Международный коллектив учёных при участии российских исследователей получил свидетельства о самых ранних посещениях Денисовой пещеры на Алтае людьми. Согласно результатам анализа, неандертальцы начали появляться тут ещё 200 тысяч лет назад, а денисовцы – около 300 тысяч, что намного превышает предыдущие оценки. Две статьи опубликованы в журнале Nature (), ().

Денисова пещера – уникальный природный и археологический памятник Алтая. Пещера расположена на правом берегу реки Ануй в Алтайском крае.

Если взять в руки карту и внимательно рассмотреть пересечение границ Алтайского края и Республики Алтай, то на правом берегу реки Ануй можно увидеть всемирно известную Денисову пещеру. Находящиеся рядом с ней два населённых пункта носят названия Черный Ануй и Солонешное. Абсолютная высота пещеры над морем составляет более 600 метров, а над текущим уровнем реки - порядка 28 метров.

Денисова пещера представляет собой уникальный как природный, так и археологический памятник Алтая, который предложили внести в перечень Всемирного наследия ЮНЕСКО. Соответствующее решение будет принято до 2021 года.

Именно здесь были впервые обнаружены останки денисовского человека – вымершего близкородственного нам вида людей. А ДНК девочки из пещеры однозначно доказало существование гибридов различных видов людей. Однако точные датировки присутствия людей на данной стоянке получить чрезвычайно трудно из-за сложной структуры наслоений на её дне.

В двух новых работах учёные пишут о том, что применяли самые современные методы определения возраста образцов. В результате они пришли к выводу, что денисовцы появились в пещере примерно 287 тысяч лет назад и с перерывами бывали тут вплоть до 55 тысяч лет назад. Эта датировка сдвигает время их появления примерно на 100 тысяч лет относительно предыдущих оценок, а также опровергает выводы некоторых других работ, согласно которым наши родственники находились тут последний раз около 30 тысяч лет назад. Неандертальцы также неоднократно бывали в пещере, но появились позже (193 тысячи лет назад) и перестали её посещать раньше (97 тысяч лет назад).

Цитата:

"Долгожданные исследования основаны на анализе костей, остатков материальной культуры и осадочных отложений, найденных в Денисовой пещере на юге Сибири, которая "усеяна" древнечеловеческими останками. Они служат представлением первой подробной истории 300-тысячелетнего проживания на этом месте различных групп древних людей.

Теперь мы можем рассказать целую историю этой пещеры, а не только обрывки", – говорит Зенобия Якобс, геохронолог из Университета Вуллонгонг, Австралия, которая была в числе руководителей одного из исследований".

Учёные подчёркивают, что большая часть останков старше, чем 50 тысяч лет. А это – порог для радиоуглеродного анализа при работе с органическими материалами. Другие методы датировки не могли дать ясной картины, поскольку не было достаточно хорошей карты геологических слоёв пещеры. Смещение слоёв за тысячи лет произошло из-за нор животных и деятельности людей. Из-за этого останки и артефакты материальной культуры теперь не могут быть найдены в отложениях аналогичного возраста.

Цитата:

"Чтобы преодолеть эти трудности, исследователи во главе с Якобс и Ричардом Робертсом, геохронологом из г. Вуллонгонг, использовали метод датировки, который определяет, когда отдельные части почвы в последний раз подвергались воздействию света. Это позволило им определить возраст тех областей пещеры, в которых были нарушены культурные слои почвы и где возраст соседней части почвы сильно расходился. Затем они могут не включать эти области при определении возраста осадочных отложений в том же геологическом слое, что и остатки гоминина и орудий труда.

Первыми признаками того, что какой-либо древнечеловеческий вид населял пещеру, являются каменные орудия, которые датируются около 300 000 лет, – раскопки начались в 1980-х годах (см. "Cave kin "). Но исследователи не могли понять, сделали ли их денисовцы или неандертальцы. Денисовские останки пещеры […] датируются от 200 000 лет назад до 55 000 лет назад, тогда как самым старым неандертальским останкам около 190 000 лет, а самой молодой – около 100 000 лет".

Использованный в новых работах оптический метод датировки определяет время, когда кристалл полевого шпата последний раз был на свету. Авторы измерили около 280 тысяч зёрен минерала, полученных более чем из 100 образцов, собранных у найденных в пещере каменных орудий и останков. Это позволило построить детальную карту возрастов всех уровней наслоений. Данные по наиболее молодым слоям сравнивались с результатами радиоуглеродного анализа. Учёные называют полученные с применением комбинации методов датировки очень надёжными.

