Неандертальцы скрещивались с людьми современного типа дважды

По-видимому, неандертальцы скрещивались с людьми современного типа дважды: вскоре после выхода сапиенсов из Африки, а потом после их разделения на европейскую и азиатскую популяции. Как сообщается в Nature Ecology&Evolution, а также в редакционной статье в этом же выпуске журнала, ученые это показали, проанализировав распределение фрагментов ДНК неандертальцев в геноме современных европейцев и жителей Восточной Азии.

Первое же секвенирование генома неандертальцев показало, что они скрещивались с людьми современного типа. В геномах всех сапиенсов, за исключением африканцев, содержится около двух процентов неандертальской ДНК. Предположительно, два вида людей смешались примерно 50–60 тысяч лет назад, вскоре после выхода людей современного типа из Африки и до их разделения на отдельные популяции. Дальнейшие исследования показали, что у современных жителей Восточной Азии неандертальских генов на 12-20 процентов выше, чем у европейцев.

Существует несколько гипотез, объясняющих эту разницу. Возможно, что неандертальцы и сапиенсы скрещивались лишь однажды, но потом предки современных европейцев потеряли часть неандертальских генов в силу демографических причин или из-за отбора. Согласно еще одной гипотезе, позднее древние европейцы смешались с другой популяцией сапиенсов и в результате у них произошло замещение неандертальских генов. Также неандертальцы и сапиенсы могли скрещиваться не однажды, а несколько раз, уже после разделения европейской и азиатской популяций сапиенсов. В пользу этой гипотезы свидетельствуют останки сапиенса, который жил 42–37 тысяч лет назад в Восточной Европе, и, вероятно, был потомком смешанного союза: в геноме у него было 6–9 процентов неандертальской ДНК.

Фернандо Вилланеа (Fernando Villanea) и Джошуа Шрайбер (Joshua Schraiber) из американского университета Темпла решили проверить все эти гипотезы. Они проанализировали распределение фрагментов неандертальской ДНК в геномах современных жителей планеты, используя опубликованные последовательности геномов из проекта «1000 геномов». Кроме того, ученые сравнили распределение фрагментов неандертальской ДНК в геномах европейцев и жителей Восточной Азии. Затем они построили симуляции, в которых рассчитывалось распределение неандертальской ДНК в геномах современных жителей Евразии, в случае, если бы сапиенсы и неандертальцы скрещивались несколько раз. Для того, чтобы учесть большое количество параметров, которые появились в процессе моделирования популяций с плохо известными демографическими данными, авторы статьи использовали глубинное обучение. Они натренировали сверточную нейронную сеть на данных, полученных в результате симуляции, а потом использовали ее для анализа сравнительного распределения фрагментов неандертальской ДНК в геномах европейцев и жителей Восточной Азии.

В результате самой вероятной оказалась модель с двойным скрещиванием. Сначала неандертальцы скрестились с людьми современного типа, после того, как они вышли из Африки, а потом еще раз, после того, как они разделились на европейскую и восточноазиатскую популяции. Авторы отмечают, что их расчеты позволяют исключить модель «вымывания» неандертальских генов из популяции древних европейцев, как основную. Но, вероятно, что оно повлияло на разное количество неандертальской ДНК в геномах европейцев и жителей Восточной Азии. Также исследователи указывают, что в геномах жителей Восточной Азии часть фрагментов ДНК, которую они унаследовали от других вымерших людей, денисовцев, могла быть ошибочно принята за неандертальскую ДНК. Впрочем, по мнению авторов, количество ошибочно определенной денисовской ДНК очень небольшое и ее можно будет правильно классифицировать в будущем.

Недавно ученые сообщили о находке первого прямого потомка неандертальцев и денисовцев. Девочка-подросток, чьи останки были найдены в Денисовой пещере, оказалась дочерью неандерталки и денисовца.