Neandertālieši. Cik tādu bija? Arheologi un ģenētiķi sniedz dažādas atbildes. Jaunajiem pētījumiem vajadzētu palīdzēt viņiem panākt vienprātību un atklāt gaismu par šo seno cilvēku aizmirsto vēsturi. Ieskaitot diezgan agru izmiršanu. 1856. gadā, trīs gadus pirms Čārlza Darvina grāmatas “Par sugu izcelsmi” publicēšanas, kalnraču grupa atklāja cilvēka fosilijas kaļķakmens alā Neander ielejā Vācijas ziemeļdaļā - vēlāk to sauca par Neanderthal 1, kas ir pirmās norādes par citu arhaisku cilvēku sugu. Kopš tā laika mēs esam mēģinājuši pēc iespējas vairāk saprast par saviem noslēpumainajiem senčiem. Lai to izdarītu, eksperti savāca divus galvenos pierādījumu veidus: simtiem kaulu un akmens instrumentu, kas tika atrasti izkaisīti no Spānijas un Anglijas līdz Altaja kalniem, un ļoti nesenus datus un secinājumus, kas izdarīti no statistikas modeļiem.
Tomēr šīs pieejas ir uzgleznojušas pārsteidzoši atšķirīgus attēlus par to, kādam vajadzēja izskatīties neandertāliešu populācijām. Arheoloģisko pētījumu dati liecina, ka Eiropā un Āzijā aptvēra apmēram 150 000 cilvēku, dzīvoja nelielās grupās no 15 līdz 25 gadiem, un to kopējais skaits ievērojami atšķīrās ar klimata izmaiņām (ieskaitot smagos ledus laikmetus), kas notika pusmiljona intervālā. gadi - līdz neandertāliešu izmiršanai pirms 40 000 gadiem.
Ģenētiskā secība stāsta atšķirīgu stāstu. Daži no gēniem balstītiem aprēķiniem neandertāliešu populāciju nosaka tikai ar 1000; citi norāda ne vairāk kā dažus tūkstošus. Pastāv vairākas hipotēzes, kas varētu izskaidrot šādus rezultātus: vai nu populācija patiešām bija tik maza, pat tās kulminācijā, vai arī tā bija lielāka, bet laika gaitā samazinājās. Jebkurā gadījumā neandertālieši vienmēr ir bijuši pagrimumā; viņu pazušana, šķiet, bija paredzēta jau no paša sākuma.
“Fakts, ka šie divu veidu aprēķini nav vieni un tie paši, ir problēma, kas vēl jāatrisina,” saka Džons Hawkes, Viskonsinas Universitātes Madisonas paleoantropologs.
Tomēr tagad pētnieki, kurus vada Jūtas universitātes antropologs un populācijas ģenētiķis Alans Rodžerss, ir ierosinājuši jaunu ģenētisko modeli, kas varētu saskaņot šīs atšķirības. Viņš uzskata, ka neandertāliešu bija daudz vairāk nekā iepriekšējie ģenētiskie pētījumi ir parādījuši, un liek viņiem atrast acīmredzamus artefaktus un fosilijas, kas to atbalsta. Tas piepilda arī neandertāliešu evolūcijas vēsturi no brīža, kad viņi pirmo reizi šķīra no mūsu senčiem Āfrikā un kad viņi sāka sastapties ar mūsdienu cilvēkiem. Daudzos veidos neandertālieši ir bijuši daudz veiksmīgāki kā suga - un daudz vairāk kā mēs - nekā mēs domājām.
Pretēji vienprātībai
Iedzīvotāju ģenētikā efektīvais populācijas lielums nav tiešs rādītājs no kopējā cilvēku skaita, kas dzīvoja noteiktā laikā. Tas drīzāk ir ģenētiskās daudzveidības mērs. Eksperti skenē indivīdu DNS visā vēsturē, meklējot DNS secības atšķirības starp diviem viņa vai viņas genoma eksemplāriem. Būtībā viņi lēš, cik brāļu un māsu paaudzes atdala gēna mātes kopiju no tēva kopijas. Ja iedzīvotāju skaits ir mazs, viņi sagaida, ka pietiekami ātri atradīs kopēju priekšteci; ja tas ir liels, tas prasa vairāk laika. "Tas ir pārsteidzoši, cik daudz informācijas var uzzināt no indivīda," saka Rodžerss.
