Тайна неандертальцев: детектив или мелодрама?

Весь 2024 год в ведущих научных журналах мира выходили одна за другой все новые части одного из самых интересных научных сериалов современности – саги про отношения сапиенсов с неандертальцами. В новом сезоне сериал все больше превращается из детектива в мелодраму, – но это только добавило интриги.

Краткое содержание прошлых серий

Неандертальцы – тоже люди, притом довольно культурные, и к тому же наши родственники. Согласно современному научному преданию, сотни тысяч лет назад популяция людей разделилась, – предки сапиенсов остались в Африке,  а предки неандертальцев отправились заселять Евразию.

Сапиенсы долго жили в Африке, но около 70 тысяч лет назад тоже начали заселять Евразию, — начав с Ближнего Востока, где давно уже жили неандертальцы. Волны колонистов пришли и в Европу – раньше считалось, что 45 тысяч лет назад, но пару лет назад стало известно, что на юге Европы первые сапиенсы появились еще намного раньше – самому старому зубу сапиенса и наконечникам его стрел из французской пещеры Мандрин не меньше 55 тысяч лет. Для этих первых известных нам колонистов-сапиенсов переселение закончилось неудачно: в следующих археологических слоях пещеры снова кости неандертальцев. Но группы, проникшие в Европу через несколько тысяч лет, были более успешны. В конце концов, остались одни сапиенсы, а неандертальцы исчезли. Почему сапиенсы сумели их извести, и как именно – главная детективная интрига,  вокруг которой вертится наш сериал.

Но в прошлом сезоне появилась и вторая, романтическая интрига. Выяснилось, что неандертальцы – тоже наши предки, мы унаследовали от них около 2% генов. Интересно, как именно, где и когда?   Казалось бы, никогда нам этого не узнать, но сравнительная геномика может больше чем кажется. Многие исследования нашей эволюционной истории теперь делаются вообще без участия археологов и палеоантропологов. Их авторы – биоинформатики, сравнивающие геномы.

Первая серия. Разошлись, но встречаются

В январе 2024-го вышло исследование  статистиков из Тель-Авивского университета, рассчитавших, что последний общий предок неандертальцев и сапиенсов жил не 600 тысяч лет назад, как считалось, до сих пор, а гораздо позже, 400 тысяч лет назад. Это новый аргумент в пользу того, что сапиенсы и неандертальцы не успели стать разными видами, потому что надолго в изоляции не оставались.

Тут можно вспомнить еще одно недавнее исследование, – анализ генома из останков жившего на Алтае неандертальца показал, что сибирские неандертальцы скрещивались с какой-то забредшей на территорию Евразии группой прото-сапиенсов уже в глубочайшей древности – 250 000 лет назад, когда сапиенсы только формировались.

Серия 2. В Европе все плохо, а они все равно туда рвутся

Появились новые свидетельства того, что сапиенсы пришли в Европу раньше, чем написано в учебниках. На ежегодном собрании Европейского общества по изучению эволюции человека, международная группа ученых  рассказала, что по данным радиоуглеродного датирования,  первые следы сапиенсов появляются там примерно 50 тысяч лет назад.

В болгарской пещере Козарника сапиенсы с неандертальцами бывали попеременно (а может и вместе), на протяжении около 8 тысяч лет. Но примерно 42 тысячи лет назад следы неандертальцев исчезают, как и в других местах Европы. Тут удивительней не то, что они исчезли, – а то, что сапиенсы так долго жили с неандертальцами бок о бок, – много тысячелетий.

Другое исследование ДНК из костей возрастом 45-48 тысяч лет, найденных в пещере у немецкой деревни Ранис, тоже показало, что они принадлежат сапиенсу. Они добрались уже тогда и до Северной Европы – по ней бродили небольшие группы охотников, преследовавших в тундре лошадей, оленей и мамонтов. Редко где задерживались надолго, оставляя после себя россыпь каменных орудий и костровища в глубине пещер.

Изотопы кислорода из конских зубов в тех же слоях раскопок в пещере Ранис позволили получить данные о погоде в те времена. Климат был приарктическим, градусов на десять холоднее, чем в современной Германии. Среда была враждебной, жизнь суровой, но почему-то наши предки все равно рвались заселять Европу.

И они постоянно сталкивались с неандертальцами. Кости сапиенса из пещеры у деревни Ранис были найдены с каменным лезвием, известным и в других местах Северной Европы, даже на Британских островах, – но раньше думали, что такие лезвия делали неандертальцы. Впрочем, лезвие могли изготовить неандертальцы, и, например, выменять на что-нибудь.

Но в любом случае  мы видим картину очень долгого сосуществования, конкуренции и взаимодействия  мелких групп сапиенсов и неандертальцев. Не было большой «войны с гномами» (неандертальцы похожи на гномов или троллей – живут в пещерах, коренастые, обросшие), в ходе которой их уничтожили, – а была долгая жизнь по соседству, – которая, тем не менее, закончилась исчезновением неандертальцев.

Серия 3. Тысячи лет вместе

В Science вышло важнейшее исследование роли неандертальцев в  происхождении современного человечества. Проведенный с недоступной ранее точностью поиск неандертальских генов в  сотнях геномов  людей со всего мира и в 59 геномах древних сапиенсов из Европы и Сибири показал, что мы получили ДНК неандертальцев в результате одного длительного периода «перемешивания» сапиенсов с неандертальцами, который начался около 47 000 лет назад и длился 6-7 тысяч лет.  Как раз примерно с момента начала успешной колонизации сапиенсами Европы и до вымирания неандертальцев (возможно, это просто совпадение – по другим данным, более вероятно, что это случилось на Ближнем Востоке).

