Родственники на расстоянии 10 000 лет: геном неандертальца из Денисовой пещеры пролил свет на их изоляцию

Крошечный фрагмент кости возрастом 110 000 лет, найденный в Денисовой пещере на Алтае, позволил установить, что два неандертальца, обитавших в этом же месте с интервалом в десять тысячелетий, приходились друг другу дальними родственниками. Расшифровка четвёртого полного генома неандертальца также показала, что эти древние люди жили крайне малочисленными и изолированными группами задолго до своего исчезновения около 34 000 лет назад.

Исследователи проанализировали фрагмент кости, обнаруженный в знаменитой Денисовой пещере, где на протяжении почти 300 000 лет сменяли друг друга неандертальцы и денисовцы. В работе, опубликованной в журнале PNAS, геном мужского неандертальца (обозначенного D17) сравнили с тремя другими полными геномами, чтобы реконструировать демографическую историю этой ветви человечества.

Особый интерес представляло сравнение D17 с геномом женщины-неандерталки D5, жившей в той же пещере примерно 120 000 лет назад. Хотя D5 не была прямым предком D17, оба индивида оказались связаны общим предком и принадлежали к близкородственным линиям. По словам соавтора исследования профессора Диендо Массилани, это указывает на долговременное присутствие неандертальцев в Алтайском регионе, причём пещера служила одним из узлов в обширной сети участков, которые разные группы использовали на протяжении многих тысячелетий.

Однако гораздо более примечательными стали свидетельства о структуре самих популяций. Генетические маркеры указали на крайне малую численность — около 50 или даже менее особей — и высокую степень инбридинга. У изученных индивидов обнаружились протяжённые участки идентичной ДНК, что говорит о близком родстве родителей, вплоть до двоюродных братьев и сестёр.

Эти данные дополняют предыдущие работы, уже рисовавшие картину изолированных и малочисленных групп неандертальцев. Так, исследование 2022 года оценило одну из алтайских общин всего в 20 человек, а другая работа зафиксировала изоляцию группы на протяжении 50 000 лет. Хотя инбридинг и изоляцию часто называют факторами, приведшими к вымиранию неандертальцев около 34 000 лет назад, новые результаты демонстрируют, что подобные условия не были для них фатальными — они сохранялись в них на протяжении длительных периодов.

Сравнение геномов выявило и глубокие различия между алтайскими и европейскими неандертальцами. D17 оказался значительно ближе к D5, чем к любым представителям западных популяций. Это означает, что восточные и западные группы генетически разошлись за относительно короткое время и на довольно небольшой географической территории. «Хотя разделявшие их примерно 50 000 лет, эти индивидуумы достигли уровня различий, сравнимого с тем, что мы наблюдаем между некоторыми современными человеческими популяциями, разделившимися около 300 000 лет назад», — пояснил Массилани.

Такая быстрая дивергенция, вероятно, объясняется малым размером и изоляцией групп, где усиливалось действие генетического дрейфа — случайные изменения начинают закрепляться гораздо быстрее. В итоге популяции неандертальцев превратились в «лоскутное одеяло» из групп, разделённых сложными процессами расселения, миграций, локальных вымираний и замещений. По словам Массилани, поразительно то, насколько дифференцированными они смогли стать при столь небольшой численности.

Не участвовавший в исследовании Лео Планш из Парижского университета Сакле отметил, что наличие двух секвенированных геномов из одной пещеры даёт беспрецедентно точные данные о популяционной структуре. «У нас уже достаточно геномов неандертальцев, чтобы делать выводы об их популяционной структуре, — подчеркнул он. — Популяции — это группы индивидов, поэтому чем больше данных, тем лучше».