В неандертальской ДНК нашли следы древнейшей миграции из Африки

Команда палеогенетиков под руководством Иоганнеса Краузе (Johannes Krause) обнаружила новые свидетельства в пользу очень раннего выхода Homo sapiens из Африки. Согласно этой гипотезе, отдельные группы сапиенсов добрались до Европы еще 260-400 тысяч лет назад, смешались с жившими там неандертальцами и оставили им в «наследство» свою митохондриальную ДНК. Основная же миграция людей современного типа из Африки состоялась, как известно, гораздо позже, 60–70 тысяч лет назад. Результаты анализа новой архаичной ДНК опубликованы в журнале Nature Communications, некоторые исторические подробности исследования можно почерпнуть из материала The New York Times. 

Гипотеза очень раннего выхода сапиенсов из Африки была высказана еще в прошлом году, но до сих пор материальные аргументы в ее пользу были очень ограничены. Главное ее достоинство заключается в том, что гипотеза позволяет примирить несоответствия между временами расхождения разных групп внутри рода Homo (сапиенсов, денисовцев и неандертальцев), которые были получены по анализу разных типов ДНК (ядерной и митохондриальной). Намеки на то, что сапиенсы смешивались с неандертальцами еще до того, как основная группа наших предков вышла из Африки, появились (статья, подробный разбор на «Элементах») при анализе неандертальских останков из испанской пещеры Сима де лос Уэсос (Sima de los Huesos). Теперь же группе под руководством Краузе удалось получить новые данные, которые выглядят крайне весомым аргументом в пользу ранней миграции.

Огрубляя, можно сказать, что, согласно общепринятой на сегодняшний день картине антропогенеза, виды Homo sapiens и Homo neanderthalensis выделились из общего предка, Homo heidelbergensis, примерно полмиллиона лет назад. При этом сапиенсы жили на территории Африки, а неандертальцы занимали Южную и Центральную Европу, постепенно заселяя восток, вплоть до Южной Сибири. Около 60–70 тысяч лет назад группа сапиенсов попала на Ближний Восток, где смешалась с местными неандертальцами, а затем расселилась по территории всей Евразии и Америк. Примерно 40 тысяч лет назад неандертальцы вымерли, однако результатом раннего смешения стали примерно 2,5 процента неандертальских «генов», которые до сих пор несут в своем геноме все современные неафриканцы. Относительно недавнее появление анализа останков из Денисовской пещеры в Сибири несколько усложнило это картину. Оказалось, что у сапиенсов и неандертальцев была сестринская группа древних людей, — денисовцы, — которые независимо выделились из Homo heidelbergensis и проживали на территории Сибири или, возможно, даже всей континентальной Азии, а затем также участвовали в смешивании с сапиенсами, оставив нам долю своей наследственности.

Проблема несоответствия датировок расхождения разных групп внутри рода Homo, которую решает новая статья, заключается в следующем. По данным анализа ядерной ДНК денисовцы и неандертальцы были ближе друг к другу, чем к сапиенсам, и отделились от наших предков 765–550 тысяч лет назад. Однако по анализу митохондриальной ДНК неандертальцы в большинство своем были, наоборот, ближе к сапиенсам, чем к денисовцам. Причем разделение между неандертальцами и сапиенсами по митохондриальной ДНК произошло существенно позднее, около 400 тысяч лет назад. Данные по Y-хромосоме, которая является частью ядерного генома, но так же, как и митохондриальная ДНК, не участвует в рекомбинации в ходе полового размножения, также поддерживают более раннюю, «ядерную» датировку. Выходит, что данные по митохондриям как бы выпадают из остальной картины генетического родства.

Именно это несоответствие объясняет гипотеза очень раннего выхода из Африки: палеогенетики предполагают, что существовала некая группа сапиенсов, которая покинула Черный континент и попала в Европу еще 316–219 тысяч лет назад, участвовала в смешении с неандертальцами и оставила им свою митохондриальную ДНК. Следы этой ограниченной миграции растворились в ядерной ДНК неандертальцев, но митохондриальная ДНК сапиенсов, которая не участвует в рекомбинации, полностью заменила исходный вариант митохондриальной ДНК неандертальцев. Теоретически, это возможно, так как изолированность нерекомбинирующих участков генома приводит к тому, что благодаря чисто стохастическим процессам отдельные варианты (гаплотипы) этой ДНК постоянно выпадают из актуального их набора. Другое дело, что вероятность этого процесса тем ниже, чем меньше доля отдельного гаплотипа в генофонде.

До сих пор главным аргументом в пользу очень ранней миграции сапиенсов из Африки был геном людей из пещеры Сима де лос Уэсос — по ядерной ДНК они были типичными неандертальцами, но по митохондриальной оказались неожиданно близки к денисовцам. Исключительно древняя датировка останков (около 400 тысяч лет назад) вкупе с повторным анализом позволила ученым предположить, что в данном случае они могут иметь дело с исходным вариантом неандертальско-денисовской митохондриальной ДНК, которая впоследствии была заменена «сапиенсным» вариантом.

Новые данные, полученные группой Иоганнеса Краузе, подтверждают эту гипотезу: ученым удалось выделить митохондриальную ДНК из бедренной кости древнего человека, найденной в пещере Холенштейн-Штадель (Hohlenstein-Stadel) на юге Германии. Несмотря на плохое состояние образцов, выводы ученых однозначны: митохондриальная ДНК из Холенштейн-Штадель, в отличие от ДНК из Сима де лос Уэсос, входит в «сапиенсную» группу и далека от варианта денисовцев. Учитывая ее значительный возраст, — не менее 219 тысяч лет по данным метода молекулярных часов, — находка ставит нижнюю границу на датировку миграции сапиенсов из Африки. Основные результаты и выводы статьи лаконично суммируются в двух схемах, приведенных авторами: древа родства разных митохондриальных ДНК неандертальцев и общей схемы наследования внутри трех групп рода Homo.

К сожалению, ученым не удалось независимо датировать останки радиоуглеродным методом из-за сильного загрязнения. Также не ясно, удастся ли в будущем получить из исследованного образца ядерную ДНК — плохое состояние кости, найденной в Холенштейн-Штадель еще в 1937 году и хранившейся в музее, дает на это только слабую надежду.

Александр Ершов