Новый метод позволяет изучать древних людей по анализу грунта из пещер
История происхождения человека — одна из важнейших проблем современности. Кто мы? Откуда пришли и как появился наш вид? Вопросы важные, но точного ответа на них пока нет, поскольку слишком уж давно началась история человека. Причем ученым сложно порой проанализировать и классифицировать собранный за многие годы верифицированный материал, не говоря уже о разного рода мистификациях и подделках.
Ареал обитания древних гоминидов определить сложно, поскольку останков сохранилось не так и много, а те, что есть, нужно еще найти. Но теперь у специалистов появилась надежда на упрощение работы. Разработан метод обнаружения ДНК человека в пробах грунта из пещер или любых других мест. Анализ покажет не только присутствие древних людей, но и примерную видовую принадлежность наших предков или млекопитающих других видов.
Денисова пещера — одно из мест обитания наших далеких предков, где они жили в течение многих тысяч лет. Площадь пещеры 270 квадратных метров, длина 110 метров. Наибольший интерес для археологов представляет предвходовой грот. В ходе раскопок этой пещеры ученые выявили более 20 (!) культурных слоев самых разных эпох. Здесь найдено более 80 тысяч экспонатов, включая орудия труда, украшение, оружие, останки животных и растений.
В одном из слоев (№11) в 2008 году ученые нашли фалангу мизинца 9-летней девочки, которая жила около 50 тысяч лет назад. Из фаланги удалось извлечь образец ДНК, после анализа которого выяснилось, что девочка принадлежала к особой ветви рода Homo, который отличался и от неандертальцев, и от современных людей. Этих людей назвали «денисовцами», то есть они принадлежат к ветви «денисовских людей».
Но, как уже говорилось, культурных слоев в пещере несколько десятков. Кто еще здесь жил, кроме денисовцев? Выяснилось, что в пещере обитали и неандертальцы. Это ученые определили при помощи нового метода выделения и обнаружения образцов ДНК. Разработчики технологии утверждают, что она позволяет определять наличие или отсутствие предков человека в определенном регионе, а также определиться с тем, о какой именно эволюционной разновидности Homo идет речь. Денисова пещера хорошо изучена, а значит, надежность и точность метода можно проверять по имеющимся данным.
«Это изменит правила игры в исследованиях относительно происхождения гоминид», — заявил Кристиан Хоггард, археолог из Орхусского университета. С ним согласны и коллеги из других университетов, которые называют разработку нового метода обнаружения ДНК гоминид началом «новой эры в археологии палеолита».
Схема митохондриального генома человека. Источник: Wikipedia
В самом деле, ученые крайне редко обнаруживают останки древних людей. Если это случается, научный мир обсуждает находку многие месяцы, а то и годы, десятки лет. Без останков нельзя понять, кто именно обитал в определенном регионе (если обитал), какие эволюционные особенности были присущи предкам человека, каковы пищевые предпочтения этих Homo.
Разработали метод ученые из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка вместе с коллегами из других научно-исследовательских организаций. Сам метод заключается в выделении генетического материала из образцов грунта в пещерах и местности, прилегающей к ним. В первую очередь, ученые работали с митохондриальным генетическим материалом, который отличается от ДНК основной клетки. Гены, закодированные в митохондриальной ДНК, относятся к группе плазмагенов, расположенных вне ядра (вне хромосомы). «Митохондриальная ДНК развивается быстрее, ее копий в клетке больше», — говорит разработчик методики.
Для того, чтобы выделить митохондриальную ДНК из грунта, нужен образец объемом в половину чайной ложки. Самая сложная задача — это выделение генетического материала. Понять, к какой разновидности эволюционной ветви гоминид принадлежит выделенная проба проще, поскольку ученые обладают значительной базой уже расшифрованного генетического материала древних людей самых разных видов. Поэтому образец расшифровывается —, а дальше уже дело техники, то есть компьютерного анализа и сравнения.
Кадр из фильма «Последний неандерталец» (2010)
Причем метод можно использовать не только лишь в отношении древних гоминид, но и для определения видовой принадлежности других видов живых организмов, которые обитали в конкретной местности в определенное время. Используя свою методику, ученые обнаружили, что в грунте из Денисовой пещеры есть ДНК неандертальцев, денисовцев, мамонтов и шерстистых носорогов.
Специалисты сравнили полученные результаты с хронологической шкалой обитания разных видов в Сибири, составленной ранее и обнаружили высокую степень соответствия. Другими словами, разработанный метод можно назвать достаточно надежным. Теперь другие ученые могут воспользоваться этой методикой для работы в неисследованных или малоизученных регионах. Предложенный метод можно использовать для анализа видового разнообразия определенных регионов на «глубину» в 700 тысяч лет.
Сейчас ученые собираются использовать наработки команды Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка для прояснения вопроса о жизни древних людей в Америке более 130 тысяч лет назад и ранее.
DOI: 10.1126/science.aam9695
