Статистический анализ отодвинул время расхождения неандертальцев и денисовцев

Американские генетики построили модель, описывающую историю неандертальцев и денисовцев, основываясь на статистическом анализе частоты распределения полиморфных сайтов в известных геномах. Согласно анализу, ветви неандертальцев и денисовцев разошлись раньше, чем предполагалось, а их предковая популяция была очень мала. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Неандертальцы и денисовцы – древние люди, которых в настоящее время считают отдельными от Homo sapiens видами. Неандертальцы обитали на территории Европы и исчезли предположительно около 30 тысяч лет назад, оставив после себя множество останков. По всей видимости, неандертальцы сосуществовали с людьми современного типа и смешивались с ними – в ДНК всех современных популяций, кроме африканских, присутствует около двух процентов неандертальских генов.

Денисовцы куда более загадочны – их выделили в отдельный вид только на основании анализа генома, а антропологические находки исчисляются буквально несколькими образцами (зубы и фаланги пальцев), найденными в Денисовой пещере на Алтае. Денисовцы считаются азиатскими дальними родственниками неандертальцев. Тем не менее, они тоже оставили после себя генетическое наследие в геномах тихоокеанских современных популяций. До четырех процентов генов меланезийцев может быть денисовского происхождения.

Согласно самой свежей гипотезе, касающейся происхождения обоих видов, неандертальцы и денисовцы произошли от популяции, вышедшей из Африки около 500-600 тысяч лет назад. Затем предковая группа раскололась на две. Одна из них осела в Европе и дала начало неандертальцам, а другая распространилась по Азии, и алтайские денисовцы являются представителями второй.

Генетик Алан Роджерс из университета Юты совместно с Райаном Болендером из Техаса построил модель, позволяющую уточнить размер древних популяций и время их разделения. Ученые учитывали частоты встречаемости десяти полиморфных сайтов, которые отличаются в четырех крупных популяциях – современных европейцев, современных африканцев, неандертальцев и денисовцев. Авторы рассчитали, какой должна быть скорость эволюции и эффективный размер популяций для того, чтобы примесь древних генов в современных популяциях была такой, какую мы наблюдаем.

В модели учитывался только поток генов от неандертальцев к европейцам, а денисовский вклад вообще не учитывался (меланезийцев, к примеру, в модель не включали). Время воспроизведения поколений авторы приняли за 29 лет, а скорость естественного мутагенеза за 1,1×10^-8 нуклеотид в год.

Согласно расчету генетиков, после того, как предки неандертальцев и денисовцев отделились от основной ветви, их количество существенно уменьшилось. Буквально за 300 поколений, то есть около 10 тысяч лет, они разделились между собой. После этого неандертальская популяция увеличилась в размере, но раскололась на множество отдельных групп, не взаимодействующих между собой. Ранее считалось, что неандертальцев жило в Европе довольно мало, однако новый анализ увеличил их численность на порядок.

Самое интересное, что с заданными параметрами модель предсказала, что разделение произошло раньше, чем предполагает современная основная гипотеза. Согласно Роджерсу, разделение произошло 25660 поколений назад, что соответствует 744 тысячам лет. При этом автор признает, что если взять другую, также расхожую среди специалистов скорость мутагенеза, это время уменьшится до 616 тысяч, что уже не очень противоречит основной гипотезе.

Ранее Болендер с коллегами рассчитал, что в геномах меланезийцев, помимо неандертальцев и денисовцев оставил след кто-то третий, «похожий на денисовцев». Подобные спекуляции ученые вынуждены делать за недостатком фактического материала, касающегося денисовцев. Анализ останков, найденных в Денисовой пещере, показал, что даже найденные образцы различаются по возрасту на десятки тысяч лет.

Помимо меланезийцев, «денисовский след» периодически всплывает в разных современных азиатских популяциях. К примеру, тибетцы позаимствовали у них способность адаптироваться к высокогорным условиям, а инуиты – морозоустойчивость.

Дарья Спасская