Как наконец стать человеком, знают ваши кости. Тест на ДНК прошли древние фаланга пальца и зуб. Их нашли в пещере на Алтае. Оказалось, кости остались от ранее неизвестного вида человека. Ученые уже собираются править школьные учебники, теперь эволюция выглядит совсем иначе. Как — знает Анатолий Деревянко, он и проводит революционное исследование.

«Мы с вами, все ныне живущие люди, произошли от четырех ветвей развития», — говорит директор Института археологии и этнографии СО РАН Анатолий Деревянко.

Одна из этих ветвей и есть так называемый человек «алтайский» или «денисовский» (по имени пещеры, в которой нашли кости). Больше всего похож этот неизвестный вид на неандертальца. Они даже жили в одно время — 50 тысяч лет назад.

«К сожалению, мы не располагаем антропологическими характеристиками. Это сложно, — говорит Анатолий Деревянко. — Но мы можем сказать, что фаланга пальца принадлежала девочке 7-8 лет».

Гены «алтайского человека» из пещеры сравнили с генами существующих людей. Ближайшие родственники нашлись в Малайзии и Папуа — Новой Гвинее. У местных почти 20% генов совпадают с новым древним человеком. А вот у европейцев связи с «денисовцем» почти нет.

«Этот зуб по своим морфологическим признакам гораздо древнее и архаичнее, чем зубы всех известных ископаемых людей современного вида, то есть ископаемых Homo sapiens и неандертальцев», — говорит заместитель директора института археологии и этнографии СО РАН Михаил Шуньков.

Раньше считалось, что каждый вид человека развивался, постепенно превращался в новый, пока и не стал современным. Теперь доказательства в пользу другой гипотезы: несколько видов жили примерно в одно время и изменялись параллельно.

«Денисовец» был умнее современников — умел делать украшения, браслеты и кольца. Их нашли в той же пещере и отправили на экспертизу. Оказалось, этот вид человека жил здесь, в древней квартире, долго — 230 тысяч лет.

Этим летом тут пройдет научная конференция, обсудят последние открытия и результаты следующих исследований. Возможно, даже удастся нарисовать предка. Сейчас на анализе несколько новых костей и череп.

Недавно антропологи закончили реконструкцию внешнего облика людей, чьи останки были обнаружены в 2010 году в курганах неподалеку от поселка Кизильское на Южном Урале. Перед глазами ученых предстали образы достаточно молодых людей — юноши и девушки, весьма похожих на нас, то есть европеоидного облика. Таким образом, удалось установить, что это были те же люди, что населяли древний южноуральский город Аркаим, основанный в XXII-XVII веках до н. э. Только жили они на двести-триста лет раньше строительства крепости.

Напомним, что несколько лет назад группа археологов Челябинского государственного университета и Историко-культурного заповедника "Аркаим" под руководством доцента исторического факультета ЧелГУ Татьяны Малютиной нашли в пойме Урала погребальный памятник, состоящий из нескольких десятков расплывшихся курганов высотой от 20 до 40 сантиметров. После вскрытия первого стало понятно, что здесь похоронены люди более древней культуры, чем культура Аркаима и Синташты (ее назвали древнеямной), которая старше аркаимской на два-три века. С точки зрения научных поисков эта работа для археологов, специалистов по эпохе бронзы, стала настоящей сенсацией.

"Для нас это было важным событием, — прокомментировала находку руководитель экспедиции Татьяна Сергеевна Малютина. — Дело в том, что в наши научные планы давно входили поиски археологических фактов, которые пролили бы свет на происхождение культуры типа Синташта-Аркаим. Как известно, эта культура вызывает большой интерес в научном мире, который связан с проблемой происхождения индоевропейцев и их ранней историей. Это настоящий исторический роман со многими неизвестными, который уже более ста пятидесяти лет пишут совместно языковеды и археологи".

Самым первым обнаружили захоронение молодой женщины. Между собой ученые называют ее "принцесса", поскольку, судя по характеру захоронения, дама пользовалась большим уважением. Ее череп достаточно хорошо сохранился, что сделало возможным реконструкцию внешнего облика с 80-процентной точностью (а это не всегда удается даже в случае останков людей, умерших сто лет назад). В могиле были также найдены изделия из керамики.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]В полевом сезоне 2010 года археологи вскрыли еще один могильник. Он также порадовал хорошей сохранностью найденных в нем останков. После исследований ученые пришли к выводу, что принадлежали они молодому человеку 22-23 лет европеоидного антропологического типа. Вместе с ним в могиле находились керамический сосуд и крупные предметы из камня, представлявшие собой орудия для обработки металлических изделий, — другими словами, наковальня и молот. Скорее всего, покойный был кузнецом. Интересно, что похожий памятник, принадлежавший к более поздней ямной культуре (с захоронениями под земляными курганами), ранее был исследован в окрестностях Аркаима группой археологов ЧелГУ под руководством Геннадия Здановича.

По мнению ученых, между могильниками, найденными в окрестностях Кизильского, и захоронениями Аркаима существует явная связь. Если это действительно так, получается, что древние представители европеоидной расы (к которым принадлежали "принцесса" и кузнец) прибыли на Южный Урал не в XXII веке до нашей эры, а значительно раньше. И только их потомки позднее основали ряд укрепленных поселений, самое известное из которых — знаменитый Аркаим.

Считается, что люди пришли в эти места из Причерноморских степей (Циркумпонтийская металлургическая провинция), однако причины, побудившие их совершить столь значительное переселение, до сих пор остаются загадкой. В новых местах они создали ряд поселений, достаточно похожих между собой. Все они имеют специфическую особенность: сопряженные стенки жилищ, расположенных в форме круга, овала или прямоугольника. Именно таков был план застройки Акраима.

Археологи считают, что хозяйство жителей этих городов базировалось на пастушеском скотоводстве с элементами земледелия. Находки также говорят о высоком уровне металлургии и металлообработки. На керамических изделиях встречаются пиктограммы — элементы зарождающейся письменности. В самом Аркаиме обнаружено здание, которое ученые считают храмовым сооружением. По мнению первооткрывателя этого города Г. Б. Здановича, эти люди были огнепоклонниками.

Однако, просуществовав четыреста-пятьсот лет, эта уникальная культура загадочно исчезает вместе с ее носителями. По какой причине это произошло, сказать трудно. На сегодняшний день самой распространенной версией является гипотеза "ресурсного кризиса". Предполагается, что при резком увеличении численности древних обитателей Южного Зауралья они столкнулись с нехваткой пищевых ресурсов. Степи больше не могли прокормить столько скота, а примитивное земледелие нарушило процессы восстановления степных почв, которые и так-то весьма медленно возобновляются. То есть произошел типичный экосистемный кризис, вызванный хозяйственной деятельностью людей, которых стало больше, чем нужно. В результате им пришлось уйти в новые, еще не "испорченные" антропогенным воздействием края.
Было бы любопытно узнать, по какой причине "принцесса" и кузнец оказались похоронены рядом. Может быть, они были родственниками? Или здесь случилась романтическая история, наподобие "Ромео и Джульетты"? Однако, скорее всего, ученые не смогут дать точного ответа на этот вопрос.

