Маттиас Мейер на днях опубликовал результаты того, что можно назвать самым расточительным в мире проектом по секвенированию генома. Декодировав всего 0,1% генома старейшего ДНК, молекулярный биолог из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия, выбросил на ветер столько сырых данных, что их хватило бы на картирование десяти геномов современного человека.
Но это было необходимо, поскольку ДНК в старых костях возрастом 430 000 лет деградировала и была загрязнена. Подвиг Мейера показал, что останки, добытые в пещере на севере Испании, представляют собой первых неандертальцев — и отодвинул оценку времени, в котором древние предки людей должны были отколоться от этих неандертальцев.
«Начать такое дело уже весьма амбициозно, а справиться с ним — вообще впечатляет, — говорит Людовик Орландо, исследователь древней ДНК в Музее естественной истории Дании в Копенгагене. — Мы действительно достигли пределов возможного».
Анализ посвящен путанице на тему вида, которому принадлежат эти останки. В докладе, опубликованном в 2013 году, ученые описали севенирование митохондриального генома бедренной кости, который выполнен из ДНК из энергопроизводящих клеточных структур, которых больше в клетках, чем ядерной ДНК. И предположили, что как минимум один индивид, идентифицированный в останках, был более тесно связан с группой денисовских людей — останки которых были найдены в Сибири, — чем с европейскими неандертальцами.
«Это прекрасно — получить митохондриальную и ядерную ДНК из чего-то возрасто 430 000 лет. Это просто фантастика. И удивительная возможность», — считает Мария Мартинон-Торрес, палеоантрополог из Университетского колледжа Лондона.
Эти останки известны как гоминиды Симы (Sima hominin), поскольку были обнаружены в Сима-де-лос-Хуэсос (по-испански «яма костей»), 13-метровой пещере в испанских горах Атапуэрка. Немногие древних места так важны или интересны, как Сима, в которой хранились останки минимум 28 особей, наряду с десятками пещерных медведей и других животных. Эти гоминиды могли разбиться насмерть, но некоторые ученые считают, что их преднамеренно похоронили в этом месте.
Черепа гоминид Симы имеют зарождающиеся надбровные дуги, а также другие черты, характерные для неандертальцев. Но другие признаки и неопределенности, связанные с их возрастом — некоторые исследования давали им 600 000 лет, некоторые 400 000 — убедили многих ученых, что останки могут принадлежать виду постарше, известному как Homo heidelbergensis (гейдельбергский человек).
Скелет Homo heidelbergensis
Путаница достигла своего пика, когда Мейер, его коллега Сванте Паабо и их команда выявили митохондриальную связь с денисовскими людьми. Однако они надеялись, что извлечение ядерной ДНК скелета — которая репрезентует намного больше древних линий, чем митохондриальная ДНК, наследуемая лишь по материнской линии, — прояснит ситуацию.
Восстановление ядра
Группе Мейера удалось вытащить ядерную и митохондриальную ДНК из пяти образцов Симы, возможно, представляющих разных особей. Ключом к их успеху, по словам Мейера, было то, что с 2006 года астрономы тщательно охлаждали зубы и лопаточные ткани из ямы, чтобы сохранить древнюю ДНК — в ожидании передовых методов молекулярного анализа.
14 марта группа Мейера сообщила в Nature, что ядерная ДНК показала: гоминиды Симы являются, по сути, ранними неандертальцами. И их возраст позволяет предположить, что ранние предшественники людей разошлись с неандертальцами порядка 550 000–765 000 лет назад — слишком давно, чтобы общими предками обеих групп были гейдельбергские люди, как предполагали отдельные гипотезы.
Теперь ученые должны найти популяцию, которая жила 700 000–900 000 лет назад, говорит Мартинон-Торрес. Она считает, что Homo antecessor, известный своими останками в Испании возрастом 900 000 лет, является сильнейшим кандидатом в общие предки, если этот же вид будет обнаружен в Африке или на Ближнем Востоке.
Последние митохондриальные последовательности, выявленные командой, между тем, опять же подтверждают загадочную связь между гоминидами Симы и денисовскими людьми. Мейер говорит, что предки обеих групп носили митохондриальную ДНК, что отражено в обеих группах — но у поздних неандертальцев ее уже нет. Такое исключение могло произойти случайно, но теперь Мейер предпочитает гипотезу, что пока неизвестный вид из Африки мигрировал в Евразию и смешался с неандертальцами, вытеснив летописи митохондриальных ДНК. (В поддержку этой идеи, технологии каменных орудий труда вышли из Африки в Евразию порядка полумиллиона лет назад и снова 250 000 лет назад).
Трудно исключить те или иные идеи без новых данных, говорит Мейер. Потребуется полный или почти полный геном гоминид Симы, или же генетические данные других ранних неандертальцев.
«Это любопытно, и мы из кожи вон лезем, пытаясь разобраться в этом всем», говорит Крис Стрингер, палеоантрополог из Музея естественной истории в Лондоне. Стрингер говорит, что восстановление такой старой ядерной ДНК вселяет в него надежду, что ученые смогут проанализировать древнюю ДНК, которая уходит еще дальше назад во времени. «Вместо того чтобы пытаться разобраться в последней сотне тысяч лет, — говорит он, — мы можем начать проставлять даты по ДНК дальше вниз по человеческому дереву».
