Денисовцы и их связь с неандертальцами. Древний человек из Денисовой пещеры, кто он

Денисовский человек обрел нового "родственника": найденные в 2008 году в пещере на Алтае зубы принадлежат двум его разным особям, выяснили ученые. Таким образом, «семейство» денисовцев насчитывает сейчас трех известных науке представителей.

В 2008 году в Денисовой пещере (Солонешенский район Алтайского края) археологами Михаилом Шуньковым и Анатолием Деревянко (Институт археологии и этнографии СО РАН) была найдена кость последней фаланги пальца древнего человека.

Возраст кости был оценен в 38-40 тыс. лет, а принадлежать она могла, как решили ученые, неандертальцу. Тем не менее исследователи решили провести генетический анализ фаланги, отправив образец в лабораторию расшифровавшего геном неандертальца ученого Сванте Паабо.

Фаланга пальца (Denisova 3), найденная в Денисовой пещере в 2008 году

Из фаланги пальца Сванте Паабо удалось выделить митохондриальную ДНК (ДНК, которая находится не в ядре клетки, а в клеточных органеллах). Оказалось, что алтайский человек, который позже получил название денисовского, отстоит на эволюционном древе человека гораздо дальше от современных людей, чем неандертальцы, а отделился он от неандертальцев около 1 млн лет назад.

Это открытие стало настоящей революцией в антропологии, ведь ученые сумели доказать существование ранее неизвестного науке вида людей. Статья, в которой сообщалось о расшифровке полного генома денисовца, была опубликована в журнале Nature 24 марта 2010 года.

Фаланга пальца, которая, как выяснилось, принадлежала маленькой девочке, получила название Denisova 3. В Денисовой пещере были обнаружены останки и других древних людей, которые стали объектами пристального внимания Сванте Паабо и его коллег. Журнал Proceedings of the National Academy of Sciences опубликовал новую статью международного коллектива авторов.

На этот раз ученые представили результаты генетического анализа еще двух находок Михаила Шунькова и Анатолия Деревянко — двух коренных зубов (моляров), получивших рабочие названия Denisova 4 и Denisova 8.

Зуб Denisova 4

В результате работы исследователям удалось доказать, что зубы также принадлежали денисовскому человеку. Это значит, что теперь в распоряжении ученых есть генетический материал трех особей денисовского человека.

Анализ количества накопленных ДНК мутаций позволил установить, что индивид, которому принадлежал зуб Denisova 8, гораздо старше двух своих собратьев. Кроме того, внешний облик зубов вновь позволяет утверждать, что денисовцы существенно отличались как от неандертальцев, так и от Homo sapiens: моляры обладают гораздо большим размером, чем зубы неандертальцев или ранних людей современного типа, а также отличаются от них своем строением.

— Сванте, скажите, какую новую информацию о денисовцах вам удалось получить благодаря этой работе?

— Мы впервые смогли увидеть генетические вариации между несколькими особями денисовского человека. Мы выяснили, что вариаций в их генах так же много, как и у неандертальцев, а значит, денисовцы тоже были многочисленным видом.

Кроме того, мы выяснили — и это, наверное, самое интересное, — что один из трех индивидов жил на 60 тыс. лет раньше, чем двое других. Это значит, что денисовцы жили на Алтае в Южной Сибири на протяжении очень длительного промежутка времени. Ну или как минимум время от времени приходили туда, но тоже в течение долгого времени.

— Есть ли какие-то другие фрагменты костей или зубов, которые могут принадлежать денисовцам?

— Ученые Михаил Шуньков и Анатолий Деревянко ведут раскопки в Денисовой пещере каждый год. И каждый год они находят все новые кости животных и людей,
а мы, в свою очередь, с удовольствием работаем с этими находками. На данный момент мы анализируем несколько костей. Пока непонятно, принадлежали они животному или человеку, но если человеку, то это либо неандерталец, либо денисовец.

Зуб Denisova 8

— Собираетесь ли вы продолжать работу с российскими исследователями и, если да, чем именно вы планируете заниматься дальше?

— Мы очень благодарны Михаилу Шунькову и Анатолию Деревянко за совместную работу и, конечно же, будем ее продолжать. Для этого в первую очередь нужно найти другие останки денисовского человека — может, в Денисовой пещере, а может, в других сибирских пещерах. У нас есть основания полагать, что они могут быть и в других районах Азии.

Денисовцы все еще остаются загадкой. Мы знаем, что они внесли свой генетический вклад в ДНК жителей Азии, особенно тех людей, которые живут в Тихоокеанском регионе (папуасы, например, заимствовали у денисовцев около 5% своей ДНК).

Еще мы знаем, что небольшая часть денисовской ДНК есть у населения континентальной Азии — здесь важно то, что некоторые генетические особенности местных жителей, например способность тибетцев жить на большой высоте и не страдать от недостатка кислорода в воздухе, тоже заимствованы у денисовского человека.

Наша текущая работа позволяет нам заглянуть в историю денисовцев, продемонстрировав, например, что они действительно долгое время жили в Сибири. И кстати, мы надеемся, что теперь, когда мы опубликовали описание морфологии двух зубов денисовского человека, другие ученые смогут их узнать, если вдруг обнаружат.

October 23rd, 2015

Помните мы обсуждали вопрос . Давайте продолжим изучение этой темы.

Алтайские горы расположены таким образом, что обогнуть их многочисленным миграциям самых разных двуногих существ было просто невозможно. Рядом обширная полоса степей, идущая от Енисея до Карпат, которая служила настоящими «вратами народов» (обычно так называли ту ее часть, которая проходила между Уральским хребтом и Каспием). С другой стороны гор - пустыни, открывающие путь к Дальнему Востоку и Юго-Восточной Азии. Алтай вместил в себя множество интересных и таинственных мест, среди которых знаменитая Денисова пещера с большим гротом - в нем всегда сухо, а отверстие под куполом днем дает свет и служит естественным дымоходом.

И вот что там было найдено...

