Неандерталец. Национальный музей естественной истории, Мадрид (Испания)

Мы до сих пор не знаем, почему около 40 тыс. лет назад с лица земли исчезли неандертальцы. Примерно в это же время в Евразию из Африки мигрировали люди современного анатомического типа, поэтому возникло предположение, что неандертальцы просто не выдержали конкуренции. Исследователи из Нидерландов с помощью компьютерного моделирования проверили и подтвердили альтернативную гипотезу, что исчезновение неандертальцев могло быть «делом рук» самих неандертальцев

Все люди родом из Африки. Наши очень далекие предки впервые вышли за пределы черного континента около 1,8–2,0 млн лет назад, а около 600 тыс. лет назад проникли в Европу, где позже сформировались неандертальцы – наиболее близкий к современным людям вид гоминин. Примерно 80–60 тыс. лет назад из Африки вышел уже человек современного типа – Homo sapiens, и начал успешно заселять другие континенты.

Судя по генетическим и археологическим данным, еще до появления в Европе современных людей популяция неандертальцев состояла из отдельных, маленьких и очень изолированных групп. Разработав математические модели для имитации динамики популяций с начальной численностью в 50, 100, 500, 1000 и 5000 индивидов, ученые проверили эффекты трех основных факторов, которые повышают риск вымирания небольших сообществ.

Первый фактор – это инбридинг (близкородственное скрещивание), который уменьшает генетическое разнообразие и повышает риск проявления «вредных» признаков, обусловленных дефектными вариантами генов. Его следствием могут бесплодие, уродства среди потомства, тяжелые наследственные болезни и др. Второй – так называемые эффекты Алли, связанные с «социальными» проблемами, такими как поиск половых партнеров, помощников на охоте, «соратников» для защиты семейной группы и т.п. Третий – это случайные колебания рождаемости, смертности и соотношения полов, следствием которых может стать неожиданный демографический крах.

Расчеты показали, что инбридинг сам по себе привел к вымиранию только самой маленькой модельной популяции. Но эффекты Алли «работали» и на популяциях большего размера – вплоть до тысячи человек. Именно этот фактор, особенно в сочетании с демографическими колебаниями и инбридингом, мог стать ключевым и привести к вымиранию относительно небольших сообществ древних людей. Так что, по мнению ученых, даже если неандертальцы ни в чем и не уступали современному человеку, над ними постоянно висела угроза исчезновения просто в силу их малочисленности.

Что касается пришлого населения, то люди современного анатомического типа, очевидно, могли внести свой вклад в исчезновение неандертальцев. Но не путем прямой конкуренции за те же кормовые ресурсы, а через нарушение характера расселения и пространственной структуры неандертальских популяций, в результате чего формировались еще более малочисленные и изолированные, т.е. более уязвимые, группы.

Таким образом, присутствие современных людей в Евразии могло лишь ускорить ход событий, которые, вполне вероятно, произошли бы и без их участия. И хотя неандертальцы сошли с эволюционной арены, они оставили свой «генетический» след: все современные люди неафриканского происхождения имеют около 2,5% неандертальских генов, что свидетельствует о довольно тесных взаимоотношениях между этими группами в древности.

Фото: https://commons.wikimedia.org

Мужчина из племени дани в долине Балием (Индонезия)

Контакты между людьми современного физического типа и такими первобытными людьми, как неандертальцы и денисовцы, случавшиеся в далеком прошлом, не остались бесплодными – их след можно найти в геномах всех современных человеческих популяций. На сегодня материальные останки денисовцев в виде нескольких костных фрагментов и зубов обнаружены лишь в Денисовой пещере на Алтае. Но судя по данным палеогенетиков, центр ареала этих древних людей мог лежать на 8 тыс. км южнее – в Индонезии и Новой Гвинее

Сегодня мы знаем, что люди современного физического типа, как и более древние гоминины, появились в Африке и лишь позже распространились по всему по миру. Однако они не формировали полностью изолированные группы, но могли скрещиваться со своими «родственниками», неандертальцами и денисовцами. Определение доли архаичных геномов в современных человеческих популяциях дает информацию не только о влиянии древних генных вариантов на нашу физиологию, устойчивость к средовым факторам или на предрасположенность к тем или иным болезням, но и о том, как шло расселение по планете первобытных людей.

Исследования архаичных гоминин обычно предполагают анализ их ископаемых останков. Однако далеко не везде на Земле существуют условия, благоприятные для сохранения костных останков, не говоря уже о древней ДНК. Это относится и к островной части Юго-Восточной Азии, поэтому оценить направление и интенсивность древних миграций на этой территории можно, лишь исследовав геномы современных местных жителей с целью обнаружить фрагменты архаичной ДНК.

Большая исследовательская группа, включающая специалистов из Новой Зеландии, Индонезии и Института эволюционной антропологии им. Макса Планка (Германия) более десяти лет изучает геномное разнообразие жителей крупнейшего в мире индонезийского архипелага и соседних регионов, от о. Суматра на западе до о. Новая Британия на востоке. Расшифровав в рамках проекта IGDP, направленного на оценку генетического разнообразия индонезийского региона, полные геномы 161 человека, они сопоставили их с данными по другим популяциям человека, а также палеогенетическими данными по денисовцам и неандертальцам.

Выяснилось, что геном современных папуасов содержит около 4% древних денисовских генов, включая более 400 генных вариантов, связанных с работой иммунной системы и питанием, т. е. взаимодействием с окружающей средой. Но самое интересное в том, что эти гены попали к ним вовсе не от тех денисовцев, останки которых были обнаружены на Горном Алтае. Речь идет о двух группах, которые отделились от сибирских денисовцев примерно 280 и 360 тыс. лет назад, и в дальнейшем эти группы не смешивались друг с другом. А вот с людьми современного физического типа – смешивались. В Новой Гвинее подобная гибридизация в последний раз случилась уже в самом конце плейстоцена, около 30 тыс. лет назад. Это означает, что новогвинейские денисовцы были одной из последних групп архаичных гоминин, существовавших буквально на пороге исторического времени!

