Чим денісівська людина відрізняється від Homo sapiens?

Навчання 26 серпня 2022 Перегляди: 81

Цікаво, як часом видатні відкриття, з одного боку, повідомляють нам якусь важливу істину, а з іншого, сигналять про те, що до істин ще докопуватися і докопуватися. Все це повною мірою стосується сенсацій недавніх років, пов’язаних з виявленням раніше невідомих альтернативних гілок людства.

Австралійці були першими

Карта показує шляхи міграцій предків різних груп Homo sapiens по Євразії. Як видно, предки австралійських аборигенів і папуасів були в тій же самій групі вихідців з Африки, що і предки майбутнього населення Європи та Азії, — вони разом відокремилися від своїх африканських родичів 75 ‑ 62 тис. років тому. Однак «австралійська» гілка (червона стрілка) вирушила в Євразію першою, ще до того, як 38 ‑ 25 тис. років тому «європейці» відокремилися від «азіатів» (зокрема, мається на увазі предкова лінія китайців — хань). Друга хвиля міграції, що пройшла через Передню Азію, Індію та Індокитай, витіснила і поглинула представників «австралійської» гілки на континенті, а аборигени Австралії і папуаси опинилися в ізоляції на 50 000 років. На карті відзначена і гібридизація з денисівцями.

Алтайські гори розташовані таким чином, що обігнути їх численним міграціям різних двоногих істот було просто неможливо. Поруч велика смуга степів, що йде від Єнісея до Карпат, яка служила справжніми «воротами народів» (зазвичай так називали ту її частину, яка проходила між Уральським хребтом і Каспієм). З іншого боку гір — пустелі, що відкривають шлях до Далекого Сходу і Південно-Східної Азії. Алтай вмістив у себе безліч цікавих і таємничих місць, серед яких знаменита Денісова печера з великим гротом — у ньому завжди сухо, а отвір під куполом вдень дає світло і служить природним димарем. Не дивно, що в Денісовій печері сотні тисяч років знаходили притулок представники роду Homo, починаючи з неандертальців, які заселилися туди 280 000 років тому. Залишили там сліди і люди історичної епохи — тюрки і гунни, творці великих кочових імперій. Весь цей гігантський проміжок часу люди тут жили, робили інструменти, поїдали або розділяли здобутих на полюванні тварин — в Денисовій печері виявлені кістки яка, осла, носорога, гієни.

На підлозі Денісової печери зросло 20 культурних шарів. Знахідка в цьому масиві дрібних кісткових останків денисівців — велика удача

Таким чином над природною підлогою печери зросло два десятки культурних шарів, наповнених артефактами — свідченнями життя різних мешканців. Щоб дослідити ці культурні шари (а розкопки тут почалися в другій половині 1970-х років), археологам довелося викопати глибоку яму. І ось у 2008 році сталося знамените відкриття: у Денисовій печері, серед величезного масиву культурних шарів була знайдена крихітна кістка — як потім з’ясувалося, фаланга мізинця юної особини жіночої статі. Можна говорити про величезне наукове везіння, оскільки ця знахідка плюс ще кілька невеликих кісткових фрагментів (два зуби, можливо, фаланга пальця ноги) стали єдиним свідченням існування на Землі досі невідомого виду людей.

Інформативні кістки

Сюрпризи продовжилися в 2012 році, коли була опублікована робота групи вчених з Лейпцизького Інституту Макса Планка (керівником групи був шведський біолог Сванте Пеебо). Вченим вдалося з високою точністю секвенувати як ядерну, так і мітохондріальну ДНК денісівців, як тепер стали називати наших вимерлих двоюрідних братів, і з’явилася можливість предметно говорити про спорідненість живих у Денисовій печері 75 − 30 тис. років тому людей з Homo sapiens і Homo neanderthalensis. Секвенування «денисівської» ДНК стало реальним лише з виникненням нових технологій роботи з генетичним матеріалом, який у копалинах представлений, як правило, фрагментарно. Зокрема, було застосовано метод штучного відновлення двонітевих ДНК у тих випадках, коли у вихідному зразку одна з ниток виявлялася пошкодженою.

На схемі показано родовід сапієнсів, денисівців і неандертальців, а також людиноподібних мавп. Червоним показано поріг, після якого з 24 пар мавпячих хромосом після злиття вийшло 23 пари людських

Що ж стосується спорідненості, то вдалося з’ясувати, що, згідно з аналізом мтДНК, відмінність сучасної людини від денісівця становить 385 нуклеотидів, тоді як відмінність між Homo sapiens і неандертальцем дорівнює 202 нуклеотидам. Аналіз ядерної ДНК показав, що неандертальці і денисівці мали спільного предка, який жив, можливо, близько 700 000 років тому (датування вкрай приблизне). Предок цієї гілки і Homo sapiens — так звана «людина передує» (Homo antecessor) мешкала на Землі понад мільйон років тому.