Новые работы также приводят к появлению новой загадки - в пещере найдены палеолитические артефакты возрастом от 43 тысяч до 49 тысяч лет. Ранее учёные думали, что их изготовили денисовцы, но теперь выяснилось, что они уже к тому времени исчезли. Возможно, к созданию данных предметов имеют отношение непосредственные предки современных людей, которые оказались в пещере почти сразу после денисовцев и могли даже ускорить их уход. Тем не менее останков таких людей найдено не было.

Исследования пещеры

Пещеру впервые исследовал сибирский палеонтолог Николай Оводов. В 1978 году он снял замеры, а затем ею заинтересовались археологи под руководством академика А.П. Окладникова. С 1982 года учёные Института археологии и этнографии Российской академии наук комплексно изучают Денисову пещеру своими силами. Более 30 лет археологи проводят раскопки, открывая всё новые, неизвестные науке исторические факты. К исследованиям привлечены также учёные из крупнейших научных лабораторий других стран: США, Бельгии, Японии, Кореи.

Первоначальный полевой лагерь разросся и переродился в научно-исследовательскую стационарную лабораторию, в которой исследуют найденные на месте раскопок древние предметы. Ежегодно почти сто учёных-археологов совместно с учёными других специальностей ведут тяжелую, кропотливую работу по раскрытию тайн пещеры.

Впервые Денисова пещера упоминается в книгах XIX века. Миссионер-священник В.И. Вербицкий описал её как объект, не заслуживающий внимания.

В 1926 году художник Н.К. Рерих посетил Денисову пещеру и оставил следующую запись в своём путевом дневнике "Алтай – Гималаи": "Около Чёрного Ануя на Караколе - пещеры. Глубина и протяжённость их неизвестны. Есть там кости и надписи".

1. Имя (точнее, рабочее название) ― «Денисова 11».

2. Источник информации: ядерная ДНК, полученная из 175 мг костной пудры. Находка: фрагмент косточки 24,7 × 8,4 мм, местоположение в скелете не установлено.

3. Возраст девушки ― старше 13 лет (как сказано в одном из научных сообщений, «возраст костных останков составляет более 13 лет до момента смерти»).

4. Отец ― денисовец, мать ― неандерталка.

5. Родители «Денисовой 11» нечистокровные представители своих подвидов, они несут генетический след предыдущих скрещиваний, что отобразилось в геноме девушки. Так, ее отец имел как минимум одного неандертальского предка в период своей жизни.

6. Предки «Денисовой 11» по неандертальской линии, вероятно, были сравнительно недавними (примерно за 20 000 лет до жизни девушки) пришельцами из Европы: в частности, прослеживается их генетическая связь с обитателями пещеры Виндийя (Хорватия).

7. 1,2 % фрагментов ДНК «Денисовой 11» соответствуют современному человеку, 38,6 % ― неандертальцу и 42,3 % ― денисовцу.

Профессор Сванте Паабо, руководитель лаборатории Института изучения истории человека общества Макса Планка (Лейпциг, Германия):

– И по настоящее время мы все – гибриды. В геноме отдельных групп современных людей можно найти 10-15 % генов неандертальца и 1,5 – 5 % генов денисовского человека. Даже такая невысокая доля влияет, согласно одной из наших гипотез, на приспособляемость к большой высоте жителей Тибета и к холоду – Гренландии. Почему не больше? Во-первых, популяции подвидов Homo встречались и смешивались не так часто. Во-вторых, действовал селективный отбор, направленный против гибридизации.

Вивиан Слоун, сотрудница лаборатории Сванте Паабо:

– Мы тщательно проверяли все наши результаты и чистоту их получения. Были исключены такие версии, как смешение материала в лаборатории, погрешности аналитического оборудования и даже последствия каннибализма. Можно уверенно утверждать: секвенирован геном дочери денисовского человека и представительницы популяции алтайских неандертальцев (которые разделились более 390 000 лет назад – прим. сайт)

Установлено также, что скрещивание различных подвидов гоминид в эпоху плейстоцена происходило практически при каждом соприкосновении разных популяций.

Расположение Денисовой пещеры

Научный руководитель Института археологии и этнографии СО РАН академик Анатолий Пантелеевич Деревянко:

Вместе с денисовцами в пещере обитали и неандертальцы. Закономерно встает вопрос: как они сосуществовали? Недавно я высказал две гипотезы.

