Загадочный фантом – человек из Денисовой пещеры
Летом 2008 года российским исследователям улыбнулась удача: они сделали неожиданное открытие, которое вызвало широкий резонанс далеко за пределами научного мира. Археологи Михаил Шунков и Анатолий Деревянко, члены Российской академии наук, проводили раскопки в одной из уединенных долин в Алтайских горах. Там, среди живописной местности, на высоте около 28 метров над рекой Ануй, расположена пещера, о существовании которой до того времени знали лишь некоторые ученые, – Денисова пещера. По легенде, своим названием она обязана отшельнику Дионисию, который жил там в XVIII столетии. Раскопки на этом месте велись еще с 1980-х годов, и со временем ученые глубоко продвинулись в глинистые отложения пола пещеры. То и дело им попадались различные орудия труда и украшения. Эти находки наводят на мысль, что люди – сначала неандертальцы, а потом и представители нашего вида – регулярно посещали эту пещеру на протяжении очень долгого времени.
Кроме вручную обработанных предметов, исследователи обнаружили там тысячи обломков костей. Главным образом это были останки животных, которые стали добычей гиен и пещерных львов, живших в эпоху ледникового периода. Многие кости были так сильно повреждены, что уже нельзя было точно определить, какому именно животному они принадлежали.
Ввиду того, что отдельные элементы этого доисторического пазла были очень маленькими, во время полевого сезона 2008 года ученым вновь пришлось работать очень осторожно. Света в пещере было очень мало, и важные фрагменты можно было попросту не заметить. Поэтому участники экспедиции поднимали осадочную породу на поверхность, грузили ее в деревянные ящики и по канатной дороге отправляли вниз, к реке, где ее промывали на мелких лотках, чтобы извлечь даже самые незаметные обломки костей. Результаты подобных стараний не заставили себя ждать. Тем летом ученые обнаружили крошечную окаменелость, показавшуюся им очень знакомой. Как вскоре выяснилось, это была последняя фаланга человеческого мизинца. Но на основании одной лишь фаланги пальца нельзя получить достаточно сведений о строении тела, чтобы причислить находку к тому или иному виду людей. Оба археолога рассматривали только две возможности: это мог быть либо неандерталец, либо современный человек. Оба вида населяли этот регион во время позднего ледникового периода, о чем свидетельствуют не только находки из Денисовой пещеры, но и окаменелости и артефакты, обнаруженные на других раскопах на Алтае. В конце концов российские исследователи решили, что крошечную кость необходимо подвергнуть генетическому анализу, и отправили ее в Лейпцигский институт эволюционной антропологии Общества Макса Планка.
Геном доисторического человека
В институте на тот момент команда под руководством палеогенетика Сватне Паабо работала над расшифровкой генетического материала неандертальца. Еще в 90-х годах прошлого века Паабо разработал технику, позволяющую даже из столь древних костей извлекать фрагменты генетического материала, клонировать их и затем снова собирать воедино. Этот процесс известен как секвенирование. На первом этапе исследователи взяли из крошечной сибирской находки лишь образец весом около 30 мг. Они хотели извлечь особый вид генетического материала, так называемую митохондриальную ДНК, которая находится не в ядре клеток, а в митохондриях – крошечных органеллах, отвечающих за снабжение клеток питательными веществами. Часто их еще называют энергетическими станциями клеток. Расшифровать мтДНК легче, чем реконструировать генный материал целиком на основе клеточных ядер, и, помимо этого, такой процедуры достаточно, чтобы причислить находку к тому или иному человеческому виду.
Для успешного секвенирования решающую роль играет сохранность ископаемых останков. Чем ниже в течение тысячелетий была температура в той области, тем лучше. В Денисовой пещере даже сегодня никогда не бывае теплее семи градусов, то есть условия для извлечения генетической информации из фаланги пальца сложились благоприятные, и никто не ждал больших сюрпризов. Однако в январе 2010 года Сванте Паабо поступил неожиданный звонок от Йоханнеса Краузе – одного из его сотрудников, который проводил исследование. Краузе сообщил ему настоящую сенсацию: полученный из окаменелости генетический отпечаток не соответствует ни неандертальцу, ни современному человеку. Первой мыслью Паабе было, что его подопечные просто ошиблись, но вскоре стало ясно, что результаты исследования были верными. Фаланга пальца принадлежала неизвестному на тот момент виду людей. Они обнаружили нового вымершего предка человека. Теперь исследователи сразу же решили извлечь из клеточных ядер весь генетический материал и расшифровать его. Они взяли из кости еще одну небольшую пробу и приступили к работе. В конце концов их старания увенчались успехом.
