Предки неандертальской женщины с Алтая пришли из Европы

Секвенирование неандертальского генома из Чагырской пещеры на Алтае подтвердило гипотезу о том, что алтайские неандертальцы произошли от европейских. Среди всех неандертальцев, чьи геномы уже прочитаны, эта женщина оказалась в наиболее близком родстве с неандертальской матерью девочки-метиса Денни из Денисовой пещеры.

Изображение:

Неандертальские артефакты из Чагырской пещеры.

Credit:

PNAS, 2020; DOI: 10.1073/pnas.1918047117 | CC BY-NC-ND.

Секвенирован геном неандертальца из Чагырской пещеры на Алтае. Это третий неандертальский геном, прочитанный с очень большой для древней ДНК точностью (с покрытием 27,6), благодаря этому о чагырском неандертальце удалось узнать много интересного. Руководил этой работой знаменитый Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге, Германия. В соавторах статьи есть и российские ученые из Института археологии и этнографии в Новосибирске. В феврале этого года они опубликовали статью с исследованием неандертальских артефактов из Чагырской пещеры, в которой предположили, что неандертальцы пришли на Алтай из Европы. Теперь эта гипотеза получила убедительные генетические доказательства.

Чагырская пещера находится в 100 км к западу от Денисовой пещеры. В ее слоях было найдено 74 костных фрагмента неандертальцев, а также множество каменных артефактов, принадлежащих к неандертальской мустьерской культуре. Ученые выделили ДНК из фаланги пальца руки (образец Chagyrskaya 8, найденный в 2011 году).

Молекулярно-генетическая датировка неандертальца Chagyrskaya 8 была основана на предположении, что у неандертальцев была такая же скорость мутирования (1.45 × 108 на пару оснований на поколение) и такая же длина поколения, что у современного человека. Она показала, что чагырский неандерталец жил около 80 тысяч лет назад. В то же время оптическая люминесцентная датировка слоя, в котором был найден костный фрагмент, дала цифру 60 тысяч лет. Ученые не исключают того, что неандертальцы имели более низкую скорость мутирования, чем современный человек, но, чтобы окончательно прояснить этот вопрос, необходимы сравнительные данные от неандертальца с хорошей датировкой и с качественно секвенированным геномом.

По соотношению фрагментов Х-хромосомы и аутосом было показано, что неандерталец Chagyrskaya 8 — женщина. Ее митохондриальная ДНК была наиболее близка к мтДНК неандертальца из пещеры Окладникова (Okladnikov 2), а также к мтДНК Денни (Denisova 11) — знаменитой дочки неандертальской матери и денисовского отца.

В ядерном геноме Chagyrskaya 8 оказалось больше общих аллелей с хорватским неандертальцем из пещеры Виндия и другими поздними неандертальцами в Европе и на Кавказе, чем с более древним неандертальцем из Денисовой пещеры (Denisova 5). В то же время у нее оказалось много общих аллелей с метисом Denisova 11, так что из всех известных неандертальцев она состояла в наиболее близком родстве с неандертальской матерью Денни.

Исследователи попытались оценить вклад Chagyrskaya 8 в неандертальский след в нашем геноме, который, как известно, составляет около 2% у всех людей неафриканского происхождения. Анализ показал, что Chagyrskaya 8 имеет больше общих аллелей с современными людьми, чем более древний неандерталец из Денисовой пещеры (Denisova 5), и примерно столько же, сколько хорватский неандерталец из Виндии.

Оценив степень гомозиготности в геноме Chagyrskaya 8 (вычисляли долю гомозиготных участков длиной от 2,5 до 10 сантиморганид), ученые пришли к выводу, что все алтайские неандертальцы жили в небольшой популяции численностью не более 60 человек.

Имея в распоряжении три неандертальских генома, прочитанных с высоким покрытием, ученые проанализировали в них несинонимичные замены (те, что приводят к изменению аминокислоты в белке), возникшие на уровне выше случайного. В общей сложности они нашли 993 замены в 889 генах. Генетический атлас мозга (Allen Brain Atlas) показал, что относительно много таких замен произошло в генах, которые экспрессируются в стриатуме (подкорковое ядро мозга), причем в подростковом возрасте. Это может означать, что эволюция стриатума имела какое-то особенное значение для неандертальцев. Кроме того, такие же изменения найдены в нетранслируемых регионах генов, которые экспрессируются в участке теменной коры, имеющей отношение к речи и математическим способностям; этот факт авторы не комментируют. В неандертальском геноме были найдены участки, имеющие явные признаки положительного отбора, они включали гены, вовлеченные в развитие нервной системы, иммунитет, заживление ран и функции митохондрий.

Геном Chagyrskaya 8 убедительно подтвердил гипотезу, что алтайские неандертальцы — это потомки европейских неандертальцев, которые мигрировали из Европы в Сибирь 80–120 тысяч лет назад. О том же свидетельствуют и артефакты из Чагырской пещеры, сходные с артефактами в Центральной и Восточной Европе. Популяция алтайских неандертальцев, жившая на периферии ареала, была немногочисленной и изолированной, в отличие от денисовцев, которые проживали здесь дольше и более многочисленными группами.

Источник

Fabrizio Mafessoni, et al. // A high-coverage Neandertal genome from Chagyrskaya Cave // Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 202004944 DOI: 10.1073/pnas.2004944117

Добавить в избранное

Вам будет интересно