Неудивительно, что в Денисовой пещере сотни тысяч лет находили прибежище представители рода Homo, начиная с неандертальцев, которые заселились туда 280 000 лет назад. Оставили там следы и люди исторической эпохи - тюрки и гунны, создатели обширных кочевых империй. Весь этот гигантский промежуток времени люди здесь жили, делали инструменты, поедали или разделывали добытых на охоте животных - в Денисовой пещере обнаружены кости яка, осла, носорога, гиены.

Таким образом над естественным полом пещеры выросло два десятка культурных слоев, наполненных артефактами - свидетельствами жизни самых разных обитателей. Чтобы исследовать эти культурные слои (а раскопки здесь начались во второй половине 1970-х годов), археологам пришлось выкопать глубокую яму. И вот в 2008 году случилось знаменитое открытие: в Денисовой пещере, среди огромного массива культурных слоев была найдена крошечная кость - как потом выяснилось, фаланга мизинца юной особи женского пола. Можно говорить об огромном научном везении, так как эта находка плюс еще несколько небольших костных фрагментов (два зуба, возможно, фаланга пальца ноги) стали единственным свидетельством существования на Земле доселе неизвестного вида людей.

На полу Денисовой пещеры выросло 20 культурных слоев. Находка в этом массиве мелких костных останков денисовцев - большая удача.

Сюрпризы продолжились в 2012 году, когда была опубликована работа группы ученых из лейпцигского Института Макса Планка (руководителем группы был шведский биолог Сванте Пеэбо). Ученым удалось с высокой точностью секвенировать как ядерную, так и митохондриальную ДНК денисовцев, как теперь стали называть наших вымерших двоюродных братьев, и появилась возможность предметно говорить о родстве живших в Денисовой пещере 75−30 тыс. лет назад людей с Homo sapiens и Homo neanderthalensis. Секвенирование «денисовской» ДНК стало реальным лишь с возникновением новых технологий работы с генетическим материалом, который в ископаемых костях представлен, как правило, фрагментарно. В частности, был применен метод искусственного восстановления двухнитевых ДНК в тех случаях, когда в исходном образце одна из нитей оказывалась поврежденной.

На схеме показано идущее от общего предка родословное древо сапиенсов, денисовцев и неандертальцев, а также человекообразных обезьян. Красным показан порог, после которого из 24 пар обезьяньих хромосом после слияния получилось 23 пары человеческих.

Что же касается родства, то удалось выяснить, что, согласно анализу мтДНК, отличие современного человека от денисовца составляет 385 нуклеотидов, в то время как различие между Homo sapiens и неандертальцем равно 202 нуклеотидам. Анализ ядерной ДНК показал, что неандертальцы и денисовцы имели общего предка, который жил, возможно, около 700 000 лет назад (датировка крайне приблизительная). Предок же этой ветви и Homo sapiens - так называемый «человек предшествующий» (Homo antecessor) обитал на Земле более миллиона лет назад.

Значит, с родством все ясно? Не совсем. Известно, что Homo sapiens появились около 200 000 лет назад на Африканском континенте. Полторы сотни тысяч лет спустя небольшая популяция сапиенсов (порядка 40−50 тыс. человек) решилась покинуть свой африканский дом и ушла на Ближний Восток, а потомки этих людей заселили все континенты, кроме Антарктиды. Таким образом, все исконные жители Старого и Нового Света за исключением Африки - то есть белые европейцы, китайцы, эскимосы, американские индейцы - являются потомками беглецов из Африки, численность которых сравнима с населением райцентра. При этом сапиенсы были, разумеется, не первыми представителями рода Homo, ушедшими в Евразию. До этого туда пропутешествовал Homo erectus, давший в Европе потомство в виде гейдельбергского человека или в Азии в виде синантропов и питекантропов.

Придя на Ближний Восток, сапиенсы встретили там ранее пришедших неандертальцев. Тогда же случилось то, что в науке называется гибридизацией: наши предки и неандертальцы стали скрещиваться, и у них появилось потомство. Предположительно это была первая, но не единственная волна гибридизации этих видов. Второй эпизод, согласно генетическим данным, мог происходить на Дальнем Востоке с участием со стороны Homo sapiens предков китайцев и американских индейцев. На сегодняшний день процент неандертальских генов в геноме представителей разных народов мира составляет 1−4%.

После того как удалось получить точные данные о геноме денисовцев, было сделано еще одно важное открытие. Оказалось, что гибридизации с Homo sapiens не удалось избежать и денисовцам. Обитая неподалеку от «врат народов», они встретились с некой ветвью предков современных людей, которая затем прошествовала в сторону Юго-Восточной Азии, а точнее - ее островной части. Меланезийцы, представители австралоидной расы (среди них наиболее известны у нас папуасы) содержат в своем геноме до 6% «денисовских» генов. Хотя совершенно необязательно, что гибридизация произошла именно на Алтае, - сейчас считается, что этот вид людей имел широкий ареал обитания в Евразии.

Таким образом, некоторые современные люди, обитающие, правда, в основном в одном уголке планеты, могут считать себя более близкой родней денисовцам, чем все остальные. Однако есть другая загадка, которую преподнесла находка в Денисовой пещере. Похоже, на ее основании можно предположить существование еще одного вида людей, от которых пока не найдено даже крохотной косточки.

Неандертальцы и денисовцы составляют две ветви, происходящие от общего предка, но, как уже сказано, Homo neanderthalensis генетически заметно ближе к сапиенсу, чем денисовец. Более того, в «денисовском» геноме есть примерно 1% генов, которых нет у неандертальцев и которые заметно древнее остальных: на это обратил внимание американский биолог Дэвид Рейч из Гарвардской школы медицины. Остается предположить, что гибридизация с сапиенсами была не единственной, которой подверглись «денисовские» люди. Теперь выдвигается предположение о том, что они на своем историческом пути могли скрещиваться и с другими видами рода Homo.