В 2012 году исследовательская группа наконец опубликовала полный геном нашего новоиспеченного родственника, которого они окрестили денисовским человеком. Сначала они даже думали выделить новый вид людей – человека алтайского, – но на основании биологических характеристик было сложно четко отграничить его от остальных (схожая проблема, кстати, существует и в случае неандертальца), поэтому ученые вновь отказались от этой идеи. Исследование генома показало, что денисовцы более тесно связаны с неандертальцами, нежели с современными людьми, и при этом у них была собственная длительная история эволюции. Так, последний общий предок неандертальца и денисовского человека жил приблизительно 450 000 лет назад, а последний общий предок денисовского человека, неандертальца и современных людей – даже еще раньше, а именно 600 000–800 000 лет назад[271].
Исследователи пошли еще дальше и предприняли попытку выяснить, какая именно степень родства существует между этими тремя представителями нашего рода. К тому времени, спустя несколько лет работы, исследователи уже расшифровали геном неандертальца и установили, что даже у современных людей содержится приблизительно от 1 до 3 % его ДНК. Исключением являются только африканцы. Это согласуется со второй частью гипотезы африканского происхождения, а именно с предположением о том, что человек разумный впервые вступил в контакт с неандертальцем уже после того, как покинул территорию Африки во время позднего ледникового периода.
Может, в нас остались и генетические следы денисовцев? Исследователи сравнили геном денисовского человека с генетическим материалом людей из различных частей света и пришли к невероятному результату. У коренных жителей Папуа-Новой Гвинеи, Австралии, Соломоновых островов и у представителей некоторых филиппинских племен было обнаружено вплоть до 5 % генетического материала денисовского человека[272], хотя все эти регионы расположены за тысячи километров от Сибири.
Вероятнее всего, это объясняется следующим образом. В те времена люди заселяли Евразию с двух сторон: в Алтайских горах предположительно находилась западная граница ареала расселения денисовцев, а неандертальцы, в свою очередь, идя с запада на восток, также не продвинулись дальше этого региона. Таким образом, неандертальцы жили преимущественно в Европе и на Ближнем Востоке, а денисовцы – во всей остальной части Азии
Шведская семья
Очевидно, денисовцам даже удалось добраться до некоторых островов, что поистине было немыслимым достижением[273]. Как и в случае с Хоббитом и человеком лусонским, едва ли кто-нибудь раньше считал, что наши столь древние предки были способны на нечто подобное. Если отталкиваться от предположения, что первые контакты между денисовцами и современными людьми произошли в Австралии и Новой Гвинее – а некоторые исследователи считают это вполне возможным, – то денисовский человек должен был пересечь линию Уоллеса[274] (см. рисунок на стр. 229), как ранее это сделал человек флоресский. Линия Уоллеса – это биогеографическая граница в Юго-Восточной Азии, вдоль которой сохранились морские проливы, даже когда во время ледникового периода уровень Мирового океана упал до рекордно низких показателей. Это значит, что там существовал барьер, препятствовавший обмену фауны. Линия Уоллеса проходит между современными индонезийскими островами Бали и Ломбок, чуть севернее отделяет друг от друга Борнео и Сулавеси и доходит вплоть до южной оконечности Филиппин. Получается, эта линия отделяет друг от друга два чрезвычайно разных животных мира: по одну сторону находится фауна западной части Юго-Восточной Азии, а по другую – фауна восточной части Юго-Восточной Азии, Австралии и Океании.
Во время миграций древних людей подобные проливы представляли собой серьезные препятствия. Однако результаты одного из недавних исследований, проведенного международной группой ученых, показывают, что денисовцам действительно удалось их преодолеть[275]. Как выяснилось, современные жители острова Новая Гвинея несут в себе гены даже двух различных эволюционных линий денисовского человека, которые отделились друг от друга 350 000 лет назад. Было установлено также, что популяция денисовцев просуществовала там в течение долгого времени и исчезла лишь 30 000 лет назад.