Первая – антагонистическая, когда два вида конкурируют вплоть до взаимного уничтожения и даже употребления себе подобных в пищу. В пользу этого говорит отсутствие предметов индустрии неандертальцев в Денисовой пещере – только фрагменты останков их самих. Хотя, замечу, что в расположенной в 45 км (по прямой) пещере Окладникова найдено достаточное количество неандертальских каменных изделий, более архаичных по сравнению с денисовскими.

Вторая гипотеза – что между неандертальцами и денисовскими людьми были комплементарные отношения, вплоть до скрещивания. В пользу этого варианта говорит последнее открытие, вынесенное в подзаголовок.

В том же одиннадцатом слое в 2016 году был найден фрагмент человеческой кости, настолько крошечный, что пока не удалось установить его точное место в скелете. Но секвенирование полученной из косточки ДНК показало – эта девочка не младше 13 лет была гибридом неандертальца и денисовца, причем в четвертом поколении. Заметим, что метисное разновидовое потомство (например, лошади и осла) не способно к дальнейшему размножению. Коль скоро неандертальцы и денисовцы скрещивались неоднократно, то из этого следует их принадлежность к одному биологическому виду при всех уже установленных культурных и генетических различиях.

Это чрезвычайно важное фундаментальное открытие. Денисовцы и неандертальцы скрещивались и с ранними людьми современного вида, сформировавшимися в Африке 200–150 тысяч лет назад. Всё это свидетельствует о единстве биологического вида, расселявшегося в Африке и Евразии. И это привлекает к Денисовой пещере всё больше наших коллег со всего мира: археологов, генетиков, антропологов, палеонтологов.

Привнесло ли это открытие новые знания о внешнем виде денисовцев? Пока нет. Генетический анализ дает неполную информацию, поскольку не все участки древнего генома поддаются восстановлению. Всё зависит от длины цепочки и ее участков, которую можно исследовать. Так, про первую девочку из Денисовой пещеры мы знаем только то, что она была темнокожей и кареглазой, плюс её примерный возраст.

Bence Viola / Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

Девочка-подросток, фрагмент кости которой недавно обнаружили в Денисовой пещере, была дочерью женщины-неандертальца и мужчины-денисовца, говорится в Nature . Ученые впервые нашли прямого потомка двух вымерших видов. Предположительно, подобные смешанные союзы встречались довольно часто.

Денисовским человеком называют вымерший вид или подвид людей, которые населяли Южную и Восточную Азию и вымерли около 40 тысяч лет назад. Как выглядели денисовцы, неизвестно, так как пока были найдены несколько коренных зубов и отдельных костей или их фрагментов. Зато благодаря расшифровке их генома выяснилось, что денисовцы скрещивались как с людьми современного типа, так и с неандертальцами, с которыми они разделились, по разным оценкам от 390 до тысяч лет назад. В Денисовой пещере находили не только останки денисовцев, но и кости неандертальцев из так называемой Алтайской популяции, которая обитала в Сибири около 120 тысяч лет назад.

В 2014 году в Денисовой пещере археологи обнаружили фрагмент длинной кости денисовского человека (Denisova 11). Радиоуглеродный анализ показал, что денисовец жил более 50 тысяч лет назад. Исследователи из Германии, России, Канады и Великобритании под руководством Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии общества Макса Планка проанализировали толщину кости Denisova 11 и предположили, что это был подросток 11-13 лет. Также они определили последовательность полного генома и выяснили, что это была девочка.

Чтобы определить, к какому виду она относилась, неандертальцам или денисовцам, авторы работы сравнили геном Denisova 11 с референтными геномами денисовского человека и алтайского неандертальца. Оказалось, что в геноме девочки 38,6 процентов аллелей соответствуют неандертальскому, а 42,3 процента - денисовскому геному.

Затем ученые сравнили количество трансверсий (мутаций, при которых пуриновое основание в ДНК заменяется на пиримидиновое и наоборот) в геноме денисовки с мутациями в денисовском и двух неандертальских геномах (европейского и алтайского неандертальцев). Судя по степени различия геномов, в геноме девочки был один набор неандертальских хромосом и один - денисовских.

Кроме того, исследователям удалось определить происхождение родителей денисовской девочки. Ее мать оказалась генетически больше похожа на европейских неандертальцев, которые жили на территории современной Хорватии около 30 тысяч лет назад, а не на алтайскую популяцию. Предположительно, ее предки и алтайские неандертальцы разделились около 140 тысяч лет назад, а от европейской ветви эта популяция отделилась около 100 тысяч лет назад. У отца Denisova 11 тоже был неандертальский предок, который жил за 300-600 поколений до него.

Предположительные родственные связи и перенос генов между неандертальцами и денисовцами.