Исследователи обратили внимание на то, что найденный в Денисовой пещере зуб, который, как и фрагмент фаланги, стал предметом генетического анализа, имеет необычно большой размер, что типично для более ранних гоминид. Это может означать, что партнерами по скрещиванию выступали представители какого-то вида людей, которые вышли из Африки еще раньше и сапиенсов, и денисовцев, и неандертальцев. Возможно, об этом виде до сих пор ничего не известно, а можно предположить, что это были, например, представители гейдельбергского человека. Что мешает это проверить? Отсутствие секвенированного генома последнего.

Придется снова напомнить, что выделение качественной генной информации ископаемых останков денисовцев было уникальным случаем и большой научной удачей. Это же касается и генов неандертальцев. Дело в том, что и те и другие обитали в сравнительно холодных и влажных областях мира, и климат обеспечил сохранность сложных молекул внутри костных останков. В жарком климате, где солнце выжигало кости добела, ДНК практически полностью разрушалась.

Открытия еще впереди

К сожалению, в силу скудности найденного пока ископаемого материала очень трудно сказать, насколько денисовцы отличались от современных людей внешним обликом и поведением, или обладали ли они, например, речью. Различия в геноме сапиенса и денисовца могут указывать на то, что определенные мутации, отвечающие в нашем геноме за важные функции, связанные с развитием нервной системы и работой мозга, у денисовцев, как у представителей иной ветви человечества, не отмечены. Это может означать, что человеческим разумом в полном смысле эти вымершие люди не обладали, что, разумеется, не помешало им оставлять совместное с сапиенсами потомство.

Казалось бы, в этот же ряд «криптолюдей» вписывается и Homo florensiensis - останки представителей этого вида были обнаружены в 2003 году в пещере Лианг-Буа на острове Флорес. Этих существ, которых сразу же окрестили «хоббитами», отличал маленький рост (1 м) и крайне небольшой объем мозга - 400 см3. Это меньше, чем у шимпанзе, и сопоставимо с объемом мозга афарского австралопитека, который не принадлежал к роду Homo. Таким образом, флоресские карлики, очевидно, находились на более низкой стадии развития, чем неандертальцы или денисовцы. Да, они производили примитивные каменные орудия, вероятно, занимались с их помощью охотой и строительством, но к созданию каменных орудий был способен и австралопитек. По одной из бытовавших гипотез, Homo florensiensis мог быть потомком питекантропа, достаточно развитого существа, который попал в условия островной изоляции (а современная и ископаемая фауна острова Флорес наполнена эволюционными курьезами) и там видоизменился, или, можно было бы сказать, деградировал. Последний термин, правда, вряд ли уместен, так как предполагает понимание эволюции как неизменного движения от низших форм к высшим, в то время как в реальности имеет значение лишь приспособление методом естественного отбора. Сейчас, однако, гипотезу об уменьшившемся и поглупевшем питекантропе разделяют далеко не все, подозревая в предках «хоббитов» каких-то менее развитых существ типа тех же австралопитеков.

Однако есть еще один интересный пример, когда следы какого-то таинственного человекоподобного существа явно прослеживаются в геноме современного человека. Правда, речь опять же идет о специфической группе Homo sapiens.

Африка - настоящий кладезь генетического разнообразия. Если вспомнить, что неафриканское человечество восходит к нескольким десяткам тысяч африканцев, ушедших в Евразию, нетрудно предположить, что генетические различия между немцем и японцем могут оказаться значительно меньшими, чем между представителями разных африканских народов, где сапиенсы развивались 200 000 лет. Но пигмеи в западном Камеруне и народности хадза и сандаве в Танзании являют собой особый случай. Как можно заметить по географической карте, Танзанию и Камерун разделяет приличное расстояние, а вот представителей трех упомянутых народов объединяют общие участки ДНК, и это указывает, во-первых, на общих предков, живших самое позднее 40 000 лет назад, и, во-вторых, на то, что эти самые предки уже были обладателями вышеупомянутых участков. Группа биологов из Пенсильванского университета под руководством Сары Тишкофф опубликовала работу в журнале Cell, в ней утверждалось, что общие для трех народов участки ДНК являются следами гибридизации с доселе неизвестным и жившим в Африке еще 80−20 тыс. лет назад видом людей, который произошел от общего с неандертальцами предка примерно 1,2 млн лет назад.

Проблема лишь в том, что от этих гипотетических людей опять-таки не найдено ни косточки - генетики вновь совершили открытие «на кончике пера». Косвенным подтверждением, что еще в недавнюю эпоху в Африке могли существовать какие-то виды людей, не относящихся к сапиенсам, может служить находка в Иво-Элеру (Нигерия). Там был обнаружен довольно примитивный череп, датируемый, однако, эпохой безраздельного властвования сапиенсов, - 13 000 лет назад. Иными словами, существует проблема определенного рассогласования между выкладками генетиков и находками палеоантропологов, работающих «в поле».

Но не будем забывать: не случись удачи с находкой крошечных костных фрагментов в Денисовой пещере, ни про каких денисовцев сегодня никто бы не знал вообще.

Австралийцы были первыми

Карта на соседней странице показывает пути миграций предков разных групп Homo sapiens по Евразии. Как видно, предки австралийских аборигенов и папуасов были в той же самой группе выходцев из Африки, что и предки будущего населения Европы и Азии, - они вместе отделились от своих африканских родственников 75−62 тыс. лет назад. Однако «австралийская» ветвь (красная стрелка) отправилась в Евразию первой, еще до того, как 38−25 тыс. лет назад «европейцы» отделились от «азиатов» (в частности, имеется в виду предковая линия китайцев - хань). Вторая волна миграции, прошедшая через Переднюю Азию, Индию и Индокитай, вытеснила и поглотила представителей «австралийской» ветви на континенте, а аборигены Австралии и папуасы оказались в изоляции на 50 000 лет. На карте отмечена и гибридизация с денисовцами.

