Впервые ДНК семьи неандертальцев найдена в Сибири

Неандертальцы – вымерший вид, живший на территории Евразии между 430 000 и 40 000 лет назад. Пока не удалось понять причину их исчезновения, возможно, они ассимилировались с людьми современного типа.

В 2010 году ученым удалось создать проект генома неандертальца, после этого были выделены и изучены геномы восемнадцати особей из различных частей Евразии. Однако ранее не удавалось изучить сразу группу неандертальцев и понять, как были устроены их сообщества. Но теперь исследование останков из Чагырской пещеры и частично из пещеры Окладникова восполняет пробел. 

Эти археологические памятники эпохи среднего палеолита находятся на Алтае примерно в 100 км от Денисовой пещеры, где был найден гибридный потомок денисовца и неандерталки.

Радиоуглеродные исследования костей показали, что неандертальцы заселили  Денисову пещеру  около 120 000 лет назад, Чагырскую – между 51 000 и 59 000 лет назад, пещеру Окладникова – не позднее, чем 44 000 лет назад. Причем более поздние группы не были связаны генетически с более древней из Денисовой пещеры. В их геноме больше сходства с другим представителем вида из пещеры Виндия в Хорватии, жившим около 50 000 лет назад.

Раскопки Чагырской пещеры и пещеры Окладникова проводятся специалистами Института археологии и этнографии СО РАН уже 14 лет. За это время им удалось собрать крупнейшую коллекцию останков неандертальцев в мире, включающую около 80 фрагментов костей и зубов.

В статье, опубликованной в журнале Nature, ученые описывают генетическое исследование 17 фрагментов останков из Чагырской пещеры и 10 — из пещеры Окладникова. Для этого они собрали из останков зубной или костный порошок и выделили из него ДНК.

В итоге удалось выявить 15 особей из Чагырской пещеры и 2 — из пещеры Окладникова. Это самая большая группа, секвенированная в ходе одного исследования. Были обнаружены 6 женщин и 11 мужчин, среди них взрослые, дети и подростки.

Затем ученые рассчитали дивергенцию ядерной ДНК, чтобы определить, были ли эти особи родственниками. Два представителя из пещеры Окладникова оказались не связаны между собой или с кем-то из другой общины. Потому наибольший интерес для ученых представляет группа из Чагырской пещеры.

Так, археологи исследовали у них гетероплазмии митохондриальной ДНК – они передаются от матери к ребенку и, как правило, сохраняются только в 2-3 поколениях. То есть наличие гетероплазмий в разных останках может указывать на то, что особи происходили от одной матери или близких родственниц.

В итоге выяснилось, что один из взрослых мужчин из Чагырской пещеры был тесно связан с несколькими другими людьми в группе. Так, в ней оказалась его дочь-подросток, а также двое мужчин, с которыми он был родственником по материнской линии и скорее всего имел общую бабушку.

Еще две особи – мальчик и взрослая женщина — имели вторую степень родства, то есть женщина приходилась ребенку двоюродной сестрой, тетей или бабушкой.

Также ученые сравнили разнообразие последовательностей митохондриальных ДНК, унаследованных от матери, с последовательностями отцовской Y-хромосомы.

В популяции со случайным спариванием среднее время слияния должно быть одинаковым для обоих этих маркеров. Но в данном сообществе среднее время слияния Y-хромосомы составляло всего 446 лет, в то время как для митохондриальной ДНК – 4348 лет.

Это крайне низкое соотношение, которое говорит о малом генетическом разнообразии и обычно характерно для исчезающих или находящихся на грани исчезновения видов. Например, похожее соотношение в наше время есть у горных горилл, обитающих двумя крайне изолированными популяциями в горах Вирунга в Африке.

При этом большее генетическое разнообразие в митохондриальной ДНК говорит о женской миграции, а значит, неандертальские сообщества были патрилокальными.

В целом это исследование подтверждает, что неандертальцы скорее всего жили небольшими изолированными группами по 10-20 человек. При этом разные сообщества были связаны в основном за счет женской миграции.

Остается открытым вопрос, насколько сильно на эту изолированность повлияли природные условия Западной Сибири. Но для того, чтобы ответить на него, необходимо изучить группу неандертальцев из другой части Евразии.