V.Slon et al. / Nature, 2018

Ученые считают, что когда древние люди встречались, они часто скрещивались между собой. Другое дело, что такая возможность была ограничена, ареалы обитания неандертальцев и денисовцев мало пересекались. Возможно, что смешанные потомки двух видов были менее жизнеспособны, чем чистокровные, и поэтому неандертальцы и денисовцы не смешались, а сохранились, как отдельные виды.

По словам руководителя российских археологов, научного руководителя Института археологии и этнографии СО РАН академика Анатолия Деревянко, он высказывал две гипотезы относительно сосуществования неандертальцев и денисовцев.

«Первая ― антагонистическая, когда два вида конкурируют вплоть до взаимного уничтожения и даже употребления себе подобных в пищу. В пользу этого говорит отсутствие предметов индустрии неандертальцев в Денисовой пещере - только фрагменты останков их самих. Хотя, замечу, что в расположенной в 45 км (по прямой) пещере Окладникова найдено достаточное количество неандертальских каменных изделий, более архаичных по сравнению с денисовскими.

Вторая гипотеза ― что между неандертальцами и денисовскими людьми были комплементарные отношения, вплоть до скрещивания. В пользу этого варианта говорит последнее открытие... В том же одиннадцатом слое в 2016 году был найден фрагмент человеческой кости, настолько крошечный, что пока не удалось установить его точное место в скелете. Но секвенирование полученной из косточки ДНК показало ― эта девочка не младше 13 лет была гибридом неандертальца и денисовца, причем в четвертом поколении. Заметим, что метисное разновидовое потомство (например, лошади и осла) не способно к дальнейшему размножению. Коль скоро неандертальцы и денисовцы скрещивались неоднократно, то из этого следует их принадлежность к одному биологическому виду при всех уже установленных культурных и генетических различиях.

Это чрезвычайно важное фундаментальное открытие. Денисовцы и неандертальцы скрещивались и с ранними людьми современного вида, сформировавшимися в Африке 200―150 тысяч лет назад. Всё это свидетельствует о единстве биологического вида, расселявшегося в Африке и Евразии...», говорит Деревянко.

Лейпциг, Германия, под руководством Кея Прюфера и Сванте Паабо изучили ядерный геном неандертальской дамы, жившей на Алтае около 50 тыс. лет назад. Как и всякое серьезное исследование, эта работа имеет предысторию. Секвенирование ядерного генома неандертальца Сванте Паабо и его коллеги начали еще 2006 году. Это непростая задача, поскольку древняя ДНК давно развалилась на кусочки и часто загрязнена нуклеиновыми кислотами микробов и современных людей. Однако в 2010 году и выяснили, что неандертальцы одарили своими генами Homo sapiens, живущих за пределами Африки.

Сейчас ученые получили уточненный вариант генома, в котором позиция каждого нуклеотида выверена не менее 50 раз.

Фаланга пальца неандертальской женщины

Материалом для исследования послужила ДНК из фаланги безымянного пальца или мизинца взрослой женщины, жившей в Денисовой пещере на Алтае . Фалангу нашли в 2010 году исследователи Денисовой пещеры Анатолий Деревянко и Михаил Шуньков и передали для анализа в Лейпциг.

Не стоит путать неандертальское население Денисовой пещеры с денисовцами.

Они жили там несколько позже, около 40 тыс. лет назад, и хотя состояли в родстве с азиатскими неандертальцами, представляли собой самостоятельную группу рода Homo. той же группой исследователей под руководством Сванте Паабо и также из фаланги пальца.

Геном показал, что родители неандертальской женщины состояли в близком родстве. Это были родные либо двоюродные брат и сестра, а может быть, дядя и племянница, тетка и племянник, дедушка и внучка, бабушка и внук. Ученые пришли к выводу, что родственные браки среди неандертальцев и денисовцев были обычным делом, поскольку те жили небольшими группами и были ограничены в выборе пары. Исследователи полагают, что численность неандертальцев и денисовцев в то время неуклонно сокращалась, их время подходило к концу.

Сравнение геномов неандертальцев, денисовцев и современных людей показало, что разные группы гоминид в позднем плейстоцене , 12-126 тыс. лет назад, встречались, общались и оставляли потомство.

Обмен генами происходил не часто, но достаточно регулярно.

Раскопки в Денисовой пещере

Примерно 77-114 тыс. лет назад неандертальцы разделились на азиатскую и европейскую популяции. Неандертальцы, жившие на Кавказе, обменивались генами с предками современных евразийцев и жителей Австралии и Океании, алтайские неандертальцы — с денисовскими людьми, денисовцы из неведомых пещер — с предками современных жителей материковой Азии и американских индейцев.