Изготовленные бюсты молодых людей из кизильских могильников уже доставлены в Челябинск. По замыслу руководства заповедника бюсты составят основу экспозиции выставки под рабочим названием "Патриархи Аркаимской долины", которая откроется этим летом на Аркаиме. Теперь все желающие смогут увидеть, как выглядели "принцесса" и кузнец, жившие около четырех тысяч лет назад…

Изучение царапин на ископаемых костях, найденных в Эфиопии и Танзании, показало, что уже 3,4 млн лет назад какие-то гоминиды (скорее всего, афарские австралопитеки) использовали каменные орудия для соскребания мяса с костей крупных травоядных, а 1,3 млн лет назад представители вида Homo ergaster, вероятно, уже умели сами охотиться на крупную дичь.

В течение последнего месяца в научной прессе было опубликовано два интересных сообщения, авторы которых на основе изучения царапин, оставленных на ископаемых костях каменными орудиями, получили важные новые данные о поведении древних гоминид. Первая из этих статей, опубликованная 12 августа в журнале Nature, написана большим коллективом палеоантропологов из США, Германии и Франции. Начиная с 1999 года авторы проводили систематические раскопки в районе Дикика в Эфиопии (Dikika Research Project). Самая известная из их находок — почти целый скелет юного афарского австралопитека, так называемая «дочка Люси» (см.: «Дочка Люси» ходила как человек, а лазила по деревьям и думала как обезьяна, «Элементы, 26.09.2006).

В январе 2009 года неподалеку от того места, где нашли «дочку Люси», ученые обнаружили две кости с царапинами от каменных орудий — фрагмент ребра крупного копытного размером с корову и обломок бедренной кости зверя помельче, размером с козу. Детальное исследование находок при помощи сканирующего электронного микроскопа и рентгеновской спектроскопии подтвердило, что царапины были оставлены на костях после смерти животных, но до фоссилизации (окаменения). Отметины недвусмысленно свидетельствуют о том, что каменные орудия использовались для срезания и соскребания мяса, а также для раскалывания костей (чтобы добраться до костного мозга).

Главное в этих находках — их чрезвычайно древний возраст, который удалось определить довольно точно при помощи комплекса радиометрических и стратиграфических методов: от 3,39 до 3,42 млн лет. До сих пор древнейшими свидетельствами использования гоминидами каменных орудий считались находки возрастом 2,5–2,6 млн лет, сделанные в районе Гона (Gona) в нескольких километрах к западу от Дикики (см.: Semaw S. et al. 2.5-million-year-old stone tools from Gona, Ethiopia // Nature. 1997. V. 385. P. 333–336), а также в ряде других районов Эфиопии и Кении. Таким образом, новые данные удревнили начало использования каменных орудий — а также употребления в пищу мяса крупных травоядных — примерно на 800 000 лет.

До сих пор большинство антропологов считало, что первооткрывателями каменной индустрии были «люди умелые» (Homo habilis), а их предшественники — австралопитеки — каменных орудий делать не умели. Правда, древнейшие из известных орудий несколько старше самых старых костей хабилисов, но это несоответствие, в принципе, можно было списать на то, что камни, как правило, сохраняются гораздо лучше, чем кости. Новые находки сделали временной разрыв между древнейшими следами использования каменных орудий и древнейшими костными остатками хабилисов слишком большим, чтобы его можно было заполнять отговорками о редкой сохраняемости костей. Единственным представителем гоминид, обитавшим 3,4 млн лет назад в данном районе Африки, судя по найденным окаменелостям, был австралопитек афарский — вид, к которому относится знаменитая Люси, ее «дочка» и множество других неплохо сохранившихся окаменелостей. Таким образом, напрашивается вывод, что афарские австралопитеки научились использовать острые камни для разделки туш еще за миллион лет до появления хабилисов.

К сожалению, ни самих орудий, ни каких-либо острых камней рядом с исцарапанными костями авторы не нашли. Поэтому вопрос о том, пользовались ли австралопитеки «готовыми», природными камнями с заостренным краем или сами изготавливали примитивные орудия, остается открытым. Кроме того, ясно, что если австралопитеки и умели делать орудия вроде олдувайских уже 3,4 млн лет назад, то занимались они этим очень редко, иначе эти орудия давно были бы найдены.

Австралопитеки почти наверняка не охотились на крупных животных, а подбирали остатки трапез хищников (см.: Саблезубые кошки помогли становлению человека, «Элементы», 15.09.2010). Вопрос о том, когда гоминиды из падальщиков превратились в охотников, крайне спорный. В 1950–1960-е годы Луис Лики на основе находок, сделанных им в Олдувайском ущелье на севере Танзании, отстаивал точку зрения, согласно которой древние люди (хабилисы, а затем и ранние эректусы) охотились на крупную дичь уже 1,8 млн лет назад. Впоследствии более тщательный анализ следов, оставленных на костях травоядных зубами хищников и каменными орудиями, привел многих экспертов к выводу, что олдувайские гоминиды всё-таки добирались до туш травоядных после хищников, то есть были падальщиками. Спор между сторонниками двух теорий продолжается по сей день.

В последнем номере журнала Science опубликовано сообщение о докладе, сделанном на прошедшей в Париже 11-й Международной конференции по археозоологии испанским антропологом Мануэлем Домингесом-Родриго (Manuel Domínguez-Rodrigo), сторонником «охотничьей» версии. Домингес-Родриго доложил о результатах раскопок в местонахождении BK (от слов: Peter Bell's karongo «овраг Питера Белла») в Олдувае. В общей сложности там было найдено и изучено более тысячи фрагментов костей животных возрастом около 1,3 млн лет, в том числе кости 30 ископаемых быков Pelorovis и двух сиватериев — ископаемых родичей жирафа. Эти животные весили не менее 400 кг. На 181 кости обнаружены царапины от каменных орудий, 172 кости раскалывались для извлечения мозга. При этом следов от зубов хищников обнаружено в общей сложности лишь 45.

Самое главное, что следы от каменных орудий распределены довольно равномерно по всем частям скелета (в особенности это относится к скелетам быков). Если бы людям (в данном случае представителям Homo ergaster — африканской «разновидности» эректусов) доставались лишь объедки со стола крупных хищников, а не целые туши, то царапины на костях распределялись бы принципиально иначе. Следовательно, эргастеры умели охотиться на крупную дичь, считает Домингес-Родриго.

Впрочем, остается еще и такой вариант: люди могли научиться отгонять хищников от убитой ими добычи и, таким образом, завладевать целыми тушами, даже не умея охотиться на крупных травоядных. Вполне возможно, что 1,3 млн лет назад они уже владели огнем (см.: Хорошее питание — залог большого ума, «Элементы», 25.06.2007). Не очень понятно, как эргастеры могли бы завалить быка или сиватерия своими ручными рубилами (нет данных, указывающих на наличие у них копий с наконечниками или тем более луков), но ведь они могли использовать какие-нибудь западни, деревянные колья и т. п.

Хотя вопрос о времени перехода людей к активной охоте на крупную дичь остается открытым, новые находки показывают, что мясо крупных животных вошло в рацион наших предков уже 3,4 млн лет назад, а два миллиона лет спустя люди уже были в состоянии добывать целые бычьи туши.

