Анализ древней ДНК показал историю Денисовой пещеры

В новом исследовании международная группа ученых проанализировала ДНК из более чем 700 образцов отложений, собранных из плейстоценовых слоев Денисовой пещеры в Сибири, и обнаружила древнюю митохондриальную ДНК (мтДНК) гомининов и млекопитающих в 685 образцах и 175 образцов соответственно.

Самые ранние свидетельства мтДНК гоминина относятся к денисовцам и связаны с каменными орудиями, которые были отложены приблизительно от 250 000 до 170 000 лет назад; МтДНК неандертальцев впервые появляется к концу этого периода.

Ученые также обнаружили оборот в мтДНК денисовцев, который совпадает с изменениями в составе мтДНК фауны, и свидетельства того, что денисовцы и неандертальцы неоднократно заселяли это место — возможно, до или после начала начального верхнего палеолита, по крайней мере, 45000 лет назад, когда современная мтДНК человека впервые была обнаружена в отложениях.

Денисова пещера на Алтае — типовое место обитания денисовцев, архаической группы гомининов, родственных неандертальцам.

Пещера состоит из трех камер (обозначенных как Главная, Восточная и Южная), которые содержат отложения от среднего плейстоцена до эпохи голоцена.

Десятка останков гомининов, извлеченных из отложений, также включает неандертальцев и детей неандертальца и денисовцов, что предполагает, что пещера была зоной контакта между этими архаичными гомининами.

Однако существует неуверенность относительно порядка, в котором эти группы появились на месте, времени и экологического контекста присутствия гомининов, а также связи определенных групп гомининов с археологическими находками.

«На простой сбор сотен образцов из всех трех камер в пещере и документирование их точного местоположения у нас ушло много времени, но мы получили исчерпывающий набор образцов, охватывающий более 300 000 лет сибирской истории», — сказала профессор Зенобия Джейкобс. исследователь из Университета Вуллонгонга.

«Хронология, созданная ранее для пещерных отложений, позволила нам выбрать лучшие места для сбора образцов ДНК и извлечь максимальную пользу из необычных выводов ДНК отложений».

В новом исследовании ученые извлекли и секвенировали небольшие следы мтДНК древних людей и животных (таких как пещерные медведи, гиены и волки) из 728 образцов донных отложений.

Сопоставляя профили ДНК с возрастом слоев, исследователи обнаружили, что первыми людьми, посетившими это место, были денисовцы около 250 000 лет назад, за ними последовали неандертальцы около 200 000 лет назад.

При этом только ДНК неандертальцев была обнаружена в отложениях, возраст которых находится в периоде между 130 000 и 80 000 лет назад.

Денисовцы, которые вернулись после этого времени, несли другую мтДНК по сравнению с денисовцами, которые были там ранее, что позволяет предположить, что в регион прибыла другая популяция.

Древняя ДНК анатомически современного Homo sapiens впервые обнаруживается в слоях, отложенных примерно между 60 000 и 45 000 лет назад и содержащих подвески и другие украшения, сделанные из костей и зубов животных, бивня мамонта, яичной скорлупы страуса, мрамора и драгоценных камней.

«Это не только первое свидетельство присутствия современных людей в этом месте, но и предполагает, что они, возможно, принесли с собой в регион новые технологии», — говорят исследователи.

Ученые также обнаружили ДНК животных почти во всех образцах и определили два периода времени, когда изменения произошли как в популяциях животных, так и в людях.

Первое, около 190 000 лет назад, совпало с переходом от относительно теплых к относительно холодным условиям, когда изменились популяции гиен и медведей и в пещере впервые появились неандертальцы.

Второе крупное изменение произошло между 130 000 и 100 000 лет назад, вместе с изменением климата от относительно холодных к относительно теплым условиям.

В этот период популяции животных снова изменились, денисовцы исчезли, а неандертальцы остались единственными обитателями пещеры.

Совпадение этих перемещений населения с климатическими переходами между межледниковыми и ледниковыми периодами предполагает, что факторы окружающей среды сыграли ключевую роль в формировании истории людей и фауны в этом регионе.

«Возможность получить такие плотные генетические данные из археологических раскопок — это как сбывшаяся мечта», — сказал профессор Маттиас Мейер, исследователь из Института эволюционной антропологии Макса Планка.

«В отложениях спрятано так много информации — это будет держать нас и многих других генетиков занятыми всю жизнь».

Статья об исследовании была опубликована в журнале Nature.