Генетическая ясность

Честь научного доказательства гибридизации между Homo sapiens с одной стороны и денисовцами, а также неандертальцами - с другой принадлежит группе ученых из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге (ФРГ) под руководством шведского генетика Сванте Пеэбо. На основании костных останков из Хорватии исследователям удалось в 2010 году прочитать геном неандертальца. В 2012 году аналогичная работа была проведена в отношении генома денисовцев. «Денисовский» геном отсеквенирован со средним покрытием 31 (99,4% нуклеотидов прочтено не менее 10 раз, 92,9% - не менее 20). Таким образом, качество прочтения генома соответствует отсеквенированным геномам современных людей, что и позволило заняться сравнением.

Вот еще интересные сведения.

Необычный вариант гена, участвующего в выработке организмом гемоглобина, широко распространен у тибетцев. Эта особенность позволяет им жить в горах на высоте более 4500 метров над уровнем моря. Опубликованное в журнале Natureисследование показывает, что этот ген достался тибетцам от денисовского человека – родственного современному человеку и неандертальцу вида (или подвида) рода Homo . Денисовские люди, вымершие 40-50 тыс. лет назад, известны по костным останкам, найденным в Денисовой пещере на Алтае.

«У нас есть очень ясные доказательства, что эта версия гена получена от денисовцев, - говорит руководивший исследованием Расмус Нильсен, профессор Калифорнийского университета в Беркли. – Это показывает, что люди эволюционировали и адаптировались к новым условиям, получая гены от других видов».

Ген, известный под названием EPAS1 , активируется при снижении уровня кислорода в крови, усиливая выработку эритроцитов. Это помогает человека справляться с пиковыми нагрузками. EPAS1 даже называют геном «суператлетов», так как на некоторые варианты способны помочь спортсменам быстро повысить уровень гемоглобина, увеличивая выносливость. На высокогорье обычный вариант работы этого гена оказывается губительным. Увеличение количества эритроцитов в крови приводит там к к гипертонии и сердечным приступам, а также к рождению детей с более низким весом детей и увеличению младенческой смертности. Вариант гена, имеющийся у тибетцев, позволяет избежать этих побочных эффектов, так как он менее активен.

В 2010 году исследования, также проведенные Расусом Нильсеном и его командой,показали , что при заселении предками нынешних тибетцев Тибетского нагорья, более 2,75 тыс. лет назад, их численность резко снизилась, а потом стала расти благодаря той части популяции, у которой имелись генетические особенности, облегчающие жизнь в горах, в том числе особый вариант гена EPAS1.

«Мы обнаружили, что часть гена EPAS1 у тибетцев практически идентична гену денисовцев и очень отличается от всех других людей», – говорит Нильсен. Ядерную ДНК, извлеченную из кости пальца денисовского человека, сравнили с генетическим материалом китайцев и тибетцев, предоставленным Институтом эволюционной антропологии Общества Макса Планка. Нильсен предполагает, что современные люди, покинув Африку, скрещивались в Евразии с денисовскими людьми. Их потомки впоследствии заселили Китай и Тибет

источники
Статья «Крипточеловечество» опубликована в журнале «Популярная механика» (№141, июль 2014).
http://www.popmech.ru/science/17225-denisovskiy-chelovek/#full
http://elementy.ru/lib/431435
http://paranormal-news.ru/news/denisovskij_chelovek_skreshhivalsja_s_neizvestnym_nauke_vidom_cheloveka/2013-11-21-8087
http://polit.ru/news/2014/07/03/ps_epas1/

Вот например для вас еще информация и

Дени́совский человек («денисовец » Homo altaensis) - вымерший подвид людей . Известен по фрагментарному материалу из Денисовой пещеры в Солонешенском районе Алтайского края РФ .

Ещё 40 тысяч лет назад денисовцы населяли ареал, пересекающийся по времени и месту с территориями в Азии , где жили неандертальцы и современные люди .

Обнаружение [ | ]

В общей сложности известно пять фрагментов: найденная в 2008 году в пещере в слое № 11 кость последней фаланги пальца руки ребёнка (по результатам секвенирования оказалось, что это девочка), три обнаруженных ещё в советское время коренных зуба , принадлежавших молодой особи мужского пола (их размеры крайне велики по сравнению с другими Homo ) и, возможно, фаланга пальца ноги, анализ генетического материала из которого продолжается в настоящее время .

Туристы у Денисовой пещеры

Ближе к границе одиннадцатого слоя 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. Женский браслет, обнаруженный в пещере, был сделан из довольно хрупкого камня, ближайшие выходы пород которого зафиксированы на Рудном Алтае на границе с Казахстаном за двести километров от пещеры. Для обработки камня применялись приёмы, совершенно нетипичные для ранней стадии верхнего палеолита : станковое сверление, внутренняя расточка, шлифование и полировка. Набор технических приёмов, применявшихся денисовцами более 45 тысяч лет назад, у людей современного вида типичен для гораздо более поздней эпохи - бронзового века .

Исследование генома [ | ]

Из-за скудости фрагментов восстановление облика денисовского человека пока не представляется возможным (ср. человек из Оленьей пещеры). Исследования генома показали, что денисовцы были темнокожие, темноглазые, темноволосые .

В митохондриальных геномах денисовцев и неандертальцев из Денисовой пещеры обнаружен вклад ещё одной неизвестной популяции, которая имеет общего предка с анатомически современными людьми и неандертальцами, жившего около 1,0 млн л. н., что указывает на то, что он происходит от миграции гоминин из Африки, отличной от миграции предков неандертальцев и современных людей и, что её можно считать четвёртым подвидом Homo sapiens . По мтДНК денисовцы противостоят как неандертальцам, так и сапиенсам .

Позднее, когда были обработаны последовательности, относящиеся к ядерному геному, оказалось, что денисовцы являются сестринской группой неандертальцев и их эволюционное расхождение произошло около 640 тысяч лет назад. На основе анализа ДНК исследователи полагают, что остатки кости датируются периодом 75-82 тысячи лет назад . Возраст находок, найденных в пещере в слое № 11, был определён при помощи радиоуглеродного анализа сначала в 40 тысяч лет, затем откалиброван до 48-50 тысяч лет.

