирование осадочных отложений обеспечит эффективное заполнение пробелов в знаниях об истории эволюции человека и палеоэкологии.

Источник

Zavala E. I., et al. // Pleistocene sediment DNA reveals hominin and faunal turnovers at Denisova Cave. // Nature, published June 23, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03675-0

Пресс-релиз

Добавить в избранное

Вам будет интересно