Составлен генетический портрет двух «семей» алтайских неандертальцев
Денисова пещера — далеко не единственный на Алтае памятник среднего палеолита. Да и начинались исследования, принесшие ей славу — и Нобелевскую премию Сванте Паабо — с пещеры Окладникова, где сибирские археологи обнаружили останки древних людей и отправили их фрагменты на анализ в немецкую лабораторию шведского палеогенетика (подробнее об этом читайте в материале «Человек, который собрал древних»). Исследования жителей этой пещеры и их соседей продолжаются: сегодня группа ученых под началом Паабо опубликовала генетический портрет 13 алтайских неандертальцев.
Пещера Окладникова (она же Сибирячихинская) находится в Солонешенском районе Алтайского края, на левом берегу реки Сибирячиха. Первые находки здесь сделали Анатолий Деревянко и Вячеслав Молодин еще в 1984 году, после чего раскопки продолжались в течение четырех лет.
Сама пещера представляет собой карстовую полость с системой разветвленных галерей, залов и гротов. Уже в первый год раскопок археологи обнаружили в пещере разрозненные фрагменты скелета и несколько зубов, принадлежавших индивидам разного возраста. Тогда же описание культурных слоев пещеры позволило заключить, что в эпоху среднего палеолита здесь располагался лагерь древних охотников.
Вторая пещера, Чагырская, находится в Краснощековском районе Алтайского края, на левом берегу реки Чарыш. Это два зала общей площадью около 130 квадратных метров. Раскопки здесь начались в 2007 году и уже принесли ученым не менее 90 тысяч артефактов, нескольких десятков костей и зубов неандертальцев, а также остатки животных (на начало 2022 года было известно более 14 тысяч фрагментов костей). По последним данным возраст отложений, в которых были сделаны все эти находки, укладывается в интервал между 59 и 51 тысячей лет назад.
Археологи полагают, что Чагырскую пещеру в качестве лагеря использовали охотники, которые появлялись здесь в периоды миграции бизонов с равнин в предгорья. Находки из этой пещеры, в частности, демонстрируют, что у неандертальцев была хорошо развита мелкая моторика (потому как они явно использовали трехпальцевый хват, работая костяными ретушерами), а на бизона они ходили с копьями.
Находки в Чагырской, Окладникова и недавно открытой Верхней Сибирячихе принадлежат к сибирячихинскому варианту микокской каменной индустрии. Эти артефакты заметно отличаются от тех, что обнаружили в Денисовой пещере. Они выделяются тем, что при их изготовлении использовалась радиальная техника расщепления, а также большим числом скребел угловатой формы и бифасов (двусторонне обработанных изделий).
Уже на стадии предварительных исследований пещеры Окладникова палеоантропологи предположили, что местные останки принадлежат неандертальцам. Более того, каменные орудия мустьерской культуры также свидетельствовали о том, что ученые имеют дело с неандертальскими следами. Но ближайший к Алтаю памятником, где присутствие неандертальцев было установлено с достоверностью, тогда находился аж в двух тысячах километров — это был грот Тешик-Таш в Узбекистане, в котором нашли скелет ребенка-неандертальца. Поэтому окончательным подтверждением тому стала работа генетиков во главе со Сванте Паабо. В 2007 году они опубликовали анализ митохондриальной ДНК, извлеченной из фрагментов костей из пещеры Окладникова — он полностью подтвердил первоначальную гипотезу российских палеоантропологов. Присутствие неандертальцев на Алтае стало уже неоспоримым фактом.
С годами количество геномов (в том числе ядерных) неандертальцев из алтайских пещер росло. Более того, анализ геномов из Денисовой пещеры показал, что неандертальцы заселяли Алтай как минимум дважды: их останки принадлежат к волне миграции, которая произошла более ста тысяч лет назад. В то время как неандертальцы из пещер Окладникова и Чагырской оказались на юге Сибири спустя десятки тысяч лет, и генетически они ближе к поздним европейским неандертальцам, нежели к денисовским. Именно потомки этой волны достоверно пересекались с денисовцами — об этом наглядно говорит находка останков девочки, чьим отцом был денисовец, а мама неандерталкой, генетически близкой к чагырской популяции.
Теперь же группа археологов, палеоантропологов и палеогенетиков из десяти стран при участии Анатолия Деревянко из Института археологии и этнографии СО РАН и Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка представила одно из крупнейших на сегодня исследований неандертальской популяции, которое с российской стороны поддержано грантом РНФ. Они отобрали для анализа 27 образцов костей и зубов: 17 из Чагырской пещеры, еще 10 — из пещеры Окладникова. Ученые исходили из того, что неандертальцы с этих двух близко расположенных друг к другу памятников жили примерно в одно и то же время. По последним оценкам, чагырские индивиды приходили на стоянку около 59–51 тысячи лет назад, а окладниковские — не менее 44 тысяч лет назад (еще недавно они считались более поздними).