Так что сегодня мы можем говорить о трех ветвях денисовцев. Одна из них проживала в Восточной Азии и Сибири; территория обитания еще одной, по-видимому, была ограничена Новой Гвинеей и ближайшими островами; следы третьей в первую очередь обнаруживаются в Океании и, в меньшей степени, во всей Азии. Все это говорит о том, что водные просторы, отделяющие Азию от Новой Гвинеи, не стали для этих людей препятствием, как и другие географические барьеры. В результате палеогенетические «следы» их присутствия обнаруживаются в самых разных климатических зонах и географических поясах. Неудивительно, что смешение денисовцев с людьми современного физического типа увеличило наше генетическое разнообразие, подарив нам сотни генных вариантов, способствующих адаптации и выживанию в различных условиях среды.

Как ни удивительны эти открытия, исследователи рассматривают новые данные о генетических особенностях населения островной Юго-Восточной Азии в первую очередь как базовые для использования в здравоохранении. Что касается широкой публики, то она продолжает надеяться на открытие более полных скелетных останков денисовца, ставшего за последние годы самой яркой фигурой на эволюционной арене. Самое обидное, что эти останки могли быть уже давно найдены, но для «опознания» мы пока практически не имеем ничего заведомо «денисовского», помимо их ДНК.

Фото: https://en.wikipedia.org

Челюсть неандертальца из пещер Арси-сюр-Кюр (Франция) (слева); природный парк «Заповедник ледникового периода» (Германия) (справа)

Современное человечество отличается крайним разнообразием спектров питания и пищевых предпочтений. Но на чем «выросли» наши далекие предки? Традиционно считается, что, к примеру, неандертальцы, как настоящие мачо, предпочитали мясо, которое они добывали, охотясь на крупную травоядную добычу. Но так ли это было на самом деле? В последнее время гипотеза исключительного «мясоедения» неандертальцев подверглась сомнению из-за находок многочисленных свидетельств потребления ими растений. А ведь есть еще и рыба, грибы

Представление о том, чем питался при жизни тот или иной древний индивид, можно получить, определив в коллагене его костной ткани соотношение двух стабильных изотопов атмосферного азота: ¹⁵N и ¹⁴N. При переходе на более высокий уровень в пищевой пирамиде это соотношение возрастает.

У европейских неандертальцев, живших около 50 тыс. лет назад, изотопный показатель оказывается высоким – часто даже еще более высоким, чем у их «соседей», плотоядных млекопитающих (гиен, волков и лис). Это дало основания считать, что эти первобытные люди были хищниками и питались мясом крупных травоядных животных. У людей современного физического типа эпохи верхнего палеолита, проживавших на этих же территориях, величина изотопного соотношения лежит в более широком диапазоне, чем у неандертальцев: более высокие значения обычно интерпретируются как свидетельство питания рыбой и ракообразными по аналогии с другими известными «рыбоядами».

Однако в последние годы чисто плотоядный рацион неандертальцев стал подвергаться сомнению. Во-первых, высокие значения его изотопного отношения могли быть связаны с основным источником мяса – мамонтом, в тканях которого содержится больше ¹⁵N, чем у других травоядных. Аналогичный эффект могло дать и регулярное потребление богатых белком грибов, пресноводной рыбы, подпорченного (сброженного) мяса, приготовленной на огне пищи, а также питание исключительно молодыми особями или плотоядными животными. Наконец, исследования зубного камня ископаемых зубов неандертальцев дали свидетельства, что они не чурались и растительной пищи. К тому же есть мнение, что во время перехода от среднего к верхнему палеолиту изменился климат, что привело к повышению изотопного отношения у растений.

Группа ученых во главе со специалистами из Института эволюционной антропологии им. Макса Планка (Германия) исследовала найденные на территории Франции останки двух неандертальцев, для которых ранее были выявлены очень высокие значения изотопного отношения. Это был корень постоянного зуба, найденный в пещере Ле Котт, дентин которого сформировался в возрасте 4–8 лет, а также кость годовалого младенца из пещеры Грот-дю-Рен. Ученые использовали метод изотопного анализа индивидуальных соединений (CSIA), позволяющий изучить соотношение изотопов азота и углерода не просто в белковом образце, но в отдельных аминокислотах, из которых белки состоят. Этот метод дает более точную информацию об источниках пищевого белка в течение жизни индивида, в том числе позволяет ответить на вопрос по поводу их происхождения (наземного или водного) и оценить вклад растительной пищи в индивидуальные диеты.

В результате все гипотезы относительно неандертальской диеты, помимо «традиционной», были отвергнуты: было доказано, что и неандерталец из Ле Котт, и мать грудного ребенка из Грот-дю-Рен питались преимущественно мясом крупных травоядных млекопитающих. И это были не мамонты, а, скорее всего, северные олени и, возможно, лошади, что подтверждается зооархеологическими данными. Что касается потребления других продуктов, в том числе растительного происхождения, то оно скорее всего было эпизодическим.

Таким образом, несмотря на все перемены климата, окружающей среды и связанные с ними изменений фауны, на всем протяжении среднего палеолита неандертальцы оставались верны своим стейкам из крупной травоядной дичи. Может быть, назревшая необходимость отказаться в критические времена от мясного изобилия и взять в руки удочку или мотыгу и послужила одной из причин их вымирания?

Фото: https://commons.wikimedia.org и https://commons.wikimedia.org