Девочка из Денисовой пещеры и её ДНК

Девочка из Денисовой пещеры и её ДНК

Авторы нового исследования подтвердили, что ребенок, чей зуб нашли в 1984 году в Денисовой пещере на Алтае, принадлежал к денисовцам, а не к неандертальцем. Также они установили, что это была девочка и что жила она значительно раньше других известных науке денисовцев.

Напомним, что денисовцами называют представителей особого вида (или подвида) рода Homo, родственного как современным людям, так и неандертальцам. Все эти три вида происходят от общего предка, жившего около 700 тысяч лет назад. По современным оценкам, разделение неандертальцев и денисовцев произошло не менее 190 тысяч лет назад и, возможно, до 470 тысяч лет назад. Название «денисовский человек», или «денисовец», дано по Денисовой пещере, где были найдены костные останки этого вида. За пределами этой пещеры денисовцы, по крайней мере пока, не обнаружены.

Всего археологам удалось обнаружить четыре фрагмента, для которых позднее была показана принадлежность денисовцам. В 1984 году был найден коренной зуб (Денисова 2). В 2000 и 2010 годах – еще два коренных зуба (Денисова 4 и Денисова 8), а в 2008 году – фрагмент фаланги мизинца (Денисова 3). Находка 1984 года была сделана в слое 22.1 главной галереи Денисовой пещеры, остальные кости найдены в слое номер 11, который относится к периоду от 48 до 60 тысяч лет назад. Помимо этих находок в Денисовой пещере были обнаружены и другие костные фрагменты, которые, как выяснилось, принадлежали неандертальцам. Было понятно, что зуб Денисова 2 принадлежал ребенку, так как это молочный зуб (нижний правый второй моляр), два других денисовских зуба были постоянными.

Фрагмент фаланги мизинца (Денисова 3)

Зуб (Денисова 4)

В 2010 году журнал Nature опубликовал исследование, проведенное под руководством палеогенетиков Иоханнеса Краузе (Johannes Krause) и Сванте Паабо (Svante Pääbo), которые секвенировали митохондриальную ДНК из фаланги Денисова 3. Благодаря условиям Денисовой пещеры, где средняя температура держится на отметке около нуля градусов, ДНК в древних костях неплохо сохранилось. Ученые пришли к выводу, что обладатель фаланги принадлежал к отдельному виду людей. После этого открытия и появилось название «денисовский человек». На самом деле о самостоятельном видовом статусе денисовцев ученые говорят не столь категорично, допуская возможность, что денисовцы были подвидом.

Изучение ядерных ДНК позволило определить, что фаланга Денисова 3 принадлежала женщине, а зубы Денисова 4 и 8 – взрослым мужчинам. Также ученые узнали, что денисовцы скрещивались с древними Homo sapiens и что у современных жителей Меланезии до 5 % генома унаследовано от денисовцев. В 2014 году ученые установили, что имеющийся у тибетцев особый вариант гена, влияющего на синтез гемоглобина, который полезен для выживания в холодном климате, унаследован от денисовского человека, а в 2016 году определили, что у гренландских эскимосов варианты ряда генов, связанные с устойчивостью к холоду, тоже совпадают с вариантами этих генов у денисовцев. В 2013 году, когда был изучен геном гейбельбергского человека из испанской пещеры Сима-де-лос-Уэсос (около 400 тыс. лет назад), оказалось, что по митохондриальной ДНК он близок как к неандертальцам, так и к денисовцам.

Новая публикация посвящена извлечению ДНК из зуба Денисова 2, того самого, что был обнаружен самым первым в 1984 году. Исследование провела все та же группа из лейпцигского Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка под руководством Сванте Паабо, которая ранее установила особый статус денисовцев.

Ученые сначала сделали компьютерную томографию зуба, чтобы сохранить полную информацию о его строении для будущих исследователей. Степень износа зуба и состояние его корней указывают на то, что его владельцу было 10 – 12 лет.

Компьютерная томография зуба Денисова 2

Затем исследователи взяли часть материала (10 мг) для извлечения ДНК. После секвенирования последовательность ДНК сравнили с полученными ранее образцами денисовцев, а также с геномами десяти неандертальцев, пяти древних Homo sapiens, пяти современных людей, шимпанзе и гейдельбергского человека из пещеры Сима-де-лос-Уэсос. Первым выводом работы стало подтверждение того, что обладатель зуба был денисовцем. Ученые также определили пол по отсутствию Y-хромосом в ядерном геноме. То есть зуб принадлежал девочке.

Второй вывод был сделан на основе подсчета числа мутаций, отличающих митохондриальные ДНК в четырех денисовских геномов. Ученые предположили, что скорость изменения ДНК у денисовцев, была такой же, как у современных людей. И на основе такого предположения смогли датировать костные фрагменты. 

Оказалось, что зуб Денисова 2 был самым древним, он на 20,6 – 37,7 тысяч лет старше зуба Денисова 8 и на 54,2 – 99,4 тысячи лет старше фаланги Денисова 3. Денисова 3 и Денисова 4 оказались почти современниками, разница в возрасте между ними оценивается в 3,7 – 6,9 тысяч лет. Хотя численная оценка разницы зависит от того, действительно ли скорость изменения митохондриальной ДНК денисовцев и современных людей одинакова, в любом случае можно утверждать, что Денисова 2 старше Денисова 8 и значительно старше Денисова 3 и 4.

Исходя из оценки древности слоя, в котором была найдена кость Денисова 8 и вычисленной по генетическим данным разнице в возрасте, ученые пришли к заключению, что девочка (Денисова 2) жила не менее 100 тысяч лет назад. Это делает ее одним из древнейших гомининов, останки которых обнаружены в Центральной Азии. Также это означает, что денисовцы обитали в пещере на протяжении десятков тысяч лет. Не смотря на столь значительный временной диапазон, ученые заметили, что различий в ядерной ДНК денисовцев значительно меньше, чем различий в ДНК современных популяций людей. Возможно, это объясняется тем, что жители Денисовой пещеры представляли собой небольшую изолированную популяцию, а общее генетическое разнообразия денисовцев было все-таки выше. Но, чтобы подтвердить это, нужно найти останки денисовцев, живших в других местах, и выделить их ДНК.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

источник