Генетики прочитали ДНК названного в честь гнома из «Хоббита» неандертальца

Ученые исследовали крупнейшую с 1979 года находку неандертальских останков, сделанную во Франции. Кости и зубы принадлежали взрослому мужчине, получившему прозвище Торин — в честь одного из главных героев «Хоббита». Палеогенетический анализ показал, что этот человек, живший около 50 тысяч лет назад, принадлежал к ранее неизвестной популяции, линия которой отделилась от других поздних неандертальцев примерно сто тысяч лет назад. Препринт этой работы выложен на сайте bioRxiv.org.

Обновлено: 11 сентября 2024 года статью опубликовали в журнале Cell Genomics.

Недалеко от французского города Малатаверн, на берегу реки Рона, находится грот Мандрен. Раскопки этого памятника, ведущиеся с 1990 года, позволили выявить 12 археологических слоев, относящихся к эпохам среднего и верхнего палеолита. В общей сложности исследователям удалось обнаружить здесь около 60 тысяч каменных артефактов, а также больше 70 тысяч останков животных, среди которых преобладают лошади, бизоны и олени.

Широкую известность грот Мандерн приобрел в прошлом году. Тогда археологи и антропологи сообщили, что в слое с неронской индустрией они нашли зуб, принадлежавший анатомически современному человеку. Возраст этой находки составил от 51,7 до 56,8 тысячи лет. Более того, среди артефактов из этого слоя, общее количество которых превышает две тысячи экземпляров, ученые обнаружили миниатюрные наконечники стрел и дротиков — древнейшие подобные артефакты, найденные в Европе.

Одной из особенностей этого памятника выступает то обстоятельство, что слой с древнейшим в Европе зубом сапиенса снизу и сверху окружен культурными остатками, оставленными неандертальцами. При этом зуб сапиенса — далеко не единственная антропологическая находка, сделанная в отложениях этого грота. Так, ранее ученые уже сообщали о еще восьми зубах, найденных в разных слоях.

Людовик Слимак (Ludovic Slimak) из Университета Тулузы и Мартин Сикора (Martin Sikora) из Копенгагенского университета совместно с археологами, антропологами и генетиками из Австралии, Австрии, Великобритании, Германии, Дании, Новой Зеландии, США, Франции и Швейцарии сообщили о новых антропологических находках, сделанных в гроте Мандрен в 2015 году. В слое B2, который богат на артефакты и кости животных, археологи обнаружили останки неандертальца, которого в честь одного из главных героев «Хоббита» прозвали Торин. По данным исследователей, это самые представительные неандертальские останки, найденные во Франции с 1979 года, когда на археологической стоянке Сен-Сезер обнаружили скелет архаичного человека.

В распоряжении исследователей оказались часть небного отростка, фрагментарная нижняя челюсть и 31 зуб с типичной для неандертальцев морфологией. Причем до наших дней не дошли верхние премоляр и левый клык, зато у этого индивида присутствовали сверхкомплектные нижние моляры (четвертые коренные зубы) — ранее такая аномалия у представителей рода Homo эпохи плейстоцена не встречалась. Четвертые моляры Торина обладали неправильной формой, а также имели лишь один корень. Судя по развитию коренных зубов, этот неандерталец был взрослым человеком. Рядом с этими останками также находились пять фаланг левой кисти взрослого человека, которые также вполне могли принадлежать Торину.

Помимо упомянутых костей и зубов, археологи обнаружили еще 80 неинформативных костных фрагментов, которые предположительно могли принадлежать Торину. Ученые обратились к масс-спектрометрической пептидной дактилоскопии (ZooMS), чтобы определить, какие из них действительно принадлежали человеку, а затем отправили их на радиоуглеродное датирование (о результатах этого анализа в препринте не сообщается).

Кроме того, для определения возраста находки ученые прибегли к анализу одного из зубов Торина с помощью комбинированного метода урановых серий и электронного спинового резонанса. Обобщив имеющиеся в их распоряжении данные, исследователи пришли к выводу, что этот неандерталец жил между 52900 и 48050 лет назад (с вероятностью 95,4 процента) или между 51300 и 48900 лет назад (с вероятностью 68,2 процента). Анализ изотопного состава углерода, азота, кислорода и стронция свидетельствует в пользу того, что этот человек жил в открытом ландшафте и при холодных климатических условиях.

Затем из корня первого моляра палеогенетики извлекли древнюю ДНК. Ядерный геном удалось прочитать со средним покрытием 1,3 раза, а митохондриальный — со средним покрытием 561 раз. Ученые выяснили, что Торин был мужчиной, который по митохондриальной ДНК ближе всего к гибралтарскому неандертальцу из карьера Форбса. Оба этих индивида входят в кладу, которая включает другие недавно опубликованные геномы неандертальцев из польской пещеры Стайня, из испанской пещеры Галерея-де-лас-Эстатуас, из кавказской пещеры Мезмайская (индивид Мезмайская-1). При этом они заметно отличаются от других поздних неандертальцев Западной Евразии.

Исследование ядерного генома показало, что Торин принадлежал к популяции, которая заметно отличалась от известных европейских поздних неандертальцев, к которой также принадлежал индивид Виндия 33.19 (это наиболее качественно прочтенный геном европейского позднего неандертальца, поэтому его используют для сравнения). Более того, в геноме Торина ученые не нашли свидетельств того, что предки этого человека смешивались с людьми современного анатомического типа. По расчетам исследователей, линии Торина и Виндия 33.19 разошлись около 103 тысяч лет назад (с вероятностью 95 процентов). Для сравнения: линия кавказского неандертальца Мезмайская-1 отделилась около 83 тысяч лет назад, а алтайского неандертальца Чагырская-8 — примерно 80 тысяч лет назад.

Исследование областей высокой гомозиготности указывает на то, что в геноме Торина присутствуют протяженные участки гомозиготности. Так, примерно семь процентов его генома составляют гомозиготные участки длиной пять мегабаз и более. Причем примерно 45 мегабаз (около 1,5 процента генома) приходится на участки длиной более 20 мегабаз, что свидетельствуют в пользу недавнего инбридинга. Это указывает на небольшую эффективную численность популяции, к которой принадлежал Торин, а также на их генетическую изоляцию от других популяций поздних неандертальцев, от которых получены геномные данные.

Помимо генома Торина, исследователи обратили внимание на ранее опубликованную последовательность ДНК неандертальца из Ле-Коте. Они обнаружили, что в его геноме присутствует примесь, оставленная ранее неизвестной «призрачной» популяцией этих архаичных людей, которая отделилась от линии, ведущей к Виндия 33.19 примерно 89 тысяч лет назад. Это свидетельствует в пользу того, что в Европе существовали по крайней мере две генетические линии, отделившиеся от общего с ранее известными поздними неандертальцами ствола.

Подробнее узнать о генетических связях неандертальцев, живших на Алтае между 59 и 51 тысячей лет назад, можно в нашем материале «Из клана Окладникова».