Генетична ясність

Честь наукового доказу гібридизації між Homo sapiens з одного боку і денисовцями, а також неандертальцями — з іншого належить групі вчених з Інституту еволюційної антропології імені Макса Планка в Лейпцигу (ФРН) під керівництвом шведського генетика Сванте Пеебо. На підставі кісткових останків з Хорватії дослідникам вдалося в 2010 році прочитати геном неандертальця. У 2012 році аналогічна робота була проведена щодо геному денисівців. «Денисівський» геном відсеквенований із середнім покриттям 31 (99,4% нуклеотидів прочитано не менше 10 разів, 92,9% — не менше 20). Таким чином, якість прочитання геному відповідає відсеквенованим геномам сучасних людей, що і дозволило зайнятися порівнянням.

Значить, з спорідненістю все ясно? Не зовсім. Відомо, що Homo sapiens з’явилися близько 200 000 років тому на Африканському континенті. Півтори сотні тисяч років потому невелика популяція сапієнсів (близько 40 − 50 тис. людина) зважилася покинути свій африканський будинок і пішла на Близький Схід, а нащадки цих людей заселили всі континенти, крім Антарктиди. Таким чином, всі споконвічні жителі Старого і Нового Світу за винятком Африки — тобто білі європейці, китайці, ескімоси, американські індіанці — є нащадками втікачів з Африки, чисельність яких порівнянна з населенням райцентру. При цьому сапієнси були, зрозуміло, не першими представниками роду Homo, які пішли в Євразію. До цього туди пробував Homo erectus, який дав у Європі потомство у вигляді гейдельберзької людини або в Азії у вигляді синантропів і пітекантропів.

Спільні діти різних людей

Прийшовши на Близький Схід, сапієнси зустріли там неандертальців, які раніше прийшли. Тоді ж сталося те, що в науці називається гібридизацією: наші предки і неандертальці стали схрещуватися, і у них з’явилося потомство. Імовірно це була перша, але не єдина хвиля гібридизації цих видів. Другий епізод, згідно з генетичними даними, міг відбуватися на Далекому Сході за участю з боку Homo sapiens предків китайців і американських індіанців. На сьогодні відсоток неандертальських генів у геномі представників різних народів світу становить 1-4%.

Після того як вдалося отримати точні дані про геном денисівців, було зроблено ще одне важливе відкриття. Виявилося, що гібридизації з Homo sapiens не вдалося уникнути і денисівцям. Мешкаючи неподалік від «воріт народів», вони зустрілися з якоюсь гілкою предків сучасних людей, яка потім пройшла в бік Південно-Східної Азії, а точніше — її острівної частини. Меланезійці, представники австралоїдної раси (серед них найбільш відомі у нас папуаси) містять у своєму геномі до 6% «денисівських» генів. Хоча абсолютно необов’язково, що гібридизація сталася саме на Алтаї, — зараз вважається, що цей вид людей мав широкий ареал проживання в Євразії.

Зуб «денисівської» людини поряд з фрагментом фаланги мізинця став для генетиків ключем до геному невідомого раніше виду людей

Таким чином, деякі сучасні люди, що мешкають, правда, в основному в одному куточку планети, можуть вважати себе ближчою ріднею денисівцям, ніж всі інші. Однак є інша загадка, яку піднесла знахідка в Денисовій печері. Схоже, на її підставі можна припустити існування ще одного виду людей, від яких поки не знайдено навіть крихітної кісточки.

Неандертальці і денисівці складають дві гілки, що походять від загального предка, але, як вже сказано, Homo neanderthalensis генетично помітно ближче до сапієнса, ніж денисівець. Більше того, в «денисівському» геномі є приблизно 1% генів, яких немає у неандертальців і які помітно стародавні: на це звернув увагу американський біолог Девід Рейч з Гарвардської школи медицини. Залишається припустити, що гібридизація з сапієнсами була не єдиною, якої зазнали «денисівські» люди. Тепер висувається припущення про те, що вони на своєму історичному шляху могли схрещуватися і з іншими видами роду Homo.

Дослідники звернули увагу на те, що знайдений у Денісовій печері зуб, який, як і фрагмент фаланги, став предметом генетичного аналізу, має незвично великий розмір, що типово для більш ранніх гомінід. Це може означати, що партнерами по схрещуванню виступали представники якогось виду людей, які вийшли з Африки ще раніше і сапієнсів, і денисівців, і неандертальців. Можливо, про цей вид досі нічого не відомо, а можна припустити, що це були, наприклад, представники гейдельберзької людини. Що заважає це перевірити? Відсутність секвенованого генома останнього.

