История неандертальцев, извлеченная из пещерных отложений Сибири и Испании — новый метод

Историческая иллюстрация пещеры Галерия-де-лас-Эстатуас на севере Испании. 

Впервые ученые из Института эволюционной антропологии Макса Планка разработали методы обогащения и анализа ядерной ДНК из отложений и применили их к пещерным отложениям в Западной Европе и на юге Сибири, датируемым примерно 200 000–50 000 лет назад.

Таким образом, команда смогла извлечь ядерную ДНК неандертальцев из пещерных отложений, которые помогут получить новые ключи к истории популяции неандертальцев.

В своей статье исследователи сообщают: «Мы обнаруживаем замену популяции на севере Испании примерно 100 000 лет назад, сопровождавшуюся оборотом митохондриальной ДНК. Мы также идентифицируем два радиационных события в истории неандертальцев в начале позднего плейстоцена. Наша работа закладывает основу для изучения истории популяции древних гомининов по следам ядерной ДНК в отложениях ».

На испанской площадке команда восстановил только одну окаменелость неандертальца, но ДНК неандертальцев была обнаружена во всех отложениях пещер, что свидетельствует о замене одной популяции другой около 100 тысяч лет назад.

Несомненно, ядерный анализ ДНК отложений помогает исследовать глубокое прошлое человека, но важно быть осторожным, чтобы избежать значительного количества ДНК медведей, гиен и других млекопитающих.

«В геноме человека есть много мест, которые очень похожи, например, на ДНК медведя», — сказал Бенджамин Верно, первый автор исследования. Исследователи специально нацелены на области в геноме, где они могут быть уверены в выделении только человеческой ДНК, а также разработали методы для измерения своего успеха в удалении нечеловеческой ДНК. «Мы хотели быть уверены, что не случайно увидели какой-то неизвестный вид гиены», — сказал Верно.

Команда исследовала более 150 образцов донных отложений из трех пещер.

У двух из них — CХагырская и Денисова пещеры в Горном Алтае на юге Сибири — предыдущие исследования анализировали ДНК костей. Таким образом, авторы смогли сравнить ДНК отложений с ДНК костей.

Когда ученые сравнили ДНК осадка с другими образцами скелета, они заметили поразительную тенденцию — казалось, было два «излучения» неандертальцев, причем старшее население Estatuas произошло от одного излучения, а более молодое население — от второго. «Мы задавались вопросом, могли ли эти излучения, наряду с замещением населения в Эстатуасе, быть связаны с изменениями климата или изменениями в морфологии неандертальцев, которые произошли примерно в этот период времени — хотя нам потребуется больше данных, чтобы сказать наверняка», — сказал Хуан. Луис Арсуага.

В Чагырской пещере более ранние археологические исследования показали, что неандертальцы принадлежали к единой популяции и жили там недолго. Но поскольку предыдущая работа позволила восстановить только один геном из одной из костей, найденных на этом месте, невозможно было сказать, является ли он репрезентативным для всего населения, жившего вокруг Чагырской пещеры. Осадок ДНК смог подтвердить эту гипотезу.

«Мы взяли образцы донных отложений на протяжении всей стратиграфии, и все они были очень похожи на ДНК от кости, даже несмотря на то, что ДНК отложений была получена от нескольких человек», — сказала Ксения Колобова из Института археологии и этнографии Российской академии наук. ведущий археолог Чагырской пещеры.

«Начало анализа ядерной ДНК отложений значительно расширило спектр возможностей для раскрытия эволюционной истории древних людей», — сказал Верно. Освободив область древней ДНК от ограничений, связанных с поиском человеческих останков, и увеличив количество участков, потенциально подходящих для исследования, «теперь мы можем изучать ДНК гораздо большего числа человеческих популяций и из гораздо большего числа мест, чем считалось ранее возможным. , — сказал Мейер.