Изучение древних черепов проливает свет на скрещивание людей с неандертальцами

Ученые установили, что в геноме современного человека есть следы ДНК неандертальца. Теперь предварительное исследование, в котором оценивалась лицевая структура доисторических черепов, предлагает новые идеи и подтверждает гипотезу о том, что большая часть скрещивания людей и неандертальцев происходила на Ближнем Востоке — в регионе от Северной Африки до Ирака.

«Древняя ДНК произвела революцию в наших представлениях об эволюции человека », — говорит Стивен Черчилль, соавтор исследования и профессор эволюционной антропологии в Университете Дьюка.

«Мы часто думаем об эволюции как о ветвях на дереве, и исследователи потратили много времени, пытаясь проследить путь, который привел к нам, Homo sapiens. Но теперь мы начинаем понимать, что это не дерево… это больше похоже на серию потоков, которые сходятся и расходятся в нескольких точках».

«Наша работа дает более глубокое понимание того, где эти потоки сошлись».

«Картина действительно сложная, — говорит Стивен Черчилль. «Мы знаем, что имело место скрещивание. У современных азиатских популяций, похоже, больше ДНК неандертальцев, чем у современных европейских популяций, что странно, потому что неандертальцы жили на территории современной Европы. Это наводит на мысль, что неандертальцы скрещивались с людьми, когда наши доисторические предки покинули Африку, но до того, как распространились в Азию. Наша цель в этом исследовании состояла в том, чтобы увидеть, какой дополнительный свет мы могли бы пролить на это, оценив строение лица доисторических людей и неандертальцев».

«Оценивая морфологию лица, мы можем проследить, как популяции перемещались и взаимодействовали с течением времени. И факты показывают нам, что Ближний Восток был важным перекрестком, как географически, так и в контексте эволюции человека».

Для этого исследования ученые собрали данные о черепно-лицевой морфологии из опубликованной литературы. В конечном итоге это привело к набору данных, включающему 13 неандертальцев, 233 доисторических Homo sapiens и 83 современных людей.

Исследователи сосредоточились на стандартных воспроизводимых черепно-лицевых измерениях и использовали эти измерения для оценки размера и формы ключевых лицевых структур.

Затем это позволило исследователям провести углубленный анализ, чтобы определить, могла ли данная человеческая популяция скрещиваться с популяциями неандертальцев, а также степень этого вероятного скрещивания.

«У неандертальцев были большие лица, — говорит Стивен Черчилль. «Но размер сам по себе не устанавливает никакой генетической связи между популяцией людей и популяциями неандертальцев. Наша работа включала более надежный анализ лицевых структур».

Исследователи также учли переменные среды, которые связаны с изменениями черт лица человека, чтобы определить вероятность того, что связи, которые они установили между неандертальцами и человеческими популяциями, были результатом межвидового скрещивания, а не других факторов.

Ученые обнаружили, что черты лица, на которых они сосредоточились, не сильно зависят от климата, что упростило выявление вероятных генетических влияний.

Древняя ДНК из окаменелостей неандертальца и человека, а также их сравнительный морфологический анализ раскрывают сложную историю скрещивания между этими линиями и интрогрессии генов неандертальца в геномы человека. Несмотря на значительное увеличение наших знаний об этих событиях, время и географическое положение событий гибридизации остаются неясными. Шесть измерений размера и формы лица из региональных образцов неандертальцев и людей раннего Нового времени были использованы в многомерном исследовательском анализе, чтобы попытаться определить регионы, в которых морфология лица человека раннего Нового времени была более похожа на морфологию лица неандертальцев, которые, таким образом, могут представлять регионы интрогрессии неандертальских генов.

Они также обнаружили, что форма лица была более полезной переменной для отслеживания влияния скрещивания неандертальцев и людей с течением времени.

«Неандертальцы были просто больше людей. … Но реальная форма некоторых черт лица сохранила свидетельство скрещивания с неандертальцами».

«Это было предварительное исследование, — говорит Стивен Черчилль. «И, честно говоря, я не был уверен, что этот подход действительно сработает — у нас относительно небольшой размер выборки, и у нас не было столько данных о структурах лица, сколько нам хотелось бы. Но, в конечном счете, результаты, которые мы получили, действительно убедительны.

«Чтобы опираться на них, мы хотели бы включить измерения большего количества людей, таких как натуфийцы, которые жили более 11 000 лет назад в Средиземноморье на территории нынешних Израиля, Иордании и Сирии».

Статья была опубликована в журнале Biology.