Исследователи создали каталог всех сегментов неандертальского происхождения в изученных геномах, – оказалось, большинство из них являются общими для разных современных популяций, а вот у самых древних сапиенсов были и совсем другие неандертальские гены, которые быстро отсеялись отбором.

Дата «47 тысяч лет назад» не исключает более ранних контактов, – ведь еще 70 тысяч лет назад сапиенсы стали заселять Ближний Восток, где неандертальцы давно жили. Просто потомки тех скрещиваний не дожили до нашего времени. На самом деле, контакты были и еще раньше, – вспомним уже упомянутого неандертальца из Сибири, жившего 120 тысяч лет назад, – даже у него были гены сапиенсов. Вероятно, разные группы сапиенсов совершали далекие путешествия из Африки задолго до «большого и окончательного выхода из Африки», просто в наших генах не осталось следов их спорадических романов с неандертальцами. Ведь большинство живших тогда групп людей не оставили потомков.

Но примерно 47 тысяч лет контакты сапиенсов с неандертальцами перестали быть спорадическими. Похоже, пары сапиенсов и неандертальцев были совсем не редкостью – первоначально около 5% генов скрещивающейся популяции сапиенсов были унаследованы от неандертальцев, что означает, что каждый 20-й человек в  популяции сапиенсов того времени был неандертальцем. Самые древние геномы сапиенсов содержали самые длинные участки ДНК неандертальцев. Но уже через несколько тысяч лет сегменты из ДНК неандертальцев в геноме сапиенсов  стали намного короче, – видимо какие-то части были плохо совместимы с нашим геномом и от них избавились.

Другая часть генов неандертальцев пригодилась – исследование подтвердило, что современные люди приобрели полезные неандертальские гены, участвующие в пигментации кожи, иммунном ответе и обмене веществ.

Серия 4. Все вымерли

Авторы вышедшего в декабре  в журнале  Nature исследования  смогли получить и изучить древнейшие на сегодня ДНК сапиенсов – мужчины из пещеры возле замка Ранис в Германии и женщины из пещеры Злата Кун в Чехии, живших примерно 45 000 лет назад. Оказалось, что эти двое людей, живших на расстоянии 230 км друг от друга,  были частью одной большой семьи, примерно троюродными родственниками. Похоже, в то время сапиенсов в Европе было еще совсем немного. Исследователи выяснили, что их предки заводили общих детей с неандертальцами между 45 000 и 49 000 лет назад, – снова эти даты!

Люди из пещер в Ранисе и Златы-куне не имеют потомков среди современных людей – европейские сапиенсы того времени вымерли точно так же как и неандертальцы, просто позже – они не пережили ледниковый максимум.

Серия 5. С точки зрения неандертальцев

Еще одно исследование 2024 года смотрит на обмен генами с точки зрения неандертальцев: анализ их ДНК показал, что они унаследовали от сапиенсов до 10% своего генома, включая несколько генов, участвующих в развитии мозга. А когда это случилось?

Казалось, все уже пришли к согласию, что роман с неандертальцами начался 47 тысяч лет назад и длился 6-7 тысяч лет…

Не все так просто: с точки зрения неандертальцев, детей с сапиенсами они начали заводить  более 200 000 лет назад, когда сапиенсы только формировались. Было и два других потока генов от сапиенсов к неандертальцам – один около 100 тысяч лет назад, другой менее 50 тысяч лет назад (этот третий обмен генами, видимо, и был тем, следы которого остались в наших генах). В разные эпохи по планете бродили разного рода гибриды неандертальцев и сапиенсов, останки которых нашли и в Европе, и на Ближнем Востоке. Мы тоже – плод такой гибридизации.

И второй важный вывод из исследования: неандертальцев было очень мало. Авторы подсчитали, что во время прихода сапиенсов в Европу размножающаяся популяция неандертальцев составляла менее 3000 человек, – видимо, из-за жизни в суровом климате.

«Люди с генами неандертальцев не исчезли внезапно, – заключает один из авторов исследования, — их потомство просто приобретало все больше и больше ДНК сапиенсов. Их захлестнули волны сапиенсов, пришедшие из  Африки».

Эпилог. Так что же случилось с неандертальцами?

Они не столько вымерли, сколько смешались с сапиенсами. Прежде всего потому, что неандертальцев, «коренных европейцев», было очень мало, а понаехавших с югов (скорее всего из-за климатических причин вроде засух и наводнений) сапиенсов становилось все больше. Недавнее большое исследование алтайских неандертальцев, в котором реконструировали целых 13 геномов, показало, что вся южносибирская популяция насчитывала около тысячи человек, а жили они маленькими кланами по 10-15 человек. Каждый такой клан контролировал большие охотничьи угодья.

Сапиенсы сразу пришли в Европу с супероружием – луком и стрелами, и в целом с несколько более продвинутым уровнем технологий. А еще сапиенсы несли со своего юга болезни, к которым неандертальцы не были приспособлены, – недавно обнаружилось,  что некоторые из последних европейских неандертальцев болели туберкулезом. То есть могла произойти та же история, что с индейцами, которых выкосили микробы, привезенные бледнолицыми.

Но все равно европейские неандертальцы исчезли, лишь когда в Европу пришла уже третья волна сапиенсов, самая многочисленная и наиболее технологически оснащенная. А до этого были тысячи лет жизни бок о бок.

Обмен генами между разными популяциями древних людей шел все время, как и идеями, –   и сапиенсы с неандертальцами в ходе этого обмена более или менее успешно очеловечивались, – шли по пути сапиентации, как теперь говорят. Человечество — продукт этого сложного сетевого наследия, своего рода ремикс из самых хитовых генов и идей множества популяций прошлого.