Без сомнений, современные люди и денисовцы вступали в контакт друг с другом в различных регионах и производили совместное потомство. В 2018 году еще одна находка из Денисовой пещеры произвела мировую сенсацию и открыла новую главу в этой истории доисторического промискуитета. Тем, что эта находка вообще увидела свет, мы обязаны настойчивости ученых из Оксфордского университета. За долгие годы исследований они разработали метод, позволяющий точно установить принадлежность фрагментов костей, даже если они сильно повреждены и имеют очень малые размеры. Для этого ученые считывают при помощи масс-спектрометра своего рода молекулярный отпечаток, хранящийся в коллагене костей. На его основе можно отличить один вид животных от другого, а также кости животного от костей человека. Этот метод обладает и еще одним преимуществом: за короткое время можно проанализировать большое количество образцов.
Для апробации исследователи получили от своих российских коллег целый мешок с фрагментами костей из Денисовой пещеры, которые никак не удавалось идентифицировать, и начали поиски человеческих останков. Во время первой попытки было проанализировано 700 образцов, однако без каких-либо результатов. Но затем старания ученых наконец увенчались успехом: они обнаружили фрагмент человеческой кости длиной около двух сантиметров, правда, определить, какому именно виду людей он принадлежит, они не смогли. Поэтому за дело взялись палеогенетики из Лейпцига. В этот раз исследователи снова столкнулись с тем, чего никак не могли ожидать: Денни была дочерью матери-неандертальца и отца-денисовца и является единственным гибридом различных видов людей, останки которого когда-либо были обнаружены[276]. Она появилась на свет приблизительно 90 000–100 000 лет назад в результате скрещивания двух этих видов, и на момент смерти ей было не меньше 13 лет. Анализ ее генетического материала однозначно доказал, что денисовцы и неандертальцы регулярно производили совместное потомство. Например, среди предков ее отца-денисовца ученые обнаружили одного неандертальца. Кроме того, исследование показало, что мать «Денни» имела более тесные родственные связи с западноевропейскими неандертальцами, чем с теми, которые жили на Алтае. Таким образом, неандертальцы во время переселений могли проходить огромные расстояния. Вот так, в крошечном, неприметном фрагменте кости заключена удивительная история совместного существования неандертальцев и денисовцев, их смешения и миграций.
После расшифровки и публикации полного генома денисовского человека другие ученые со всего мира также стали сравнивать его с генетическим материалом современных людей. Так, в 2014 году вышли результаты исследования, согласно которым вариация гена EPASI, известного также как ген суператлетов, может являться древним наследием денисовского человека[277]. Сегодня этот ген встречается преимущественно у тибетцев. Благодаря ему организм на большой высоте может особенно эффективно использовать поступающий кислород. Так, носители этого гена в состоянии переносить большие нагрузки, несмотря на разреженность высокогорного воздуха, и идеально приспособлены к жизни даже на высоте более 4000 метров. Наиболее известным тому примером являются шерпы. Из-за их хорошей физической формы и выносливости альпинисты нанимают их в качестве носильщиков для восхождения к гималайским вершинам. У людей, не имеющих этой вариации данного гена, на большой высоте начинается более активная выработка гемоглобина и эритроцитов, чтобы компенсировать недостаток кислорода. Как результат, кровь становится более вязкой, что значительно увеличивает риск образования тромбов, а в самых тяжелых случаях это может привести к инсульту или инфаркту.
В ходе еще одного исследования, проведенного в 2016 году, другая группа ученых пришла к выводу, что у гренландских эскимосов, возможно, также сохранились вариации генов, восходящие к денисовскому человеку[278]. В данном случае речь идет о генетическом механизме, благодаря которому жир в организме особенно эффективно преобразуется в тепло. По-видимому, данный характерный признак был для денисовцев большим преимуществом в условиях климата эпохи ледникового периода. После его окончания эта особенность также оказалась жизненно важной для людей, живших в холодных регионах, и в результате естественного отбора передавалась у них из поколения в поколение.
Находки из Денисовой пещеры открыли удивительную главу в истории человеческой эволюции и наверняка готовят нам немало сюрпризов. И тем не менее на их основе пока нельзя сделать каких-либо окончательных выводов о внешности денисовцев. Мы не знаем, походили ли они больше на неандертальцев с их мускулистым, коренастым телосложением, массивными костяными наростами над глазами и плоским лбом или же на нас – представителей вида человека разумного. На настоящий момент точно установлено, что денисовскому человеку принадлежат еще три зуба из той же пещеры и одна челюстная кость, найденная в Тибете. Однако возможность полностью воссоздать облик денисовца появится лишь в будущем, когда исследователи обнаружат и другие части его скелета или даже череп. А до тех пор он так и останется для нас своего рода фантомом, который населял обширные регионы Евразии и тем не менее не оставил после себя практически никаких следов.