Доведеться знову нагадати, що виділення якісної генної інформації викопних останків денисівців було унікальним випадком і великою науковою удачею. Це ж стосується і генів неандертальців. Справа в тому, що і ті, і інші жили в порівняно холодних і вологих областях світу, і клімат забезпечив збереження складних молекул всередині кісткових останків. У спекотному кліматі, де сонце випалювало кістки добіла, ДНК практично повністю руйнувалася.

Відкриття ще попереду

На жаль, в силу убогості знайденого поки викопного матеріалу дуже важко сказати, наскільки денисівці відрізнялися від сучасних людей зовнішнім виглядом і поведінкою, або чи володіли вони, наприклад, промовою. Відмінності в геномі сапієнса і денисовця можуть вказувати на те, що певні мутації, що відповідають у нашому геномі за важливі функції, пов’язані з розвитком нервової системи і роботою мозку, у денисівців, як у представників іншої гілки людства, не відзначені. Це може означати, що людським розумом у повному розумінні ці вимерлі люди не мали, що, зрозуміло, не завадило їм залишати спільне з сапієнсами потомство.

Здавалося б, в цей же ряд «криптолюдей» вписується і Homo floresiensis — останки представників цього виду були виявлені в 2003 році в печері Ліанг-Буа на острові Флорес. Цих істот, яких відразу ж охрестили «хоббітами», відрізняв маленький зріст (1 м) і вкрай невеликий об’єм мозку — 400 см³. Це менше, ніж у шимпанзе, і можна порівняти з об’ємом мозку афарського австралопитека, який не належав до роду Homo. Таким чином, флореські карлики, очевидно, перебували на нижчій стадії розвитку, ніж неандертальці або денисівці. Так, вони виробляли примітивні кам’яні знаряддя, ймовірно, займалися з їх допомогою полюванням і будівництвом, але до створення кам’яних знарядь був здатний і австралопитек. За однією з побутових гіпотез, Homo florensiensis міг бути нащадком пітекантропа, досить розвиненої істоти, який потрапив в умови острівної ізоляції (а сучасна і викопна фауна острова Флорес наповнена еволюційними курйозами) і там видозмінився, або, можна було б сказати, деградував. Останній термін, правда, навряд чи доречний, так як передбачає розуміння еволюції як незмінного руху від нижчих форм до вищих, в той час як в реальності має значення лише пристосування методом природного відбору. Зараз, однак, гіпотезу про питекантропа, що зменшився і поглипів, поділяють далеко не всі, підозрюючи в предках «хоббітів» якихось менш розвинених істот типу тих же австралопітеків.

Однак є ще один цікавий приклад, коли сліди якоїсь таємничої людиноподібної істоти явно простежуються в геномі сучасної людини. Правда, мова знову ж таки йде про специфічну групу Homo sapiens.

Африка — справжня кладезь генетичної різноманітності. Якщо згадати, що неафриканське людство сходить до кількох десятків тисяч африканців, які пішли в Євразію, неважко припустити, що генетичні відмінності між німцем і японцем можуть виявитися значно меншими, ніж між представниками різних африканських народів, де сапієнси розвивалися 200 000 років. Але пігмеї в західному Камеруні і народності хадза і сандаві в Танзанії являють собою особливий випадок. Як можна помітити по географічній карті, Танзанію і Камерун поділяє пристойну відстань, а ось представників трьох згаданих народів об’єднують загальні ділянки ДНК, і це вказує, по-перше, на загальних предків, що жили найпізніше 40 000 років тому, і, по-друге, на те, що ці самі предки вже були володарями вищезазначених ділянок. Група біологів з Пенсильванського університету під керівництвом Сари Тішкофф опублікувала роботу в журналі Cell, в ній стверджувалося, що загальні для трьох народів ділянки ДНК є слідами гібридизації з досі невідомим і тим, хто жив в Африці, ще 80 − 20 тис. років тому видом людей, який стався від загального з неандертальцями предка приблизно 1,2 млн років тому.

Проблема лише в тому, що від цих гіпотетичних людей знову-таки не знайдено ні кісточки — генетики знову зробили відкриття «на кінчику пера». Непрямим підтвердженням, що ще в недавню епоху в Африці могли існувати якісь види людей, що не належать до сапієнсів, може служити знахідка в Іво-Елеру (Нігерія). Там було виявлено досить примітивний череп, датований, однак, епохою безроздільного панування сапієнсів, — 13 000 років тому. Іншими словами, існує проблема певного розголошення між викладками генетиків і знахідками палеоантропологів, які працюють «у полі».

Але не будемо забувати: не трапись удачі з знахідкою крихітних кісткових фрагментів у Денисовій печері, ні про яких денисівців сьогодні ніхто б не знав взагалі.