Китайские археологи под руководством известного американского антрополога Эрика Тринкауса исследовали человеческие остатки из Южного Китая, которые надежно датированы возрастом 103–113 тысяч лет. Морфологически они сочетают в себе признаки людей современного типа и архаических представителей человека разумного. Столь древнее появление современной морфологии заставляет признать либо смешение людей современного и архаичного облика, либо направленный поток генов из Африки на восток Евразии. В любом случае приходится констатировать, что биологические признаки человека современного типа начали распространяться на 50 тысяч лет раньше, чем его культурные и поведенческие черты.

Ученые предлагают следующий сценарий заселения Евразии древними людьми. Люди современного типа сформировались в экваториальной Африке в конце среднего плейстоцена. Затем, около 90 тысяч лет назад, на короткий промежуток времени они выдвинулись в Юго-Западную Азию, о чём свидетельствуют данные археологии и антропологии. Но массовое присутствие людей современного типа повсюду в Евразии началось не раньше 50 тысяч лет назад. В этот момент люди чрезвычайно быстро (в геологическом смысле) расселились по всей Евразии. В Юго-Западной Азии бесспорное доминирование людей современного типа датируется 50 тысяч лет назад, в Европе — 35 тысяч лет назад, а в Восточной Евразии остатки людей найдены в отложениях возрастом около 40 тысяч лет (самые известные — это остатки из пещеры Ниа (Niah Caves) в Малайзии на острове Калимантан и пещеры Тяньюань (Tianyuan) в Северном Китае).

Переселенцы вынуждены были приспосабливать к новым условиям не только свою биологию, но и культурные традиции и поведение. В связи с этим волна расселения, как считается, более или менее совпадает с наступлением позднепалеолитической культуры и поведенческими инновациями, которые отличают людей современного типа от их архаичных предков. Что происходило в период между 100 и 40 тысячами лет после короткого вояжа первых переселенцев и массовым расселением людей современного типа, пока неизвестно.

В 2007 году китайские археологи нашли в Южном Китае, в горах Мулан, в пещере Чжижень (Zhirendong) остатки древних людей — два зуба и часть нижней челюсти.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]
Местонахождения в Восточной Евразии с остатками древних людей. Карта из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в PNAS
Местонахождения в Восточной Евразии с остатками древних людей. Красными кружками отмечены стоянки, где определены люди современного типа. Черные ромбы отмечают стоянки с архаичными людьми. Звездочка — пещера Чжижень, остальные пронумерованы: 1 — Верхняя пещера Чжоукоудянь (Zhoukoudian–Upper Cave) в Китае; 2 — пещера Хуцзяяо Xujiayao в Китае; 3 — Салаусу (Salawusu) в Китае; 4 — Хуанлун (Huanglong), провинция Сычуань (Китай); 5 — Цзыян (Ziyang) в Китае; 6 — Лицзян (Lijiang), провинция Юньнань (Китай); 7 — Люцзян (Liujiang) в Китае; 8 — Маба (Maba), провинция Гуандун (Китай); 9 — местонахождения на острове Окинава (Япония): Ямасита-тё (Yamashita-cho), Пиндза-Абу (Pinza-Abu) и Минатогава (Minatogawa); 10 — Салхит (Salkhit) в Монголии; 11 — Мальта (Сибирь, Россия); 12 — Денисова пещера и пещера Окладникова (Алтай, Россия); 13 — пещера Ниа, штат Саравак (Малайзия); 14 — пещера Мо-Кхью (Moh Khiew) в Таиланде; 15 — пещеры Fa Hien и Batadomba lena (Шри-Ланка). Карта из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в PNAS

Возраст этой стоянки и слоя, содержащего человеческие остатки, определили с помощью радиоуглеродного анализа: он оказался примерно 100–113 тысяч лет. Неожиданно древний возраст подтвердился и характерной ископаемой фауной и флорой (100–120 тысяч лет), которая в изобилии была захоронена вместе с остатками человека. Данные о своей находке и датировках китайские антропологи опубликовали в 2009 году. Таким образом, этот материал представляет собой надежно датированные свидетельства того, что Homo sapiens появился в Восточной Азии на 60 тысяч лет раньше, чем представлялось ученым.

Что за люди обитали в пещере Чжижень 100 тысяч лет назад? Ответ был получен в ходе детального изучения морфологии найденных зубов и костей. Исследователи — группа китайских ученых под руководством Ву Лю (Wu Liu) из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской Академии наук и Эрика Тринкауса (Erik Trinkaus) из Отдела антропологии Университета Вашингтона в Сент-Луисе — не столько фиксировали индивидуальные особенности материала, сколько сравнивали их с аналогичными признаками архаичных и древних людей современного типа. К архаичным людям ученые относят неандертальцев и архантропов (ранних сапиенсов).

Как и ожидалось, в морфологии остатков имелись и архаичные, и продвинутые черты. Но всё же признаков, характерных для людей современного типа, было больше. Так, сблизить носителя нижней челюсти из пещеры Чжижень с современными людьми можно, например, по признаку относительного положения подбородка. Угол, который составляет подбородок и плоскость поверхности зубных альвеол, в ходе эволюции увеличивался (подбородок выдвигался вперед), а человек из Чжиженьдуна этой частью лица был похож на позднепалеолитических людей.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]
Изменение одного из признаков лицевого скелета: угла между подбородком (местом соединения симметричных половинок нижней челюсти) и плоскостью зубных альвеол. Этот угол в ходе антропогенеза постепенно увеличивался. Рис. из обсуждаемой статьи в PNAS
Изменение одного из признаков лицевого скелета: угла между подбородком (местом соединения симметричных половинок нижней челюсти) и плоскостью зубных альвеол. Этот угол в ходе антропогенеза постепенно увеличивался. Рис. из обсуждаемой статьи в PNAS

Сама челюсть между тем мощная, внутренний ее абрис, соотношение некоторых размеров более схожи с соответствующими признаками архаичных людей. Но всё же в мозаике признаков преобладают черты ранних современных людей.

Ученые ставят закономерный вопрос: как могли появиться черты современного человека настолько рано и так далеко от Африки — родины человечества? Тут имеются три варианта, не исключающие друг друга. Люди с современной морфологией могли начать заселение Евразии и 100 тысяч лет назад, смешиваясь время от времени с популяциями архаичных обитателей Евразии и формируя адаптации к новой среде. От них не осталось никаких архаичных следов в генофонде современного человечества. Кроме того, появление признаков современного человека на востоке Азии возможно за счет дрейфа генов из Африки, безотносительно к их носителям (ими могли быть и архаичные люди). Также вероятно и независимое параллельное африканское и евразийское возникновение некоторых морфологических инноваций, присущих человеку современного типа.

В свете этих данных модель замещения и вытеснения архаичных людей продвинутыми выходцами из Африки, начавшегося 50 тысяч лет назад, выглядит всё менее вероятной. Надежные датировки китайского материала в совокупности с аккуратным морфологическим анализом заставляют отнестись с большим вниманием и меньшим предубеждением к другим данным антропологии, свидетельствующим о реальном существовании древних людей с характерной смешанной морфологией.

Но, так или иначе, какое бы объяснение мы ни приняли, черты современной биологии у человека появились и широко распространились на 50 тысяч лет раньше, чем культурные и поведенческие адаптации, которые определяют наступление позднего палеолита — культурного комплекса, свойственного именно людям современного типа.