В конце 2013 года было объявлено, что анализ ДНК гейдельбергского человека из испанской пещеры Сима-де-лос-Уэсос (Сьерра-де-Атапуэрка), полученной из бедренной кости возрастом 400 тысяч лет, показал сходство с мтДНК денисовского человека. Хотя ранее останки из Сима-де-лос-Уэсос было принято сближать с неандертальцами , в 2015 году при изучении ядерной ДНК трёх образцов из пещеры Сима де лос Уэсос (Атапуэрка) выяснилось, что они находились на линии, ведущей к неандертальцам. Термолюминесцентное датирование слоя № 22 показало, что денисовцы жили в Денисовой пещере 170 тыс. лет назад . Сравнение ядерной ДНК трёх зубов из слоя № 11 (Denisova 3, Denisova 4) и одного зуба из слоя № 22 (Denisova 8) показало, что в Денисовой пещере жили две разные группы денисовцев и их разделяет как минимум 65 тысяч лет . Возраст образца Denisova 8 (ок. 110 тысяч лет) уточнён в ходе генетического анализа, исходя из скорости мутаций человеческой митохондриальной ДНК, принимаемой в 2,5 × 10 -8 на нуклеотид в год . У образца Denisova 2 из слоя 22.1 главной галереи пещеры возрастом более 100 тысяч лет секвенирована только митохондриальная ДНК. Denisova 2 старше Denisova 8 на 20,6-37,7 тыс. лет (по данным генетиков) и на 54,2-99,4 тыс. лет старше, чем Denisova 3 и Denisova 4 . Из осадочных отложений в Восточной галерее Денисовой пещеры генетики смогли выделить неандертальскую и денисовскую мтДНК, при этом следы ДНК неандертальцев и денисовцев нашли в слоях № 14 и № 15, что указывает на совместное существование этих двух видов в течение долгого времени .

Эволюционное расхождение денисовцев и гейдельбергского человека из испанской пещеры Сима де лос Уэсос (Сьерра-де-Атапуэрка) по данным изучения мтДНК произошло, по оценкам учёных, 700 тысяч лет назад . По данным изучения ядерной ДНК обитателей пещеры Сима де лос Уэсос, денисовцы и неандертальцы разделились около 500 тысяч лет назад, а их общий предок отделился от Homo sapiens 700-765 тысяч лет назад .

Генетики, проанализировавшие общие мутации для народов Африки с одной стороны и для неандертальцев и денисовцев с другой, пришли к выводу, что популяция предков неандертальцев и денисовцев, покинувших Африку, была крайне небольшой. Всего через 300 поколений после исхода из Африки примерно 744 тысячи лет назад линии неандертальцев и денисовцев разделились и после этого они крайне редко контактировали друг с другом - число мутаций, характерных только для неандертальцев и денисовцев, было очень небольшим и не превышало 20 % от их общего числа .

В июле 2014 года в журнале Nature были опубликованы результаты исследования генетического материала у ряда популяций современного человека на предмет особой вариации белка EPAS1 (кодирующего транскрипционный фактор, участвующий в кислородозависимой регуляции некоторых генов ), которая присуща денисовскому человеку. Указанная в статье вариация белка EPAS1 (см. полногеномный поиск ассоциаций) характерна для тибетцев , а у представителей 26 других популяций людей не была обнаружена. Вероятно, тибетцы и смогли приспособиться к жизни на большой высоте благодаря генам, доставшимся им от денисовского человека .

Анализ ДНК 5639 человек из разных популяций Евразии и Океании позволил выявить бимодальное распределение денисовских включений в геномах популяций Восточной Азии (японской и трёх китайских), которое не удалось выявить в геномах папуасов и южноазиатских популяций. Это означает, что восточноазиатские популяции смешивались с двумя популяциями денисовцев, одна из которых родственна алтайским денисовцам. Южноазиаты и папуасы смешивались только с более отдалённой от алтайских денисовцев популяцией .

Денисовские люди стали вторым после неандертальцев видом вымерших гоминин , для которого теперь известен полный митохондриальный и почти полный ядерный геномы. Впервые новый вид людей был выделен исключительно на основании генетических исследований.

В августе 2018 года было сообщено о том, что ядерный геном девочки Denisova 11 (en:Denny (hybrid hominin)), жившей 90 тыс. л. н. и найденной в 2012 году , на 38,6 % аллелей соответствует неандертальскому геному, а 42,3 % соответствует денисовскому геному . Её митохондриальная ДНК оказалась полностью неандертальской. Иными словами, Denisova 11 - дочь неандерталки и денисовца; это первый обнаруженный гибрид разных видов людей (в первом поколении) . У отца девочки Denisova 11 в роду тоже был неандертальский предок, который жил за 300-600 поколений до него (или за 7,5-15,0 тыс. лет до него, если длительность поколения в палеолите составляла 25 лет ). При этом его неандертальский предок принадлежал к другой популяции, чем популяция матери Denisova 11, которая имела общих предков с европейским неандертальцем Vindija 33.19 из хорватской пещеры Виндия .

Ареал и гибридизация [ | ]

Миграции денисовцев (зелёным)

Найдены следы гибридизации денисовского человека с Homo sapiens (современным человеком). В геноме меланезийцев обнаружено около 5 % общих генов с прочитанным ядерным геномом денисовского человека. В то же время общих генов у современного человека и неандертальца от 1 % до 4 % в различных популяциях (за исключением коренных жителей Африки, у которых неандертальские гены отсутствуют) .

Неандертальское «наследство» наиболее выражено в генах жителей Европы и Пакистана, денисовское - у обитателей южно-тихоокеанского региона, что косвенно указывает на территориальное распределение (ареал) этих видов в силу предполагаемого недавнего родства сапиенских предков этой популяции и сибироамериканской, у которой денисовских нуклеотидов нет . Нельзя исключать, что уникальные языки папуасов Новой Гвинеи также связаны с наследством денисовцев .