Неандертальский вклад в геном современных евразийцев составляет, по подсчетам исследователей, от 1,5 до 2,1%.

А геном денисовского человека, в отличие от неандертальского, содержит 2,7-5,8% ДНК каких-то неизвестных древних гоминид. Возможно, они обособились 1,2-4 млн лет назад от предков современных людей, неандертальцев и денисовцев. Исследователи не исключают, что этот загадочный предок — человек прямоходящий Homo erectus , окаменевшие кости которого антропологи находят, но последовательность ДНК еще не расшифровали. Дальнейшие исследования покажут, так ли это.

Ученые составили перечень последовательностей ДНК, которые отличают современных людей от наших ближайших вымерших родственников. Список отличий получился достаточно коротким. Изменения затрагивают в том числе гены, ответственные за клеточное деление и регуляцию работы других генов. Для того чтобы выяснить, как повлияли эти модификации на облик современного человека и его биологию, генетикам нужно работать дальше.

Денисовский человек («денисовец») представляет собой отдельную популяцию древних людей, отошедших от «основной ветви» развития человечества, примерно миллион лет назад. Денисовец известен по фрагментарному материалу из Денисовой пещеры в Солонешенском районе Алтайского края России.

Денисовская пещера в Солонешенском районе на Алтае - пока единственное место, где обнаружены прямые доказательства существования денисовцев - остатки их быта и окаменелости. Впервые этот регион был заселён людьми около 65 000 лет назад.

Денисовский человек - ископаемый подвид древних людей, фрагменты останков которого были обнаружены в Денисовой пещере на Алтае. ДНК денисовцев отличается от ДНК неандертальца и вида Homo sapiens, но ближе к неандертальцу. Возможно, ветвь денисовских людей отделилась от эволюционного древа около 700 000 лет назад.

В Денисовой пещеры были найдены миниатюрные иглы из костей птиц с просверленным ушком, бусины из скорлупы страусиного яйца, ожерелья из зубов животных, подвески из ракушек, украшения из поделочного камня.

Возможно, эти следы ДНК указывают на массовую миграцию денисовцев по территориям Китая, Малайзии, Индонезии и Папуа - Новой Гвинеи к Австралии.

«Посмотрите, где Алтай и где Австралия. Как это возможно? Как 4% ДНК денисовцев попали к австралийским аборигенам?» - удивляется Робертс.

Австралию от Алтая отделяют 8368 км (для сравнения, длина Транссибирской магистрали - 9289 км). Это невообразимое расстояние, поэтому в гипотезе Робертса сомневаются многие его коллеги.

Тем не менее, сам профессор считает, что всё возможно и представители древнего вида каким-то образом совершили это грандиозное путешествие.

ДНК денисовцев ранее находили у эскимосов и других северных народностей.

У эскимосов и денисовских людей общие гены

Жители северных регионов планеты, где средняя температура воздуха опускается до –30 °С, являются носителями генома, схожего с геномом денисовского человека - подвида вымерших людей, населявших Сибирь более 40 000 лет назад.

Температура в арктических районах Гренландии, Канады и Аляски часто превышает –30 °С. Многочисленная группа коренных народов севера Чукотки, Северной Америки, северных территорий Канады от полуострова Лабрадор до устья реки Маккензи — эскимосы (эскиманциг - «сыроед», «тот, кто ест сырую рыбу») и их подгруппа инуиты (люди) или юиты —сибирские эскимосы , переживают холода благодаря рыбной диете и способности генерировать тепло от определенного типа жира, накапливающегося в их телах.

Учёные сравнили генетические данные 200 гренландских инуитов с древней ДНК, взятой у неандертальцев, найденных в Денисовской пещере на Алтае.
Они выделили два гена - TBX15 и WARS2, составляющие ДНК, похожее на генетический вариант денисовского человека.
Ген TBX15 влияет на реакцию человеческого организма на холод и распределение жира. Оба гена активны в коже и жировой ткани и программируются иначе, нежели у неандертальцев и некоторых современных людей.
Ведущий исследователь Фернандо Расимо пояснил, что последовательность ДНК инуитов соответствует геному денисовского человека и отличается от других последовательностей, характерных для современного человека.
Изучение ДНК инуитов показало, что 80 % мужчин обладают Y-хромосомной гаплогруппой Q, 11,7 % - гаплогруппой R1, 8,3 % относятся к другим гаплогруппам.