Мозг новорожденных неандертальцев был почти таким же по размеру и форме, как у младенцев-сапиенсов, однако у взрослых представителей двух видов людей форма мозга существенно различается. Антропологи из Франции и Германии установили, что ключевые различия формировались на первом году жизни. У сапиенсов в этот период мозг становится более округлым за счет ускоренного роста теменных и височных областей, а также мозжечка. Наличие выраженной «фазы глобуляризации» в развитии мозга младенцев — уникальная особенность нашего вида; ее нет ни у человекообразных обезьян, ни у неандертальцев. Скорее всего, не было ее и у других ископаемых гоминид. Полученные результаты подкрепляют точку зрения, согласно которой очень крупный мозг развился у сапиенсов и неандертальцев параллельно, а не был унаследован от общего предка.

Среди антропологов нет единого мнения по поводу того, имелись ли между неандертальцами и людьми современного типа существенные интеллектуальные различия. Один из важных доводов в пользу высокого когнитивного потенциала неандертальцев — находки, связанные с так называемой шательперонской культурой (см.: Châtelperronian). В нескольких точках Западной Европы костные остатки неандертальцев найдены в одних слоях со сложными изделиями из камня и кости, похожими на верхнепалеолитическую индустрию кроманьонцев-сапиенсов. Антропологи спорят, самостоятельно ли изобрели неандертальцы эти «высокие технологии» или позаимствовали их у сапиенсов, которые в то время (около 35–30 тысяч лет назад) уже широко распространились по Европе. Впрочем, новые данные радиоуглеродного датирования показывают, что эти предметы, возможно, не были изготовлены неандертальцами: не исключено, что всё объясняется перемешиванием археологических слоев (T. Higham et al. Chronology of the Grotte du Renne (France) and implications for the context of ornaments and human remains within the Châtelperronian // PNAS. Published online before print October 18, 2010).

Новая статья французских и германских антропологов, опубликованная в журнале Current Biology, дает еще один повод усомниться в том, что неандертальцы обладали в точности таким же разумом, как современные люди.

По объему мозг неандертальцев был практически таким же, как у нас, но заметно отличался по форме. У сапиенсов мозг более округлый, у неандертальцев — удлиненный. Авторы решили выяснить, на каком этапе индивидуального развития формировалось это различие.

Сам мозг почти никогда не сохраняется в ископаемом состоянии, но о его размере, форме и отчасти структуре (относительном развитии разных участков) можно судить по эндокрану — слепку внутренней части черепной коробки. Авторы использовали сложную методику математического описания формы мозга, основанную на анализе взаимного расположения нескольких десятков «опорных точек», которые можно найти на эндокране человекообразных. Эта методика позволяет сравнивать форму эндокрана разных видов на разных стадиях развития, абстрагируясь от абсолютного размера мозга.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]
Система опорных точек (landmarks) на эндокране, позволяющая описывать форму мозга безотносительно к его абсолютному размеру. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Current biology
Система опорных точек (landmarks) на эндокране, позволяющая описывать форму мозга безотносительно к его абсолютному размеру. Рисунок из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Current biology

Сначала авторы применили эту методику к томограммам черепов 58 современных людей и 60 шимпанзе разного возраста, включая 7 новорожденных особей каждого вида. Выяснилось, что ключевые различия в характере изменения формы мозга с возрастом наблюдаются на первом году жизни. У современного человека в этот период происходит «глобуляризация» (то есть мозг становится более округлым) за счет ускоренного разрастания теменных и височных областей, а также мозжечка. В результате свод человеческого черепа приобретает характерную выпуклую, куполообразную форму. У шимпанзе «фаза глобуляризации» отсутствует (S. Neubauer et al., 2010. Endocranial shape changes during growth in chimpanzees and humans: A morphometric analysis of unique and shared aspects).

Затем авторы сравнили возрастные изменения формы мозга у современных людей и неандертальцев. Они использовали реконструкции эндокранов 9 неандертальцев: одного новорожденного (пещера Le Moustier 2; см.: B. Maureille, 2002. Anthropology: A lost Neanderthal neonate found), одного годовалого ребенка (пещера Pech-de-l’Azé; см.: М. Soressi et al., 2007. The Pech-de-l'Azé I Neandertal child: ESR, uranium-series, and AMS 14C dating of its MTA type B context), двух детей постарше (пещера Roc de Marsal и деревня Engis), подростка (пещера Le Moustier 1) и четверых взрослых.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]
Анализ возрастных изменений формы мозга при помощи метода главных компонент. Синим цветом показаны современные люди, красным — неандертальцы, а также «родезийский человек» (Kb, Kabwe) и череп из Петралонской пещеры (Pe), относимые многими антропологами к виду Homo heidelbergensis. Рисунок из обсуждаемой статьи в Current biology
Анализ возрастных изменений формы мозга при помощи метода главных компонент. Синим цветом показаны современные люди, красным — неандертальцы, а также «родезийский человек» (Kb, Kabwe) и череп из Петралонской пещеры (Pe), относимые многими антропологами к виду Homo heidelbergensis. Рисунок из обсуждаемой статьи в Current biology

Анализ показал, что новорожденные неандертальцы и сапиенсы очень похожи друг на друга как по размеру мозга, так и по его форме. Однако в период от рождения до появления первых молочных зубов мозг наших ближайших ископаемых родственников рос совсем не так, как у нас (см. рисунок). Ничего похожего на «фазу глобуляризации», характерную для маленьких сапиенсов, у неандертальских младенцев не наблюдалось. В итоге у взрослых неандертальцев мозг оставался удлиненным, а крыша черепа не приобретала характерных для сапиенсов куполообразных очертаний.

Конечно, до тех пор, пока известен только один череп новорожденного неандертальца и один — годовалого, полученные выводы нельзя считать абсолютно надежными и окончательными. Впрочем, авторы предприняли попытку уменьшить зависимость выводов от крошечной выборки неандертальских младенцев. Исходя из известной траектории изменения формы мозга у сапиенсов, а также из известной формы мозга взрослых неандертальцев, они рассчитали, как должен был бы выглядеть мозг новорожденных неандертальцев, если бы их развитие шло по той же траектории, что и у нас. В итоге получилось совершенно нереальное существо с чрезвычайно вытянутой головой, имеющее мало общего с новорожденными сапиенсами и с черепами Le Moustier 2 и Pech-de-l’Azé. Авторы также рассчитали, что получилось бы из новорожденных сапиенсов, если бы их мозг развивался по «неандертальской» траектории. Результат такого моделирования оказался очень похожим на типичного взрослого неандертальца.

По-видимому, отсутствие фазы глобуляризации — это плезиоморфный (то есть древний, исходный, примитивный) признак человекообразных. Вероятно, он был характерен для общего предка человека и шимпанзе, а также для всех ископаемых гоминид, включая неандертальцев. Округлая форма мозга и быстрое разрастание теменных и височных областей сразу после рождения — это апоморфная (то есть эволюционно новая, продвинутая) черта сапиенсов.