Появление денисовцев в Азии предположительно вызвано миграциями из Африки , отличными от переселений Homo erectus , неандертальцев и современных людей . «Денисовцы выселились из Африки раньше человека, от Индонезии дошли до Янцзы и возможно поднялись по течению вверх», - говорит академик В. В. Иванов .

Согласно ДНК-исследованию 2013 года, денисовцы наряду с неандертальцами передали часть генома современным людям; также установлено, что неандертальцы скрещивались с кроманьонцами и денисовцами, кроманьонцы - с денисовцами, кроме того, денисовцы скрещивались с каким-то четвёртым, ранее неизвестным видом людей .

Позднейшие исследования обнаружили две различные группы денисовцев: северную и южную. ДНК первой группы присутствует в геномах современных китайцев , японцев и вьетнамцев . ДНК южной группы заметны в геномах полинезийцев .

В культуре [ | ]

Примечания [ | ]

1. Brown, David (25 марта 2010 года), "Scientists say they"ve identified new human ancestor ", Washington Post ,
2. Krause, Johannes; Fu, Qiaomei; Good, Jeffrey M. & Viola, Bence (2010), "The complete mitochondrial DNA genome of an unknown hominin from southern Siberia ", Nature Т. Forthcoming, DOI 10.1038/nature08976
3. По сведениям антрополога С. В. Дробышевского , два зуба были потеряны в лаборатории.
4. Ольга Беленицкая. «Денисовский человек известен во всем мире» // В мире науки . - 2017. - № 9 Спецвыпуск: Российскому фонду фундаментальных исследований 25 лет . - С. 62-73 .
5. Денисовские люди
6. Предок из пальца
7. А. П. Деревянко Родословная человечества: теории и факты
8. Лекция Станислава Дробышевского , Новейшие данные науки о происхождении человека
9. Потерянное поколение , Лента.ру (26 марта 2010 года). .
10. Наука в Сибири | Академик Деревянко: «Это чрезвычайно важное фундаментальное открытие» | Наука в сибири (рус.) . www.sbras.info. Проверено 24 августа 2018.
11. Johannes Krause wt al. The Complete Mitochondrial DNA Genome of an Unknown Hominin from Southern Siberia , March 2010
12. Балановский О. Древняя ДНК Европы. Средний палеолит (неандертальцы).
13. Krause J., Fu Q., Good J. M. et al. The complete mitochondrial genome of an unknown hominin from southern Siberia. // Nature 2010. Vol. 464. N 7290. P. 894-897.
14. Reich D., Green R. E., Kircher M. et al. Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia // Nature. 2010. Vol. 468. N 7327. P. 1053-1060.
15. New DNA analysis shows ancient humans interbred with Denisovans (неопр.) . Nature (31 августа 2012). Архивировано 25 октября 2012 года.
16. Baffling 400,000-Year-Old Clue to Human Origins
17. Nuclear DNA sequences from the hominin remains of Sima de los Huesos, Atapuerca, Spain // 5TH ANNUAL MEETING OF THE European Society for the study of Human Evolution, 10 - 12 SEPTEMBER 2015 LONDON/UK: Nuclear DNA sequences from the hominin
18. Genetic analyses of three Denisovan individuals from the Altai Mountains (Siberia) // 5TH ANNUAL MEETING OF THE European Society for the study of Human Evolution, 10 - 12 SEPTEMBER 2015 LONDON/UK: Nuclear DNA sequences from the hominin
19. Siberian cave was home to generations of mysterious ancient humans, 2015
20. Insights into Neandertals and Denisovans from Denisova Cave , 2016
21. Денисовцы в своей пещере жили долго
22. A fourth Denisovan individual , 2017
23. Девочка из Денисовой пещеры
24. Исследование ДНК древних людей стало возможным без самих останков , 28 апреля 2017
25. Генетики прочитали самую древнюю ДНК человека возрастом 400 тыс. лет - Газета. Ru
26. Учёные: предки людей и неандертальцев разделились неожиданно рано
27. New look at archaic DNA rewrites human evolution story , 2017
28. Учёные выяснили, когда денисовцы и неандертальцы «разорвали отношения» , 08.08.2017

Сезон публичных лекций в ИЦиГ продолжается. И совсем недавно, на очередной из них, ведущий научный сотрудник межинститутского сектора молекулярной палеогенетики, к.б.н. Александр Пилипенко рассказал, что нового происходит в этой научной области.

На сегодня накоплен большой объем данных о предках человека, но по-прежнему вопросов у науки остается куда больше, чем уже полученных ответов. Известно, что колыбелью человечества является Африка, именно здесь формировались все ранние представители рода Homo. И, как минимум, дважды, еще до появления Homo sapiens, представители более ранних видов (формы Homo erectus) покидали этот континент и расселялись по планете.

Первая миграционная волна прошла около полутора миллионов лет назад, ее археологические памятники найдены по всей территории Азии и местами – в Европе. Вторая волна случилась примерно через миллион лет: тогда предки человека сумели продвинуться на север дальше и освоить заметную часть континентальной Европы.

На протяжении тысячелетий потомки этих «переселенцев» продолжали развиваться за пределами Африки, порождая новые разновидности предков современного человека. В частности, так на европейской территории появились неандертальцы, схожие процессы протекали и в Азии.

А затем, около 200 тысяч лет назад, на историческую сцену выходит, наконец, и человек современного анатомического типа – Homo sapiens. Есть две главных гипотезы того, как это происходило. Гипотеза недавнего африканского происхождения утверждает, что весь процесс протекал на территории Черного континента, покинув который, человек вытеснил другие формы гоминид, не смешиваясь с ними. Вторая – гипотеза мультирегионального происхождения – исходит из того, что шла параллельная эволюция разных групп гоминид, которая привела к формированию различных территориальных групп анатомически современного человека.

И тут к спорам антропологов и археологов подключились генетики. Данные первых генетических исследований были в пользу первой гипотезы. Но затем палеогенетикам удалось, секвенировав геном неандертальца, установить, что 1-3 % его генов имеют все современные люди. Иначе говоря, в каждом из нас есть немного от неандертальца. Что, конечно, стало весомым аргументом в пользу второй гипотезы. Весомым, но не окончательным, в силу чего она по-прежнему является гипотезой, а не точно установленным фактом.