Reklāmas video:
Zinātnieki jau sen pamanīja, ka neandertāliešiem bija zems ģenētiskās daudzveidības līmenis. Mūsdienu afrikāņos apmēram 11 no katriem 10 000 nukleotīdu ir heterozigoti, tas ir, tie atšķiras divās hromosomas kopijās. Citiem no afrikāņiem tikai 8 no katriem 10 000 izrāda šādu izturēšanos. Neandertāliešiem un Denisovaniem, kurus zinātne ir identificējusi tikai pēdējā desmitgadē, šis skaitlis samazinās līdz 2 no 10 000. "Iedzīvotāju ģenētikas teorija stāsta, ka šiem arhaiskajiem cilvēkiem ir jānozīmē mazs populācijas lielums", saka Kalifornijas universitātes Bērklija universitātes biologs Montgomerijs Slatkins, kurš nebija pārliecināts par Rodžersa atradumiem. Tas nozīmē, ka iedzīvotāju skaits bija paredzēts 2000–3000 indivīdiem.
"Bet, ja pasaulē patiešām būtu tikai 1000 neandertāliešu," saka Rodžerss, "ir grūti noticēt, ka viņi atstāja tik bagātu fosiliju ierakstu."
Tomēr tie ir ģenētiskie pierādījumi, pie kuriem vēršas Rodžerss un viņa kolēģi, apgalvojot, ka neandertāliešu bija vairāk, desmitiem tūkstošu. Zinātnieku darbs tika publicēts pagājušajā mēnesī Nacionālās zinātņu akadēmijas žurnālā Proceedings.
Šīs jaunās atradnes atslēga slēpjas pētnieku ierosinājumā, ka neandertāliešiem bija daudz daudzveidīgāks gēnu fonds, bet tie tika sadalīti mazās, izolētās ģenētiski līdzīgu indivīdu grupās. Šāda sadrumstalotība kropļo agrākos ģenētiskos atradumus: iepriekšējie aprēķini norāda uz vietējām populācijām un to reģionālo vēsturi, atstājot kopējo ainu.
Rodžerss nolēma kompensēt šo plaisu, pielāgojot un paplašinot populācijas sajaukšanas modeli, kuru bija izmantojuši citi pētnieki. Tā vietā, lai analizētu vienas personas genomu, viņš un viņa komanda salīdzināja ģenētiskos variantus, kas raksturīgi mūsdienu afrikāņiem, mūsdienu eirāziešiem, neandertāliešiem un Denisovaniem. Šī modeļa agrīnā versija tika izstrādāta, lai novērtētu, cik stipri tiek šķērsoti mūsdienu cilvēki un neandertālieši. Rodžersa galvenais jauninājums bija pievienot Denisovans šim maisījumam un ievērojami palielināt iespējamo kombināciju sarakstu un populāciju savstarpējo saistīšanu. Un tas viņam palīdzēja atbildēt uz jautājumiem, kas daudzkārt pārsniedz krustošanu par iedzīvotāju skaitu un citiem jautājumiem.
Ģenētiskās daudzveidības palielināšanās, ko konstatēja Rodžerss un kolēģi, atbilst aptuveni desmitkārtīgam faktiskā populācijas pieaugumam. Lai gan nav iespējams uzzināt, cik daudz neandertāliešu indivīdu varētu izkrist no šī skaita, fosiliju aprēķini būs nopietni jāpārskata.
"Pētījums sniedz DNS pierādījumus tam, ko esam redzējuši arheoloģiskajos ierakstos," saka Džošua Aki, Princetonas universitātes evolūcijas biologs.
No Āfrikas - divreiz
Strādājot ar ģenētiskajām sekvencēm un to pārskatīto modeli, zinātnieki ir ieguvuši jaunu ieskatu par to, kā neandertālieši, Denisovāni un mūsdienu cilvēki visā vēsturē periodiski auga, saruka, sadalījās un apvienojās. "Mēs vēlamies izveidot labu ciltskoku, lai mēs varētu pateikt precīzus stāstus par to, kā abas grupas ir saistītas," saka Stefans Čērčils, Hercoga universitātes antropologs. "Bet ir skaidrs, ka šīs attiecības ir daudz sarežģītākas."
Apmēram pirms 750 000 gadiem, pēc Rodžersa teiktā, neandertāliešu un Denisovanu priekšteči atstāja mūsdienu cilvēku senčus Āfrikā, lai pārceltos uz plašo Eirāzijas teritoriju. Tikai tas viņus gandrīz iznīcināja; ģenētiskie pierādījumi liecina, ka iedzīvotāji ir izgājuši smagus izmēģinājumus, kurus pētījumi iepriekš nav identificējuši. Neatkarīgi no tā, kas izraisīja šo katastrofu, senie cilvēki to izdzīvoja un tikai dažus tūkstošus gadu vēlāk - pirms 744 000 gadiem - viņi sadalījās divās atsevišķās līnijās - Neanderthals un Denisovans. Pēc tam bijušie sadalījās mazākās reģionālās grupās, kas fascinēja Rodžersu.