Не исключено, что приобретение данной апоморфии было связано с существенными функциональными изменениями мозга, например с усложнением механизмов интеграции сенсорной информации и формирования мысленных моделей окружающего мира. Говоря упрощенно, новые данные косвенно свидетельствуют в пользу того, что разум неандертальцев мог существенно отличаться от нашего. Если при этом учесть, что в прямой конкуренции с сапиенсами на территории Европы неандертальцы, как известно, оказались в проигрыше, то напрашивается предположение, что модели мира, создаваемые мозгом сапиенсов, были практичнее, то есть позволяли делать более точные предсказания. Кроме того, полученные результаты подкрепляют точку зрения, согласно которой очень крупный мозг был приобретен сапиенсами и неандертальцами в результате параллельной эволюции, а не унаследован от общего предка (который, очевидно, относился к поздним архантропам или H. heidelbergensis в широком смысле).

Два миллиона лет потребовалось нашим предкам, чтобы пройти путь от примитивных каменных отщепов олдувайской культуры к симметричным, обоюдоострым рубилам позднего Ашеля. Детальное изучение работы рук и мозга современных умельцев, овладевших палеолитическими технологиями, показало, что переход от Олдувая к Ашелю, скорее всего, был связан с развитием не только сенсомоторных функций мозга и координации движений, но и «высших» когнитивных способностей, в том числе сознательного контроля сложных последовательных действий и, возможно, речи.

Большая часть истории рода человеческого приходится на нижний палеолит, или ранний древнекаменный век. Он начался около 2,6 млн лет назад с появлением первых каменных орудий олдувайского типа (см. Oldowan) и длился более 2 млн лет. Около 1,7 млн лет назад появляются первые орудия ашельского типа (см. Acheulian), изготовление которых требовало куда большего мастерства. Главное отличие ашельских орудий состоит в том, что им целенаправленно придавали определенную форму. Вопрос о том, насколько резким или постепенным был переход от Олдувая к Ашелю, остается спорным. С одной стороны, известен так называемый «развитой Олдувай» (developed Oldowan, DO), трактуемый некоторыми экспертами как переходная культура, однако другие авторы оспаривают переходный статус DO (Semaw et al., 2009. The Oldowan-Acheulian Transition: Is there a «Developed Oldowan» Artifact Tradition?). К позднеашельской эпохе (примерно 0,5 млн лет назад) форма орудий становится весьма совершенной и стандартизованной.

За два с лишним миллиона лет нижнего палеолита объем мозга наших предков увеличился примерно вдвое: от первых хабилисов или даже поздних австралопитеков с объемом мозга порядка 500–700 см3 до поздних H. erectus или H. heidelbergensis с мозгом 1100–1200 см3 и более. Наверное, мозг рос не просто так: по идее, люди должны были при этом становиться умнее. Однако до сих пор имеется очень мало фактов, позволяющих сказать что-то определенное о мышлении нижнепалеолитических людей. Возможно, каменные орудия потенциально могли бы стать ценнейшим источником такой информации, но как ее извлечь? О каких изменениях мышления свидетельствует постепенное совершенствование технологий обработки камня?

Многие авторы предполагали, что переход от Олдувая к Ашелю был важнейшим переломным рубежом в эволюции рода Homo. Может быть, этот переход был связан с быстрым развитием абстрактного мышления, без которого было бы трудно придавать объектам произвольную, заранее запланированную форму. Некоторые эксперты даже пытались связать становление ашельских технологий с развитием речи. Но всё это лишь спекуляции, весьма уязвимые для критики. Можно ли добыть какие-то более конкретные факты для проверки подобных идей?

В последние годы археологи и антропологи всерьез приступили к поиску таких фактов. Кое-кто из них в совершенстве овладел нижнепалеолитическими приемами обработки камня. Эти умельцы используют себя в качестве живых моделей для изучения тонких деталей работы рук и мозга доисторических мастеров.

Дитрих Стаут (Dietrich Stout) из Университета Эмори (Emory University, Атланта, США) — один из главных энтузиастов этого нового направления исследований. Ранее он принял участие в изучении мозговой активности людей в процессе изготовления олдувайских и ашельских орудий (Stout & Chaminade, 2007. The evolutionary neuroscience of tool making (PDF, 611 Кб); Stout et al., 2008. Neural correlates of Early Stone Age toolmaking: technology, language and cognition in human evolution). В ходе этих исследований выяснилось, что при изготовлении олдувайских орудий повышенная активность наблюдается в ряде участков коры, в том числе в левой вентральной премоторной коре (left ventral premotor cortex, PMv). Этот участок мозга задействован одновременно и в координации движений кисти, и в произнесении членораздельных звуков. По мнению Стаута и его коллег, это позволяет предположить, что начало интенсивной орудийной деятельности около 2,6 млн лет назад могло внести вклад в эволюцию нейрологической «базы» для последующего развития членораздельной речи.

При изготовлении ашельских орудий дополнительно возбуждаются некоторые участки правого полушария: надкраевая извилина теменной доли (supramarginal gyrus of the inferior parietal lobule, SMG); правая вентральная премоторная кора, а также поле Бродмана 45 — участок, отвечающий за обработку лингвистических контекстов и интонаций. Симметричный участок слева (поле №45 левого полушария) — это передняя часть зоны Брока, моторного центра речи.
[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]

Участки мозга, в которых при помощи позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) была зарегистрирована повышенная активность в процессе изготовления олдувайских (вверху) и ашельских (внизу) орудий. Изображение из обсуждаемой статьи в PLoS ONE
Участки мозга, в которых при помощи позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) была зарегистрирована повышенная активность в процессе изготовления олдувайских (вверху) и ашельских (внизу) орудий. LH — левое полушарие, RH — правое полушарие, PMv — вентральная премоторная кора, SMG — надкраевая извилина, BA 45 — поле Бродмана 45. Изображение из обсуждаемой статьи в PLoS ONE

По мнению Стаута и его коллег, возбуждение участков правого полушария, наблюдаемое при изготовлении ашельских, но не олдувайских орудий, можно интерпретировать двояко. Либо они возбуждаются просто потому, что требуется более четкий контроль движений левой кисти, либо их активность свидетельствует о вкладе правого полушария в сознательный контроль сложных последовательных действий. В последнем случае речь идет не просто о координации движений, а о более «высоких» когнитивных функциях, которые становятся востребованы при ашельской технологии, но не нужны при олдувайской.

При изготовлении нижнепалеолитических орудий недоминантная (у правшей — левая) рука удерживает нуклеус и придает ему правильную ориентацию, тогда как правая рука наносит другим камнем более или менее однообразные удары. Совместно с коллегами из Великобритании и Швеции Стаут решил выяснить, в чём состоят различия в движениях левой кисти при изготовлении олдувайских и ашельских орудий и как эти различия соотносятся с выявленными ранее особенностями мозговой активности. Результаты этого нового исследования опубликованы в журнале PLoS ONE.

Для решения поставленной задачи авторы воспользовались киберперчаткой (см. CyberGlove) с 18 датчиками, регистрирующими все движения кисти. В качестве подопытного «палеолитического мастера» выступал один из авторов статьи, Брюс Брэдли (Bruce Bradley) из Университета Эксетера (Великобритания), один из лучших экспертов в области «экспериментальной археологии».