– Самый полный геном неандертальца, который удалось извлечь на сегодня, был получен из кости знаменитой Денисовской пещеры, - напомнил Александр Пилипенко. – Хотя и были сомнения, является ли он типичным для всех неандертальцев или только для восточной группы.

В той же знаменитой уже пещере был обнаружен еще один вид доисторического человека – т.н. денисовский человек, чей геном ученым также удалось секвенировать. Вид оказался хоть и родственным неандертальцам, но все же вполне себе самостоятельным. И также внес свой вклад в генотип современного человека. Наиболее ярко он проявился у населения Океании (до 5-6 % генома).

Примерно так выглядели наши представления об эволюции человека два года назад, отметил докладчик и предложил рассмотреть, что же изменилось за это время. А произошло немало интересного.

Первое, что новые исследования поставили под сомнение, это дату возникновения анатомически современного человека. В прошлом году вышла статья про исследование геномов костных останков коренных африканских туземцев (в п.о. бушменов). Речь шла об относительно свежих находках, возраст которых не превышал 2000 лет. Но это секвенирование позволило «очистить» геном древнего человека от «евразийских примесей». А изучение этого «очищенного» генома в свою очередь позволяет ученым заметно перенести дату возникновения человека: с 200 до 300-350 тысяч лет тому назад. В том же году данные палеогенетиков подтвердили археологи независимой датировкой останков древнего человека (пяти особей) и их орудий труда, найденных в Марокко.

– Сегодня продолжается активное изучение массива останков древнего человека, найденных в первой половине ХХ века в Африке. Их было очень много, все они плохо датированы, да и технологии раскопок оставляло желать лучшего. Так что работы там предстоит еще много и она может дать интересные результаты, – резюмировал Пилипенко.

Не все так однозначно и с датой окончания «африканского детства» анатомически современного человека. В этот период его жизнь протекала исключительно на территории Африки. Долгое время считалось, что он завершился около 60 тысяч лет назад. Но еще в 1930-е годы на территории Израиля (в пещерах Скул и Кавзех) были раскопаны места стоянок древних людей. Найденные там останки датированы возрастом в 80-120 тысяч лет, что существенно древнее установленной границы миграции человека за пределы Африки. А несколько месяцев назад были озвучены результаты датировки останков, найденных на третьей стоянке, по соседству с первыми двумя. Их возраст составил и вовсе 180 тысяч лет. Причем принадлежность этих костей к виду Homo sapiens никем из ученых не оспаривалась. Дискуссия сейчас идет по другому поводу: жили ли люди в этой части Ближнего Востока на протяжении этих тысячелетий непрерывно (а значит, мы существенно переносим границу выхода человека из Африки), либо это были кратковременные случайные миграции, не меняющие картину в целом. К исследованию этих пещер подключились ученые Института археологии и этнографии СО РАН, у которых накоплен огромный опыт исследования памятников палеолита в Денисовской пещере и ее окрестностях.

Еще больший резонанс вызвали находки китайских археологических экспедиций. На территории своей страны они нашли памятник, относящийся к анатомически современным людям, возрастом 90-100 тысяч лет. Эта находка (в отличие от израильских) относительно долго считалась спорной. Но после проведения ряда независимых датировок китайцам удалось убедить в своей правоте, по крайней мере, журнал Science, где была опубликована соответствующая статья.

– Это может означать, что речь не идет о каких-то единичных выплесках людей на прилегающие территории, мы имеем дело с масштабной миграцией, которая докатилась до Юго-Восточной Азии, – отметил Александр Пилипенко.

В итоге, сейчас предлагается перейти к модели двух больших миграционных волн, первая была 80-120 тысяч лет, а вторая 30-60 тысяч лет назад. Первая шла исключительно на восток и привела к заселению Азии. Вторая волна затронула и азиатские, и европейские территории. Она же «принесла» нам гены неандертальцев.

Надо помнить, что описанные выше исследования не меняют существующую картину миграций Homo erectus, которые предшествовали этим волнам и, собственно, дали начало неандертальцам и денисовцам. В Европе дальнейшие события прошли, с эволюционной точки зрения, относительно скучно: тысячелетиями жили неандертальцы, особо не меняясь, а потом, примерно 40 тысяч лет назад, пришли предки современного человека и за пару тысяч лет полностью их вытеснили, успев в ходе процесса немного перемешаться.

В Азии все проходило несколько разнообразнее. И самая запутанная картина складывается в северной ее части, в частности, на Алтае, где в процессы взаимодействия кроманьонцев и неандертальцев активно включились и денисовцы. В частности, есть свидетельства совместного существования неандертальцев и денисовцев, но материальные следы человека современного типа появляются намного позже. Зато остались генетические следы взаимодействия всех трех видов. И вопрос времени прихода анатомически современного человека в Западную Сибирь (равно как и исчезновения из нее денисовцев с неандертальцами) остается открытым. Зато в Восточной Азии нет никаких свидетельств существования двух последних видов.

Тем временем исследования последних двух лет смогли отодвинуть временные рамки проживания предков человека в Денисовской пещере почти на 100 тысяч лет назад. Правда, остается вопрос, насколько непрерывным было обитание денисовцев в тех краях. Однако получается, что они могли взаимодействовать с обеими волнами миграции Homo sapiens, если те достигали Алтая в указанное время.

– К сожалению, нигде больше за пределами пещеры генетические останки денисовцев пока так и не найдены, а антропологические следы искать тяжело, так как мы плохо знаем их внешний облик, найдено слишком мало костных останков, – подчеркнул докладчик.

И это обстоятельство значительно осложняет процесс изучения этого вида древнего человека, путей его расселения и взаимодействия с другими гоминидами. Но наличие генов денисовцев в современных человеческих популяциях говорит о том, что такие процессы имели место быть. К примеру, именно их влиянием объясняют наличие генетических механизмов адаптации к условиям высокогорья у современных тибетцев.

