Жевательная ДНК. Что жевала темнокожая датчанка 5700 лет назад?

ДНК из ископаемых костей или зубов уже никого не удивляет. В 2018 году мы писали об исследованиях древней ДНК из зубного камня и из археологических отложений, то бишь из земли. В 2019 году — об анализе генетических следов из сталагмита и из древних копролитов. И вот новость уходящего года — к списку объектов, охваченных палеогенетиками, добавилась доисторическая жвачка.

На древних стоянках археологи неоднократно находили кусочки тёмно-коричневой субстанции — смолы, получаемой из берёзовой коры путём тепловой обработки. Такую смолу в качестве клея использовали, судя по всему, ещё неандертальцы. На археологических памятниках Скандинавии комки смолы попадаются нередко, и порой на них отчётливо отпечатались чьи-то зубы. Нетрудно догадаться, что смолу жевали. Зачем? Например, стараясь размягчить затвердевшую смолу, прежде чем приклеить ею что-нибудь вроде наконечника стрелы. Или в лекарственных целях: в берёзовой смоле есть бетулин — природный антисептик. Для лечения зубов смолу применяли в «народной медицине» ещё совсем недавно. Наконец, смолу могли жевать просто ради удовольствия.

И вот загребущие руки палеогенетиков дотянулись до образцов смолы. Первые же исследования показали, что кусочки берёзовой «жвачки» хорошо сохраняют древнюю ДНК: из-за антимикробных и водоотталкивающих свойств смолы, попавшие в неё генетические фрагменты, разрушаются медленнее.

В 2012 году на датском острове Лолланн (Lolland — хорошее название!) начались масштабные раскопки, связанные с подготовкой строительства Фемарнбельтского тоннеля между Данией и Германией. Археологи обнаружили на берегах Лолланна следы человека эпохи мезолита и неолита. Среди орудий и костей животных в местонахождении Сюльтхольм нашёлся невзрачный комок смолы, судя по химическому составу, берёзовой. С ним и решили поэкспериментировать палеогенетики. Уникальность исследования в том, что жевательная смола, по идее, могла содержать не только человеческую ДНК, но и следы геномов микроорганизмов из полости рта того, кто жевал смолу, а также потреблявшейся им пищи. Интриги добавляло то, что человеческие кости в местонахождении пока что не обнаружены, и смола оказалась перспективным источником сведений о древних обитателях острова.

К радости исследователей, сохранность древней ДНК оказалась настолько хорошей, что учёным удалось прочитать полный человеческий геном со сносным качеством. Низкий уровень загрязнения и высокое содержание родной, эндогенной ДНК человека — по этим характеристикам образец сопоставим с хорошо сохранившимися костями и зубами. Кстати, это первый случай, когда целый древний геном получен не из человеческих останков — до этого специалисты, работавшие с зубным камнем или образцами грунта, довольствовались лишь фрагментами ДНК.

Кусок «волшебной» смолы удалось датировать радиоуглеродом: 5860 — 5660 лет, то есть самое начало местного неолита: на территории Дании как раз начала распространяться культура воронкообразных кубков, а среди костей диких животных на стоянках появились редкие пока что одомашненные коровы.

Что же можно сказать о человеке, жевавшем берёзовую смолу на юге современной Дании 5700 лет назад? Во-первых, судя по отсутствию фрагментов Y-хромосомы, это была женщина. Сколько ей было лет, к сожалению, не установить. Но исследователи рассуждают, что жевать смолу любят дети, так что Лола — так, в честь острова, окрестили древнюю датчанку — возможно, была совсем молода.

Определение цвета глаз, волос и кожи стало уже рутинной процедурой: к вашим услугам автоматизированная и доступная онлайн криминалистическая система HIrisPlex-S. Согласно ей, Лола была темнокожей, темноволосой и голубоглазой. Типичный портрет западноевропейского мезолитического охотника, но от скандинавов в начале неолита мы ждали чего-то более светлого. Дело в том, что даже более ранние люди с территории Швеции и Норвегии по данным генетики обладали светлой или, по крайней мере, промежуточного цвета кожей.

Ситуацию прояснил анализ генетической родословной: из древних людей, самыми родственными к Лоле оказались западноевропейские охотники-собиратели, а от других известных групп — восточных охотников-собирателей и неолитических земледельцев — у нашей «датчанки» не нашлось практически ничего. В этом отличие Лолы от других известных древних скандинавов, у которых в ДНК прослеживается след западных, и восточных мезолитических популяций.

Значит, Лола — потомок мигрантов с юга, а северо-восточная волна до юга Дании к этому моменту ещё не докатилась. По крайней мере, не докаталась до данной девочки, ведь генетики располагают единственным геномом. Не добрались до жителей Лолланна и юго-восточные земледельцы, принёсшие в Европу сельское хозяйство и свою светлую кожу. Значит, уже после заселения запада Евразии мигрантами из Ближнего Востока и Анатолии, в Европе продолжали существовать незатронутые смешением группы темнокожих бродяг — охотников-собирателей. Следы их до сих пор сохранились в геномах европейцев.

Наконец, судя по варианту гена лактазы, Лола, будучи взрослой, не усваивала молоко, как и всё человечество до распространения молочного животноводства.

Но учёные не ограничились человеческой ДНК, их интересовал метагеном, то есть фрагменты ДНК различных организмов, попавшие в древнюю жвачку. В том числе — бактерий и вирусов. Раньше микробиом древних людей уже пробовали изучать, используя зубной камень. Но налёт на зубах накапливается годами вместе с содержимым, жвачка же даёт «мгновенный снимок» — состав микроорганизмов, обитавших у человека во рту одновременно.

Образец, как и ожидалось, содержал набор бактерий, характерных для рта и верхних дыхательных путей человека. Большинство бактерий не патогенны, однако 3 вида связаны с тяжёлой формой пародонтоза, а кроме того, обнаружилось много стрептококков, включая Streptococcus pneumoniae — главный патоген, ответственный за пневмонию. А ещё в жвачке нашёлся вирус Эпштейна — Барр.

Бактерии — хорошо, а есть что покрупнее? Конечно! Помимо предсказуемой ДНК берёзы, в смоле нашли генетические следы фундука и дикой утки. Похоже, у нас состав обеда Лолы. Кстати, археологические находки подтверждают: жители Лолленна лакомились орехами и утиным жарким.

Вот сколько информации хранит обычный кусочек смолы. Сами исследователи в восторге: на многих памятниках нет человеческих останков, но есть жвачка. Значит, можно узнать и кто здесь жил, и чем болел, и чем перекусывал.

Интересно, будут ли археологи будущего изучать людей XXI века по ископаемой жвачке, прилипшей к подошве ископаемых кроссовок?