Авторы применили ряд весьма замысловатых методов математической обработки данных, полученных при помощи киберперчатки, чтобы ответить на ключевой вопрос: различаются ли олдувайская и ашельская технологии по степени сложности координированных движений левой кисти? Ни один из примененных методов не выявил существенных различий. Это позволило авторам заключить, что при переходе от олдувая к ашелю задачи, стоящие перед левой рукой, не усложнились, а значит, не требовалось и привлекать новые области правого полушария к контролю над ее движениями. Следовательно, повышенная активность правого полушария, наблюдаемая при изготовлении ашельских орудий, связана не с управлением движениями левой руки, а с какими-то иными ментальными функциями, которые не были задействованы при производстве олдувайских орудий. В этом, собственно, и состоит главный практический вывод обсуждаемой работы.

Для сравнения авторы исследовали теми же методами движения левой кисти при выполнении нескольких более легких задач, таких как перекладывание небольших предметов с места на место. Эти движения оказались более простыми, чем при удерживании каменного нуклеуса во время изготовления орудий, что соответствовало интуитивным ожиданиям и косвенным образом подтвердило адекватность применяемых методик.

В заключительной части статьи авторы рассуждают о том, с чем может быть связана повышенная активность правого полушария при изготовлении ашельских орудий, если, как теперь стало ясно, это не имеет отношения к управлению левой кистью. Согласно одной из популярных среди психологов точек зрения, «разделение труда» между левым и правым полушариями восходит к разделению труда между руками в повседневной деятельности. Доминантная (у правшей — правая) рука, как правило, совершает больше быстрых, резких движений, тогда как недоминантная (левая) чаще используется для удерживания предметов в нужном положении и в целом — для более медленных и «значительных» движений. В этом легко убедиться, вспомнив, как мы забиваем гвоздь, режем хлеб или зажигаем спичку. В соответствии с этим левое полушарие у людей (точнее, правшей — у левшей всё наоборот) специализируется на быстрых и точных мыслительных процессах, правое — на более медленных, расплывчатых и «глобальных». Например, левые поля Бродмана №44 и 45 отвечают за произнесение членораздельных звуков, то есть занимаются болтовней, а те же поля в правом полушарии следят за более «глобальными» вещами, такими как интонации и контексты.

Изготовление ашельских орудий, очевидно, требовало более сложного мышления, планирования и координации длинных последовательностей целенаправленных действий. Может быть, рассуждают авторы, активизация некоторых участков правого полушария при изготовлении ашельских орудий намекает нам на то, что переход от олдувая к ашелю был каким-то образом связан с развитием соответствующих интеллектуальных способностей «глобального» плана», в том числе способностей к более сложной, дискурсивной речи. В некотором смысле лингвистические задачи, выполняемые правым полушарием, схожи с задачами, стоящими перед позднеашельским мастером. В обоих случаях приходится работать с иерархически организованными идеями.

Например, при изготовлении позднеашельского рубила мастеру приходится время от времени останавливаться и подготавливать «площадку» для следующего удара, чтобы очередной отщеп откололся правильно. Подготовка состоит в отбивании или соскребании очень мелких фрагментов камня. Наличие подобных «вложенных подпрограмм» характерно и для процессов обработки лингвистической информации. В целом, авторы склоняются к мысли, что либо развитие речи могло способствовать эволюции нейрологических «субстратов» для сложной орудийной деятельности, либо, наоборот, ашельские технологии способствовали развитию участков мозга, которые впоследствии пригодились для совершенствования речевой коммуникации, либо оба процесса шли параллельно, помогая друг другу.

Конечно, все эти рассуждения пока основаны на очень зыбком фундаменте. Однако новаторский подход авторов, их отчаянные, но при этом вполне серьезные попытки извлечь хоть какую-то информацию о мышлении наших предков из того немногого, что те после себя оставили, заслуживают всяческого одобрения и поддержки.

Отсеквенирован ядерный геном девочки, оставившей фалангу своего мизинца в Денисовой пещере на Алтае 30–50 тысяч лет назад. Подтвердился вывод, сделанный в марте на основе анализа митохондриального генома того же индивидуума: «денисовцы» представляли собой особую расу или вид, отличный от сапиенсов и неандертальцев. Новые данные показали, что денисовцы были генетически ближе к неандертальцам, однако скрещивались и с сапиенсами, а их гены сохранились в современном человечестве. Больше всего денисовских генов обнаружено у жителей Меланезии, заселенной сапиенсами около 45 тысяч лет назад.

В заметке Человек из Денисовой пещеры оказался не сапиенсом и не неандертальцем (Элементы, 27.03.2010) мы подробно рассказали о Денисовой пещере и о том слое пещерных отложений, в котором в 2008 году была сделана уникальная находка — фаланга мизинца человеческого ребенка, жившего здесь 30–50 тысяч лет назад. Всего 9 месяцев прошло с момента публикации статьи о митохондриальном геноме денисовца, и вот уже журнал Nature публикует отчет исследователей о новом блестящем достижении — секвенировании ядерного генома загадочного обитателя алтайской пещеры.

Анализ денисовского митохондриального генома показал, что последняя общая праматерь денисовцев, сапиенсов и неандертальцев по непрерывной женской линии жила около 1 млн лет назад. Последняя общая митохондриальная праматерь сапиенсов и неандертальцев жила много позже — 500 тысяч лет назад. «Митохондриальная Ева» современных сапиенсов жила около 150–200 тысяч лет назад. Аналогичная «Ева» поздних неандертальцев (всех, чьи мтДНК отсеквенированы к сегодняшнему дню), жила всего лишь 100 тысяч лет назад. Молодой возраст неандертальской «митохондриальной Евы» указывает на период резкого сокращения численности — «бутылочное горлышко» в истории неандертальской популяции, когда многие митохондриальные линии были утрачены.

Однако необходимо помнить, что мтДНК — лишь малая часть генома, передающаяся строго по женской линии и в большой степени подверженная случайным перипетиям генетического дрейфа (см.: Древнейшая история человечества пересмотрена, «Элементы», 02.03.2006). Установление времени жизни «митохондриальных Ев» — лишь первый шаг к пониманию подлинных генеалогий. Анализ ядерных геномов позволяет получить гораздо более точную реконструкцию истории и родственных взаимоотношений наших предков и их вымерших родственников.

Прочтение ядерного генома неандертальца позволило установить, что наши популяции реально разделились 270–440 тысяч лет назад, то есть заметно позже времени жизни нашей с неандертальцами «Евы» (500 тысяч лет). Впрочем, «Ева» и должна быть старше момента разделения популяций. Чтобы понять, почему это так, можно нарисовать хаотически ветвящееся дерево, произвольно разделить верхнюю часть его кроны вертикальной линией, а потом найти трех «Ев» (точки схождения концевых ветвей) для каждой из половинок кроны и для обеих половин вместе.

Работа проводилась в Институте эволюционной антропологии им. Макса Планка в Лейпциге — там же, где был прочтен полный геном неандертальца и митохондриальный геном денисовца. Авторы имеют немалый опыт работы с древней ДНК, и с каждым новым проектом качество работы повышается. На этот раз они использовали важную новую хитрость. При помощи ферментов урацил-ДНК-гликозилазы и эндонуклеазы VIII они аккуратно удаляли из фрагментов древней ДНК поврежденные временем кусочки, в которых цитозины превратились в урацилы. В итоге количество ошибок в прочтенном геноме сократилось на порядок по сравнению с геномом неандертальца.

