Сегодня - 03.12.2020

Самые древние генетические данные о человеке современного типа получены из Сибири

30 октября 2014

В одном из самых престижных научных журналов — Nature — опубликована статья группы ученых о сенсационной находке в Сибири (на берегу Иртыша близ поселка Усть-Ишим в Омской области) кости самого древнего в мире современного человека с полным геномом. Старший научный сотрудник Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева доктор географических наук Ярослав Всеволодович Кузьмин рассказал «Науки в Сибири» об этом мультидисциплинарном исследовании.

Ярослав Кузьмин
В чем же важность и новизна этого экземпляра? Начнем с того, что достоверных находок костей современного человека с таким возрастом (45 тыс. лет) и так далеко на Севере (58° северной широты) до этого случая не было. Это — ценнейший факт, так как он говорит об очень раннем проникновении человека современного типа в Субарктику. Усть-ишимский материал является также самой древней из известных сегодня костей современного человека, возраст которой определен с помощью радиоуглеродного датирования. Следующие за ней Пестера ку Оасе в Румынии и пещера Тьянюан в Китае — как минимум на 7 тысяч лет моложе.

Второе и не менее важное обстоятельство: именно в усть-ишимских останках содержится самая древняя геномная последовательность современного (конечно, еще ископаемого) человека. При этом она является очень полной, то есть содержит данные как о митохондриальной, так и об ядерной ДНК, что крайне важно и ценно, ведь в мире до сих пор было известно лишь две находки полного генома палеолитического человека — из археологического памятника Мальта близ города Усолье-Сибирское (Иркутская область), где найдены костный материал возрастом возрастом около 24 тыс. лет (он принадлежат ребенку), а также из опять же детского погребения Анзик в штате Монтана (США), датированного около 12,6 тысяч лет. К этому следует добавить тот факт, что геном усть-ишимца (а это именно мужчина, как показал анализ игрек[Y]-хромосомы) восстановлен с такой полнотой, что практически не уступает таковому для живущих сегодня людей, от которых всегда можно взять на анализ полноценный по степени сохранности материал.

Анализ митохондриального генома усть-ишимского человека показал, что он принадлежит к гаплогруппе R, которая сегодня широко распространена в Евразии. Тем не менее, эта ветвь скорее всего, не оставила потомков среди современных людей, и популяция полностью вымерла в глубокой древности. Согласно анализу Y-хромосомы, усть-ишимец находится у основания (иными словами, является предком) гаплогруппы K(xLT), также обширно представленной в Евразии на нынешний день.


23 октября 2014 года в журнале Nature вышла статья 28 соавторов под названием «The genome sequence of a 45,000-year-old modern human from western Siberia» («Геномная последовательность современного человека возрастом 45 тысяч лет из Западной Сибири»). Первый автор – палеогенетик Сяомей Фу; замыкает список известный во всем мире ученый, специалист по ДНК древних людей профессор Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Лейпциг, Германия). В работе также участвовало еще 12 сотрудников этого института. При этом профессор Паабо как замыкающий перечень соавтор — это совершенно не самый малозначащий член коллектива, а наоборот, один из самых опытных исследователей, координатор и организатор всей работы. В числе исследователей также присутствуют шесть россиян: Сергей Слепченко и Дмитрий Ражев (Институт проблем освоения Севера СО РАН, Тюмень), Ярослав Кузьмин, автор этой статьи, (Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, Новосибирск), Алексей Бондарев  (Экспертно-криминалистический центр УМВД России по Омской области)  и Николай Перистов (Сибирский культурный центр, Омск).


Бедренная кость мужчины из Усть-Ишима
Один из первых важнейших выводов таков: усть-ишимец оказался одинаково близок по геномной последовательности и к живущим сегодня азиатам, и к европейцам. Это означает, что население, частью которого он являлся, около 45 тысяч лет назад еще не разделилось на соответствующие «ветви» и представляло собой единое целое с точки зрения ДНК. Второй важный вывод — присутствие в Сибири людей с такими характеристиками генома говорит нам: первичная миграция раннего современного человека из Африки через Левант в другие регионы Евразии не была ограничена только «южным маршрутом» (из Аравии по берегу Индийского океана в Юго-Восточную Азию и, в конце концов, в Австралию). Существовал (и это теперь доказано с помощью усть-ишимской находки!) и «северный» — из Леванта в Сибирь, вероятно, через Средний Восток и Центральную Азию либо через Кавказ; это только наиболее вероятные пути миграции, а могли быть и другие, но вряд ли более протяженные.

Если говорить о процессе формирования человека современного типа относительно генов, унаследованных от неандертальцев, то и здесь анализ усть-ишимской находки дал совершенно новые сведения. Примесь неандертальской ДНК в обнаруженной кости составляет около 2,3 %. Поскольку усть-ишимец имеет самую древнюю для современного человека ДНК, можно выяснить с высокой вероятностью, когда же произошло скрещивание этих видов гоминид, после которого в нашем геноме оказалось «наследство» от неандертальцев. Этот момент сейчас датируется около 50–60 тысяч лет назад, за 232–430 поколений до появления усть-ишимца.

Что касается возможной примеси ДНК от другого вида (или подвида) ранних людей, живших в Сибири примерно в это время — денисовцев (их материал был изучен группой Сванте Паабо на материалах из Денисовой пещеры на Алтае) — то здесь результат оказался отрицательным.  Этот «след» от смешивания денисовцев с современными людьми выявлен у населения Австралии и Океании, значит, генетическая история населения Евразии была достаточно сложной, и ученым еще предстоит разбираться в деталях этого процесса.

Еще одним важнейших аспектом анализа ДНК усть-ишимца стало определение скорости мутации генов. Установлено, что таковая для митохондриальной ДНК составляет около 0,43 × 10-9 (per site per year), а Y-хромосомы – около 0,76 × 10-9 тех же единиц. Эти значения очень помогут палеогенетикам в дальнейшем при изучении истории формирования ДНК современного человечества.

Комплексный подход к изучению усть-ишимского человека послужил анализу состава стабильных изотопов углерода и азота в коллагене (органической части костной ткани). Полученная информация говорят о том, что, вероятно, существенную часть питания усть-ишимца могла составлять пища «водного» происхождения — например, пресноводная рыба и водоплавающие птицы. Этот вывод также является важным вкладом в понимание адаптации древних людей к окружающей природной среде, ведь раньше чаще основной пищей питания охотников-собирателей считались крупные наземные животные — лошади, бизоны, северный и благородный олени. Теперь появились надежные сведения: спектр пищевых ресурсов человека около 45 тысяч лет назад уже был достаточно широким.

Общий вид места усть-ишимской находки на берегу р. ИртышаРазумеется, это лишь начало работы с усть-ишимской находкой, и в ближайшем будущем можно ожидать новых результатов, основанных на дополнительном изучении опубликованного нами уникального «банка данных», или, по меткому выражению исследовательницы из США Сары Тишкоф, ДНК усть-ишимца как «машины времени», позволившей как никогда прежде глубоко заглянуть в геном современного человека на ранней стадии его формирования. Нужно искать новые образцы, а пока, перефразировав известную латинскую поговорку «Ex oriente lux» («С востока свет»), можно сказать по поводу усть-ишимского человека — «Ex Sibiricum lux» («Из Сибири — свет»).

Ярослав Кузьмин,  Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН

Фото: 1 — Юлия Позднякова, 2,3 — предоставлены автором
 

Голосов еще нет
Поделись с друзьями: 

Система Orphus