Šī neandertāliešu un Denisovans dalījuma iepazīšanās pati par sevi ir pārsteidzoša, jo iepriekšējie pētījumi to izteica vēlāk: piemēram, 2016. gada pētījumā sadalīšana tika identificēta kā notikums, kas notika pirms 450 000 gadu. Agrīna atdalīšana nozīmē, ka abās grupās mums jāatrod vēl vairāk fosiliju. Jums būs jāpārskata arī jau atrastās fosilijas. Piemēram, ņem Homo heidelbergensis sugas hominīda smadzeņu kaulus, kas pirms apmēram 600 000 gadu dzīvoja Eiropā un Āzijā. Paleoantropologi nevar piekrist tam, kā viņš attiecas uz citām cilvēku grupām; daži uzskata, ka viņi bija gan mūsdienu cilvēku, gan neandertāliešu senči, citi - ka viņi nebija senas sugas, ko aizstāja neandertālieši, kas klejoja pa Eiropu.
Rodžersa atklājumi norāda, ka H. heidelbergensis ir bijis agrīnais neandertālietis. "Mēs esam noteikuši atdalīšanās laiku tik agri, ka Eiropas hominīdiem pirms 600 000 gadiem gandrīz noteikti jābūt neandertāliešiem," viņš saka, "vismaz ģenētiski, pat ja tas nemaz neizskatījās pēc neandertālieša."
Katrā ziņā šī jaunā neandertāliešu agrīnās sarežģītās vēstures rekonstrukcija ir ļoti līdzīga tai, ko mēs esam uzzinājuši par anatomiski mūsdienu cilvēku populācijām, kas vispirms izplatījās Eiropā un Āzijā. Apmēram pirms 50 000 gadiem eirāzieši šķīrās no afrikāņiem, pārcieta sarežģītu periodu, kura laikā viņu iedzīvotāju skaits bija ļoti zems, un pēc tam sadalījās reģionālajās populācijās visā Eirāzijā - tā dēvētajā neāfrikāņu teorijā par cilvēku migrāciju. "Izskatās, ka tas pats notika pirms 600 000 vai 700 000 gadiem," saka Neandertālieši un Denisovans, saka Rodžerss. "Bija vēl viena neāfrikāņu diaspora, par kuru iepriekš neviens nebija aizdomas."
Galu galā nav tik slikti
Nav noslēpums, ka neandertāliešiem klājās slikti: ledus laikmeti, kurus viņi pārcieta, un to iedzīvotāju sadrumstalotība neļāva viņiem uzturēt ilgtspējīgu sociālo vai tehnoloģisko izaugsmi. "Bet viens no kļūdainajiem uzskatiem ir tāds, ka tas, kā mēs domājam par progresu, ir tāds, ka mūsdienu cilvēki ir labāki un neandertālieši - sliktāki," saka Hokss. “Kad runa bija par medībām un paļaušanos uz pārtikas produktiem ar lielu enerģijas daudzumu atstumtā vidē, neandertālieši bija nepārspējami. Viņi atrisināja problēmas, ar kurām mēs šodien vispār nesaskaramies. Kā viņi dzīvoja ar tik zemu iedzīvotāju blīvumu simtiem tūkstošu gadu? Mēs nekad to nesapratām."
Pirms uzsākt pētījumu, Rodžerss uzskatīja, ka neandertālieši atrodas uz izmiršanas robežas, kad mūsdienu cilvēki ienāca viņu teritorijā, ka viņu populācijas jau bija noplicinātas un izplatījās ar ģenētiskām slimībām. Viņš vairs tā nedomā.
Izpratne par neandertāliešu populācijas patieso struktūru var palīdzēt zinātniekiem padziļināties šo seno cilvēku dinamikā un viņu mijiedarbībā ar mums. Piemēram, es domāju, vai, šķērsojot cilvēkus un neandertāliešus, bija kādas īpatnības. Vai mēs iekļāvām vienādu daudzumu neandertāliešu mātes un tēva DNS, vai arī notika maiņa?
Rodžersa darbs un ar to saistītie citu grupu pētījumi var būt arī modernas ģenētikas nozīmīgs akcents. Viņu analītisko modeli var piemērot suņiem un zirgiem - patiešām visām sugām, kuru populācijā ir strukturēta reprodukcija, nevis izlases gēnu plūsma. Iespējams, ka neandertāliešu gēni ir saistīti ar paaugstinātu depresijas, diabēta, sirds slimību un citu traucējumu risku, un tas joprojām ir jāredz.
Iļja Khel