Авторам немало помогло то обстоятельство, что древняя человеческая ДНК в денисовской фаланге удивительно хорошо сохранилась. В большинстве неандертальских костей ДНК неандертальца составляет менее 1%, всё остальное — бактериальные загрязнения. В косточке из Денисовой пещеры доля древней человеческой ДНК составляет около 70%. Средняя длина сохранившихся фрагментов ДНК (60–75 п.н., пар нуклеотидов) тоже выше, чем в наиболее хорошо сохранившихся неандертальских костях (обычно не более 50 п.н.)

Как обычно, было сделано всё возможное, чтобы не допустить попадания в пробы современной человеческой ДНК. Для проверки эффективности принятых мер использовали три метода. Пробы проверили на наличие митохондриальной ДНК H. sapiens, на присутствие фрагментов Y-хромосомы (в ходе этого анализа стало ясно, что денисовец был девочкой), кроме того, в двух независимо полученных «библиотеках» отсеквенированных фрагментов денисовской ДНК сравнили соотношение «примитивных» (как у общего предка с шимпанзе) и «продвинутых» (как у сапиенсов) нуклеотидных позиций. Все тесты показали, что уровень загрязнения проб фрагментами современной ДНК находится в пределах десятых долей процента. Общая длина прочтенных кусочков ядерной ДНК — 5,2 млрд нуклеотидов, что в 1,9 раза больше длины всего генома. Однако многие фрагменты повторяются, и весь геном целиком они не покрывают (как и в случае с геномом неандертальца).

Детальное сравнение денисовского генома с геномами сапиенсов, шимпанзе и неандертальцев (авторы отсеквенировали фрагменты ядерных геномов неандертальцев из России, Испании и Германии в дополнение к «главному» хорватскому геному) позволило уточнить генеалогию исследованных популяций. Выяснилось, что денисовцы всё-таки ближе к неандертальцам, чем к сапиенсам. Сначала разделились предки сапиенсов и двух других популяций, а немного позже предки денисовцев отделились от предков неандертальцев. Уже после этого второго разделения неандертальцы испытали резкое сокращение численности («бутылочное горлышко»), которое привело к сильному сокращению генетического разнообразия неандертальской популяции. Поэтому поздние неандертальцы генетически намного менее разнообразны, чем современнhttps://grozny-city.forum2x2.ru/post?p=5145&mode=editpostые люди. В этот период многие аллели и митохондриальные гаплотипы были потеряны неандертальцами, в том числе, возможно, были утрачены и варианты митохондриальной ДНК, близкие к «денисовскому».

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]
Генеалогия денисовцев, неандертальцев и сапиенсов, основанная на сравнении ядерных геномов. 10 индивидуумов, сверху вниз: денисовец, 4 неандертальца, представители пяти современных народов: сан (бушмен), китаец, папуас, француз, йоруба. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature
Генеалогия денисовцев, неандертальцев и сапиенсов, основанная на сравнении ядерных геномов. 10 индивидуумов, сверху вниз: денисовец, 4 неандертальца, представители пяти современных народов: сан (бушмен), китаец, папуас, француз, йоруба. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Имеющихся данных недостаточно, чтобы дать однозначный ответ на вопрос, почему по мтДНК денисовский человек сильнее отличается от неандертальцев и сапиенсов, чем по ядерному геному. Одно из двух: либо варианты мтДНК, близкие к денисовскому, случайно потерялись в результате дрейфа в популяциях неандертальцев и сапиенсов, либо девочка из Денисовой пещеры получила свою архаичную мтДНК в результате эпизодического скрещивания ее предков с какими-то другими представителями человеческого рода — с поздними эректусами, например, или с гейдельбержцами.

Прочтение неандертальского генома показало, что вскоре после выхода из Африки сапиенсы скрещивались с неандертальцами в Передней Азии. В дальнейшем интенсивной гибридизации, по-видимому, не было, но неандертальские гены успели проникнуть в наш генофонд и распространились по всей Азии и Европе в ходе последующего расселения сапиенсов. Поэтому 1–4% генов современных азиатов и европейцев имеют неандертальское происхождение. Чистокровными сапиенсами оказались только африканцы, живущие к югу от Сахары.

Нет ли в нас также и примеси денисовской крови? Для ответа на этот вопрос авторы использовали методики, сходные с теми, которые ранее позволили показать присутствие неандертальских генов у современных азиатов и европейцев и их отсутствие у африканцев. В частности, рассматривались нуклеотидные позиции, в которых у француза или китайца стоит один нуклеотид, у африканца — другой, у шимпанзе присутствует один из этих двух вариантов, а у архаичного человека (денисовца или неандертальца) — другой. По таким позициям неандертальские геномы оказываются сходны с французским в среднем на 4,6±0,7% чаще, чем с геномом йоруба. Это как раз и показывает, что у француза есть неандертальские гены. Однако денисовский геном оказывается сходен с французским лишь на 1,8±0,5% чаще, чем с йоруба, и примерно такие же цифры были получены для других комбинаций (француз и сан, китаец и йоруба, китаец и сан). Это значит, что если евразийские геномы и содержат какую-то денисовскую примесь, то она невелика по сравнению с неандертальской. Для объяснения этой небольшой денисовской примеси даже не требуется привлекать гипотезу о непосредственном скрещивании сапиенсов с денисовцами. «Денисовские» гены в принципе могли быть получены евразийскими сапиенсами через посредничество неандертальцев в ходе того же самого периода гибридизации в Передней Азии около 80 тысяч лет назад.

Интересный и неожиданный результат был получен, когда авторы сравнили денисовский геном с данными по 938 современным людям из 53 разных народов со всех концов света. У этих людей не секвенировались полные геномы, а только определялось аллельное состояние 642 690 полиморфных однонуклеотидных локусов (SNPs). Этих данных оказалось достаточно, чтобы обнаружить примесь денисовских генов у современного населения Меланезии, включая Новую Гвинею. У других современных человеческих популяций подобных примесей не обнаружено.

Новые данные позволили уточнить вклад неандертальцев в геномы современных евразийцев. Геномы жителей Евразии, по новым оценкам, содержат 2,5±0,6% неандертальских генов (что не противоречит опубликованным ранее цифрам 1–4%), а геномы меланезийцев вдобавок к неандертальским имеют еще 4,8±0,5% денисовских генов.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]

Наиболее вероятная реконструкция популяционной истории неандертальцев, денисовцев и сапиенсов. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature
Наиболее вероятная реконструкция популяционной истории неандертальцев, денисовцев и сапиенсов. Предки современных людей отделились от предков сапиенсов и денисовцев в момент времени tv (между 270 и 440 тысячами лет назад). Затем денисовцы отделились от неандертальцев (tD). Еще позже часть сапиенсов вышла из Африки в Переднюю Азию (tAfr). Здесь они скрещивались с неандертальцами (поток генов от неандертальцев к предкам современных евразийцев, f1). Значительно позже имела место гибридизация предков современных меланезийцев с денисовцами (поток генов f2), не повлиявшая на остальные популяции сапиенсов. N — размер популяции. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Кроме фаланги мизинца, в Денисовой пещере в том же 11-м слое был найден почти целый человеческий коренной зуб. Это то ли второй, то ли третий верхний левый моляр, и самое необычное в нём — его большой размер. Если это третий моляр (зуб мудрости), то он больше, чем у всех известных ископаемых представителей человеческого рода, за исключением H. habilis и H. rudolfensis. Если это второй моляр, то он кое-как укладывается в диапазон изменчивости H. erectus. Зуб не имеет специфических неандертальских признаков, которые заметны уже у предполагаемых предков неандертальцев, живших в Атапуэрке (Испания) между 350 и 600 тысячами лет назад.