В 17 образцах сохранилось достаточное количество древней ДНК. При этом не все они принадлежали разным людям. Так, молочный зуб Чагырская-19 и два коренных зуба Чагырская-13 и Чагырская-63, несмотря на разные стадии развития, принадлежат одному и тому же мальчику (Чагырская-G), который терял их в этой пещере в период между своим девяти- и пятнадцатилетием. Также принадлежащими одному человеку (Чагырская-С) оказались нижняя челюсть Чагырская-6 и резец Чагырская-14, что подтверждается и морфологически. А находки Чагырская-8 и Чагырская-12 принадлежали индивиду Чагырская-F.
Таким образом, в распоряжении ученых оказались останки 13 человек. Взрослый мужчина Чагырская-D оказался в генетическом родстве сразу с несколькими представителями этой популяции. Например, девочка-подросток Чагырская-H приходится ему дочерью — поскольку они были родственниками первой степени, но их митохондриальные геномы отличались. Но митохондриальные геномы Чагырской-D идентичны у с Чагырской-C и Чагырской-Е. Следовательно, они были близкими родственниками по материнской линии: например, у них могла быть общая бабушка. Хотя не исключено, что Е на самом деле не отдельный человек, а тот же самый, что и D. Тесные генетические связи между индивидами C, D и H позволяют считать, что они были современниками.
Нашлись в исследуемой группе и родственники второй степени: мужчина Чагырская-А и женщина Чагырская-L. Они относятся друг к другу, как внук—бабушка или племянник—тетка. В целом, генетические различия между членами исследованной группы позволяют считать, что все 11 индивидов были представителями одного и того же сообщества.
Ядерная ДНК из образцов, найденных в пещере Окладникова принадлежит двум не связанным друг с другом индивидам. А вот митохондриальная ДНК у индивидов Окладникова-B и Чагырская-G совпадает, и значит они должны приходиться друг другу очень далекими, но родственниками по материнской линии — в пределах двух тысячелетий друг от друга (то есть до 80–100 поколений). Любопытно, что ранее извлеченные образцы митохондриальной ДНК из рыхлых отложений Чагырской пещеры оказались ближе к Окладникову-А, нежели к любому известному чагырскому неандертальцу. Следовательно, группы, занимавшие эти пещеры, друг с другом связаны.
Филогенетический анализ отнес все 13 исследованных геномов в одну группу с известными прежде профилями: алтайским Чагырская-8 и восточноевропейским Виндия-33.19 (пещера Виндия находится на территории современной Хорватии). А анализ Y-хромосом четырех чагырских индивидов показал, что они генетически ближе к неандертальцу Эль-Сидрон-1254 с севера Испании, нежели к кавказскому неандертальцу Мезмайская-2.
Не обошли стороной палеогенетики и возможность исследовать взаимоотношения чагырских индивидов с денисовцами. И нашли денисовские последовательности в пяти геномах. Самые протяженные участки (1,5 сантиморгана) принадлежат геному Чагырская-А. По оценкам ученых, это следы скрещивания, произошедшего примерно за 48–12 тысяч лет до рождения Чагырской-А.
Также исследователи оценили протяженность гомозиготных участков в геномах из Чагырской пещеры. Анализ восьми последовательностей показал, что участки гомозиготности составляют 1,6–14,9 процента этих геномов. Более того, по мнению палеогенетиков, эта оценка занижена из-за невысокого качества прочтения древней ДНК. Это говорит, что популяция чагырских неандертальцев в целом была невелика.
По уровню гомозиготности чагырские люди сопоставимы с современными горными гориллами (Gorilla beringei beringei), которые живут небольшими группами из 4–20 особей. Проанализировав также разнообразие митохондриальной ДНК и Y-хромосомных линий, ученые заключили, что численность группы, жившей в «родовом гнезде» в Чагырской пещере, была не больше 20 человек — что сопоставимо с положением видов на грани вымирания. При этом от 60 до 100 процентов женщин происходили из других групп, на что указывает митохондриальное генетическое разнообразие.
На протяжении поколений древние люди использовали это место для захоронений
Палеогенетики проанализировали ДНК 37 человек из древнего коллективного захоронения, раскопанного на территории Франции в карстовой шахте Авен-де-ля-Букль. Бо́льшая часть исследованных геномов принадлежала людям эпохи неолита (n = 34), которых похоронили в этом месте между 3600 и 2800 годами до нашей эры, причем примерно три четверти из них были мужчинами. Похоже, что на протяжении длительного времени карстовую шахту использовали для захоронений связанные между собой группы людей. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.