В ловушке «бутылочного горлышка»
Наши гены хранят следы давних испытаний — у современного человека сравнительно низкое генетическое разнообразие. Палеогенетики решили, что на пути эволюции Homo sapiens был период, когда численность предков резко падала, будто мы проходили через «бутылочное горлышко». При этом другие древние популяции, которые существовали параллельно, не оставили генетического следа в наших ДНК, отмечает издание Нож.
Но самая поразительная находка последних исследований — неандертальцы демонстрируют ещё меньшую генетическую вариативность, чем мы. Причина частично в том, что эти люди жили малыми семьями, контролируя большие охотничьи угодья. Однако глубокое падение разнообразия явно указывает: и у неандертальцев случались серьёзные «бутылочные горлышка». Только вот когда именно?
ДНК возрастом более 100 тысяч лет — роскошь науки, редкая и хрупкая. Испанские исследователи пошли нестандартным путём (Nature) — они изучали форму внутреннего уха неандертальцев, а именно их полукружные каналы, отвечающие за баланс и равновесие, сравнивая образцы разных эпох в Европе и Западной Азии.
Древнейшие неандертальцы из пещеры Сима-де-лос-Уэсос — 430 тысяч лет назад — демонстрируют сияющую вариативность формы ушей. Значит, их численность была велика, а разнородность — высокая. Аналогично и неандертальцы, жившие около 130–120 тысяч лет назад в Хорватии, не утратили разнообразия.
Но к поздним неандертальцам, тем, кого встретили первые сапиенсы в Европе (64–40 тыс. лет назад), вариации уха сократились до минимума. Как будто именно к этому времени они уже гнули своё судьбоносное «бутылочное горлышко». По мнению исследователей, возможно, неандертальцы были близки к вымиранию задолго до столкновения с Homo sapiens, напоминая судьбу динозавров, чьё вымирание тоже могло начаться задолго до метеоритного удара.
Гены и выживание — хроники упадка
Весной этого года появились два новых исследования, подтверждающих идею «бутылочного горлышка» у неандертальцев. Оба подчеркивают, что древние гоминины жили малыми группами и страдали от инбридинга — близкородственного спаривания.
Первое исследование, возглавляемое одним из основателей палеогенетики Сванте Паабо, сосредоточилось на полном геноме неандертальца из Денисовой пещеры — возрастом около 110 тысяч лет (PNAS). Сравнение с другими геномами показало, что популяции быстро копили мутации из-за ограниченного числа особей. Особенно это заметно на восточных границах ареала неандертальцев. Несмотря на вредоносные изменения, они выживали, пока обстановка оставалась относительно стабильной.
Второе исследование исследовало митохондриальную ДНК европейских неандертальцев и зафиксировало резкие перемены в их численности за последние 75 тысяч лет (PNAS). Ледниковый максимум между 75 и 65 тысячами лет сильно уменьшил территории обитания — практически все неандертальцы в Европе, кроме одной группы в южной Франции, исчезли.
Профессор Козимо Пост объясняет, что прежнее генетическое разнообразие просто исчезало, сохранившись в единственной линии потомков. Несмотря на последующее частичное восстановление, численность оставалась минимальной — ресурсов явно не хватало для крупных поселений.
Ещё одно сокращение произошло примерно 45 тысяч лет назад, когда в Европу массово пришли современные люди. Вслед за ухудшением климата это привело к падению численности неандертальцев примерно до 42 тысяч лет назад, закончившимся их исчезновением.
Но история Европы — это череда замещений населений: за неандертальцами пришли сапиенсы, которых потом сменили мигранты с юга, затем земледельцы, а позже — степняки-праиндоевропейцы. Но генетические следы прежних жителей не исчезают полностью: часть полезных неандертальских генов перешла к нам.
Моя любовь — неандерталец?
Новое исследование Science рассматривает длительные отношения между неандертальцами и современными людьми с неожиданной стороны.
Оказалось, что женщины Homo sapiens спаривались с мужчинами-неандертальцами, а обратного факта почти нет. Сегодня в нашей ДНК хранится 1–4% неандертальских фрагментов, но они разбросаны неравномерно: на Х-хромосоме заметно меньше их, чем на других. Учёные называют эту зону «неандертальской пустыней».
Это может означать, что потомки неандерталок на Х-хромосоме выживали хуже. Но более вероятное объяснение — невозможность зачатия или выживания детей от неандертальских самок и сапиенсов-мужчин.
Исследователи из Университета Пенсильвании изучили Х-хромосомы неандертальцев и обнаружили неожиданное: в женских особях неандertalей выявлено даже больше ДНК сапиенсов, чем в остальных хромосомах. Значит, женщины неандертальцев носили гены Homo sapiens, что подтверждает, что гибриды воспитывались в неандертальских семьях и передавали гены потомкам.
Моделирование сценариев скрещивания показало, что единственный устойчивый вариант — асимметричный союз, где мужчины были неандертальцами, а женщины — сапиенсами. Почему так происходило, остаётся загадкой: может, это были культурные или социальные причины, а может, просто акции ухаживания.
Так или иначе, эти отношения на протяжении тысячелетий связывали два вида, оставив свидетельства в наших и неандертальских генах.