Авторам удалось выделить из зуба ДНК и отсеквенировать митохондриальный геном. Он оказался почти таким же, как в фаланге мизинца, не считая пары нуклеотидных замен. Зуб принадлежит молодому, но всё же взрослому человеку, фаланга — ребенку, из чего следует, что появление денисовцев в пещере в ту эпоху не было случайным событием. Похоже, эти неведомые люди действительно жили в Денисовой пещере. Может быть, это они, а не до сих пор не найденные здесь сапиенсы, изготовили сложные верхнепалеолитические орудия, изобилующие в 11-м слое? (Подробнее об этих орудиях см. в заметке Человек из Денисовой пещеры оказался не сапиенсом и не неандертальцем.) Впрочем, авторы отмечают, что артефакты 11-го слоя, возможно, происходят из двух разных эпох. Не исключено, что пещерные отложения подверглись перемешиванию. В таком случае зуб и мизинец, вероятно, относятся к более древней эпохе (около 50 тысяч лет назад), а верхнепалеолитические артефакты — к более поздней. Если так, их изготовителями, наверное, были всё-таки сапиенсы, поселившиеся здесь позже, но не оставившие археологам ни зубов, ни мизинцев. Денисовцы же довольствовались среднепалеолитическими (мустьерскими) технологиями.

Будем надеяться, что новые археологические находки помогут нам узнать больше о странных родичах неандертальцев с архаичными зубами и митохондриями, оставивших заметный след в генофонде современного человечества.

В пещере Эль-Сидрон (El Sidrón) в Испании найдены останки 12 неандертальцев: трех мужчин, трех женщин, трех подростков и трех детей. Все они, вероятно, были членами одной группы. Другие неандертальцы убили и съели их около 49 000 лет назад. Анализ митохондриальной ДНК показал, что у всех взрослых мужчин был один и тот же вариант (гаплотип) мтДНК, а у женщин гаплотипы были разные. Это значит, что неандертальцы, скорее всего, были патрилокальны: мужчины оставались в своей семье, а молодые женщины переходили в другие группы.

Раскопки в пещере Эль-Сидрон на севере Испании ведутся с 2000 года. За это время здесь нашли останки 12 неандертальцев и около 400 среднепалеолитических (мустьерских) орудий. Возраст находок — примерно 49 000 лет. Человеческие кости и орудия, по-видимому, не накапливались здесь постепенно в течение долгих веков — всё это одномоментно провалилось в пещеру сверху, с поверхности, в результате карстового обвала. Наверху была стоянка, где неандертальцы жили, по-видимому, недолго. 18% обработанных обломков камня подходят друг к другу, а это значит, что орудия, скорее всего, были изготовлены в течение короткого периода.

Все 12 человек, очевидно, были съедены другими неандертальцами (других людей в то время в Европе не было), причем очень голодными. Кости исцарапаны каменными орудиями и расколоты для извлечения мозга. Обвал произошел вскоре после гибели этих несчастных. Останки вместе с каменными орудиями попали в прохладное подземелье и были сразу засыпаны известняком, что обеспечило прекрасную сохранность.

Группа состоит из троих взрослых мужчин, трех взрослых женщин, троих юношей-подростков (12–15 лет) и троих детей (2–3, 5–6 и 8–9 лет), пол которых установить не удалось. Археологи практически не сомневаются, что все они были членами одной социальной группы, и даже допускают, что это и есть вся группа в полном составе — хотя, конечно, строго доказать это невозможно. Кто-то мог спастись — и от людоедов, и от обвала. Другие находки указывают на то, что неандертальцы действительно жили маленькими группами, примерно по десять человек — об этом свидетельствуют размеры жилого пространства вокруг костра и площадь «спальных мест» в скальном укрытии Абрик Романи (Abric Romaní) возле Барселоны, где неандертальцы жили 55 000 лет назад.

Испанские антропологи сумели извлечь митохондриальную ДНК из костей всех двенадцати жертв каннибализма. Чтобы облегчить себе задачу и минимизировать риск попадания в пробы современной человеческой ДНК, исследователи старались соблюдать стерильность уже во время раскопок — новая практика, распространившаяся среди археологов палеолита лишь в последние несколько лет.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть эту ссылку]

Нуклеотидные последовательности мтДНК людей из Эль-Сидрон очень близки к последовательностям хорватских и германских неандертальцев (но всё-таки отличимы от них). Это говорит об очень низком генетическом разнообразии западноевропейских неандертальцев.

Авторы отсеквенировали лишь наиболее информативные фрагменты митохондриальных геномов — два так называемых «гипервариабельных участка» (HVR1 и HVR2). В этих участках ранее было найдено 11 нуклеотидных позиций, по которым разные митохондриальные (материнские) линии европейских неандертальцев отличаются друг от друга.

Выяснилось, что 12 неандертальцев относятся к трем митохондриальным линиям. Авторы обозначили их буквами A, B и C. К линии A относятся семеро: все мужчины, одна из женщин, два подростка и ребенок 8–9 лет. К линии B — только одна женщина. К линии C — одна женщина (молодая, судя по костям), подросток и дети 2–3 и 5–6 лет.

Эти результаты показывают, что 12 неандертальцев представляли собой семейную группу, связанную тесным родством. Если взять наугад 12 современных жителей Западной Европы и сравнить их гипервариабельные участки HVR1 и HVR2, то окажется, что средний уровень попарных различий составляет 6,78 нуклеотидных замен. У неандертальцев из Эль-Сидрон — только 1,23. Нечто подобное сегодня можно получить, если взять пробы ДНК на какой-нибудь свадьбе или другом мероприятии, где присутствует много родственников.

Тот факт, что все трое мужчин имеют один и тот же митохондриальный гаплотип, а у всех женщин гаплотипы разные, указывает на то, что неандертальцы, по-видимому, были патрилокальны. Это значит, что юноши, достигшие зрелости, оставались в родной семье, а девушки переходили в другие группы. Патрилокальность характерна для шимпанзе и бонобо, а также для 70% традиционных обществ Homo sapiens.

Одна из взрослых женщин имеет гаплотип A, как и мужчины, причем авторы считают, что она вполне может быть матерью ребенка 8–9 лет с тем же гаплотипом. Это, возможно, указывает на то, что патрилокальность была не строгой (сестры могли оставаться со своими братьями), или на то, что генетическое разнообразие популяции было настолько низким, что даже строгая патрилокальность не позволяла предотвратить близкородственные браки.

Молодая женщина с гаплотипом C вряд ли была матерью подростка, но вполне могла быть матерью детей 2–3 и 5–6 лет. Если так, то это первая в истории изучения неандертальцев крупица информации, по которой можно судить об интервалах между родами. У современных охотников-собирателей этот интервал составляет в среднем 3,4 года, и у неандертальцев, возможно, он был приблизительно таким же.