Загадка исчезновения неандертальцев: ключ найден в ДНК

В 2010 году мир науки потрясла новость о том, что ранние люди и неандертальцы вступали в межвидовые связи. Обнаружилось, что генетическое наследие неандертальцев влияет на наши циркадные ритмы, иммунную систему и восприятие боли. Однако долгое время ученым было сложно понять, как обмен генами между этими группами отразился на самих неандертальцах, которые вымерли около 40 000 лет назад. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, с помощью современных технологий проливает свет на эту загадку.

Анализ показал, что Homo sapiens и неандертальцы обменивались ДНК на протяжении 250 000 лет, что помогло понять исчезновение неандертальцев и изменило представления о миграции наших предков. Джошуа Эйки, профессор Льюис-Сиглерского института в Принстонском университете и ведущий автор исследования, отметил, что традиционные генетические данные указывали на эволюцию современных людей в Африке около 250 000 лет назад и их миграцию за пределы континента лишь 50 000 лет назад. Однако новое исследование показало, что история Homo sapiens гораздо сложнее, чем считалось ранее.

Современные люди взаимодействовали с неандертальцами и другими древними видами, такими как денисовцы, гораздо чаще, чем предполагалось. Благодаря сравнению ДНК последовательностей в базах данных ученые смогли восстановить взаимоотношения между различными популяциями и определить временные промежутки обмена генами. Исследование выявило три волны миграции из Африки, каждая из которых сопровождалась межвидовыми связями: первая произошла 200 000-250 000 лет назад, вторая — 100 000 лет назад, а третья — 50 000-60 000 лет назад.

Самая последняя волна, впервые идентифицированная в 2010 году благодаря расшифровке генома неандертальца, оказалась наиболее значимой. Новые данные показали, что первые две волны миграции существенно отличались от последней, которая привела к заселению современных людей по всему миру. Ученые обнаружили, что процент ДНК Homo sapiens в геноме неандертальцев мог достигать 10% более 200 000 лет назад, со временем снижаясь до 2,5-3,7%.

ДНК Homo sapiens, переданное неандертальцам около 100 000 лет назад, оказалось новым фактом. Лауритс Сков, генетик и исследователь из Калифорнийского университета в Беркли, отметил, что история взаимодействия между Homo sapiens и неандертальцами оказалась намного более запутанной, чем предполагалось ранее.

Новое исследование показало, что во время первых двух волн межвидовых связей гены Homo sapiens ассимилировались неандертальцами, и потомки оставались в их популяциях. Эти ранние эпизоды миграции Homo sapiens оставили небольшой след в современном генофонде людей, но оказали значительное влияние на геном неандертальцев. По мнению Эйки, такие изменения объясняются изменениями в численности популяций с течением времени.

Когда около 60 000 лет назад Homo sapiens покинули Африку в массовом порядке, потомки межвидовых связей остались в популяциях современных людей, что сохранилось в нашем геноме и влияет на нас до сих пор. В рамках исследования команда использовала методы машинного обучения для расшифровки и анализа геномов трёх неандертальцев, останки которых были найдены в различных местах: Виндия (Хорватия), Денисова пещера и Чагырская пещера в Алтайских горах. Затем эти данные сравнили с геномами 2000 современных людей.

Результаты исследования указывают на то, что динамика популяций, выявленная учеными, могла сыграть ключевую роль в исчезновении неандертальцев 40 000 лет назад. Анализ показал, что численность популяции неандертальцев на момент их вымирания была на 20% меньше, чем предполагалось ранее. Эйки отметил, что увеличение численности Homo sapiens, подобно волнам, разбивалось о берег и постепенно вытесняло неандертальцев. Вероятно, их генетический фонд ассимилировался в последней волне межвидовых связей.

Крис Стрингер, ведущий исследователь эволюции человека в Музее естественной истории в Лондоне, согласен с тем, что последняя фаза межвидовых связей могла способствовать исчезновению неандертальцев. Сокращение численности и разнообразия популяции неандертальцев, по его мнению, привело к тому, что они стали уязвимыми даже без конкуренции со стороны расширяющейся популяции Homo sapiens.

Открытия подобного рода открывают новые горизонты в изучении древней истории человека и взаимосвязей между видами, показывая, насколько сложным и запутанным был процесс эволюции наших предков.