Так что археологам и палеогенетикам предстоит проделать огромную работу, прежде чем мы получим целостную и непротиворечивую картину заселения человеком восточной части Евразии. Помочь в этом могут новые механизмы работы с полногеномными данными, которые создаются в настоящее время, которые направлены не столько на секвенирование древних геномов, сколько на более тщательный поиск и анализ их «следов» в геноме современных людей. Первые работы, основанные на таких новых алгоритмах, были опубликованы уже в этом году. И вновь эти результаты, отвечая на одни вопросы, задают еще больше новых, которые еще ждут своих исследователей.

Наталья Тимакова

В оформлении материала использованы иллюстрации, представленные на лекции А.С. Пилипенко

Денисова пещера расположена в долине реки Ануй, в 4 км от села Чёрный Ануй Алтайского края.

Из диаграммы видно различие в митохондриальных геномах современных людей (ныне живущих и эпохи позднего плейстоцена), неандертальца и «денисова» человека.

Денисова пещера - один из самых известных археологических памятников эпохи среднего и верхнего палеолита. Она хранит следы деятельности древнего человека. Сотрудники Института археологии и этнографии СО РАН ведут раскопки в Денисовой пещере на протяжении многих лет. Вместе с археологами трудятся геофизики, палеоботаники, антропологи, палеонтологи и другие учёные. Руководит раскопками заместитель директора института доктор исторических наук Михаил Шуньков. Исследователи просеяли кубометры грунта, но никаких останков древних людей долгие годы обнаружить не удавалось. Видимо, наши предки не хоронили своих сородичей в пещерах. И всё же в 2008 году уникальные исследования увенчались успехом - учёные обнаружили три зуба и фалангу мизинца предположительно девочки пяти-семи лет, жившей от 30 до 50 тысяч лет назад.

Мизинец передали в Институт эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге. Йоханссон Краузе из лаборатории палеогенетики, возглавляемой профессором Сванте Паабо (кстати, в этой же лаборатории в прошлом году расшифрован геном неандертальца), выделил митохондриальную ДНК, по которой составил полный геном «денисова» человека. Результаты совместного исследования российских и немецких учёных были опубликованы в журнале «Nature» 24 марта этого года.

ДНК экстрагировали из 30 мг костного порошка мизинца. За прошедшие тысячелетия молекула распалась на фрагменты, учёные обнаружили 9908 таких обрывков ДНК. Большое количество фрагментов удалось расшифровать (секвенировать) и собрать из них «паззл» - молекулу митохондриальной ДНК древнего человека. Для большей достоверности процедуру реконструкции генома повторили, взяв ДНК другого фрагмента кости и использовав иную методику секвенирования. Результаты воспроизвелись с высокой точностью. Учёные считают, что реконструированная ДНК действительно получилась «древняя», не содержащая поздних «загрязнений».

Расшифрованный геном исследователи сравнили с геномами 54 современных людей, одного древнего человека со стоянки Костенки-14 на Дону возрастом около 30 тысяч лет, шести европейских неандертальцев и двух неандертальцев, обнаруженных в гроте Тешик-Таш в Узбекистане и в пещере Окладникова на Алтае (в сотне километров о Денисовой пещеры). Общий размер митохондриального генома у всех трёх человеческих видов и шимпанзе оказался почти одинаков - 16 550-
16 570 пар нуклеотидов.

Выяснилось, что человек из Денисовой пещеры генетически также далёк от современного человека, как и от неандертальца. Причём отличий в геноме «денисовца» и современного человека в два раза больше, чем генетических расхождений современного человека и неандертальца. Последняя общая прародительница всех трёх человеческих видов жила около миллиона лет назад, а пути сапиенсов и неандертальцев разошлись примерно 466 тысяч лет назад.

На основе анализа только митохондриальной ДНК невозможно сказать наверняка, в каком родстве с сапиенсами и неандертальцами состоял «денисов» человек. Морфологические признаки вида определяются не митохондриальной, а ядерной ДНК. Как показывают исследования, информация, заложенная в митохондриальных и ядерных генах, совпадает не всегда. Митохондриальный геном чувствителен даже к эпизодической межвидовой гибридизации, и только ядерный геном несёт в себе исключительно видовые признаки.

Тем не менее уже понятно, что 30-50 тысяч лет назад население Алтая было генетически разнообразным: люди разных генетических линий (неандертальцы, сапиенсы и «денисовцы») совместно проживали на одной территории. Археологические данные подтверждают это. Слой Денисовой пещеры, где был найден мизинец, содержит смесь изделий, характерных для среднего палеолита (скорее всего, оставленных неандертальцами) и позднепалеотических изделий, изготовленных сапиенсами. В археологических находках заметны следы преемственности, смешения и перетекания различных культур друг в друга.

В настоящее время существуют две теории формирования современного человека. Одни исследователи считают, что он появился в Африке. Другие придерживаются мультирегиональной гипотезы, согласно которой сапиенс зарождался и в Евразии. Один из авторов обсуждаемой статьи директор Института археологии и этнографии СО РАН академик А. П. Деревянко - сторонник мультирегиональной теории, согласно которой в наших жилах течёт кровь не только небольшой кучки африканских сапиенсов, но и неандертальцев, а может быть, и азиатских архантропов. Результаты изучения митохондриальной ДНК (мтДНК) человека из Денисовой пещеры не могут служить весомым аргументом ни за его теорию, ни против. Но всё-таки складывающийся образ совместного проживания на одной территории трёх неродственных групп людей, в сочетании с преемственностью и смешением культур, придаёт этой версии правдоподобие.

Кстати, совсем недавно теория А. П. Деревянко получила ещё одно блестящее подтверждение. В журнале «Science», вышедшем 7 мая, опубликована статья всё той же группы немецких учёных из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге с сообщением о полной расшифровке ядерного генома неандертальца. Теперь сомнений практически не осталось - в жилах современных европейцев и азиатов течёт неандертальская кровь.