Древняя митохондриальная ДНК из бедренной кости архаичного европейского гоминида помогает разрешить сложные отношения между современными людьми и неандертальцами. Генетические данные, восстановленные исследовательской группой под руководством ученых из Института истории человечества им. Макса Планка и Тюбингенского университета, показывают график предполагаемой миграции гоминидов из Африки, которая произошла после того, как предки неандертальцев прибыли в Европу. по линии, более тесно связанной с современными людьми. Эти гоминиды скрещивались с неандертальцами, уже присутствующими в Европе, оставив свой след в митохондриальной ДНК неандертальцев. Исследование, опубликованное сегодня в Nature Communications, отодвигает возможную дату этого события между 470 000 и 220 000 лет назад.
Митохондрии - это энергетические механизмы наших клеток. Эти митохондрии имеют свою собственную ДНК, отдельную от нашей ядерной ДНК. Митохондрии передаются по наследству от матери к ребенку и, таким образом, могут использоваться для отслеживания материнских линий и времени разделения популяции. На самом деле, изменения, вызванные мутациями в митохондриальной ДНК с течением времени, можно использовать для различения групп, а также для оценки количества времени, прошедшего с тех пор, как два человека имели общего предка, поскольку эти мутации происходят с предсказуемой скоростью.
Сложные отношения между неандертальцами и современными людьми
Предыдущие исследования, анализирующие ядерную ДНК неандертальцев и современных людей, оценили разделение двух групп примерно от 765 000 до 550 000 лет назад. Однако исследования митохондриальной ДНК показали гораздо более позднее расщепление около 400 000 лет назад. Более того, митохондриальная ДНК неандертальцев больше похожа на ДНК современных людей и, таким образом, указывает на более позднего общего предка, чем на ДНК их близких ядерных родственников денисовцев. Были споры о причине этих несоответствий, и было высказано предположение, что миграция гоминидов из Африки могла произойти до массового расселения современных людей. Эта человеческая группа, более тесно связанная с современными людьми, чем с неандертальцами, могла ввести свою митохондриальную ДНК в популяцию неандертальцев в Европе посредством генетической примеси, а также передать небольшое количество ядерной ДНК неандертальцам, но не денисовцам, как недавно было обнаружено. Однако для оценки осуществимости этого сценария и определения временных границ предполагаемого события требовалось больше данных.
Бедренная кость неандертальца, извлеченная из пещеры Холенштайн-Штадель на юго-западе Германии, предоставила именно такую возможность.«Кость, которая свидетельствует о том, что ее грыз крупный плотоядный, предоставила митохондриальные генетические данные, которые показали, что она принадлежит к неандертальской ветви», - объясняет Козимо Пост из Института науки истории человечества им. Макса Планка, ведущий автор исследования.. Традиционное радиоуглеродное датирование не помогло оценить возраст бедренной кости, которая вместо этого была оценена с использованием скорости мутаций примерно в 124 000 лет. Это делает этот образец неандертальца, обозначенный исследователями как HST, одним из старейших, митохондриальная ДНК которого была проанализирована на сегодняшний день. Интересно, что он представляет другую митохондриальную линию, чем неандертальцы, изученные ранее. Митохондриальная линия HST и всех других известных неандертальцев отделилась друг от друга очень глубоко во времени, как минимум 220 000 лет назад. Различия между их митохондриальной ДНК указывают на то, что в популяции неандертальцев было больше митохондриального генетического разнообразия, чем считалось ранее. Это говорит о том, что численность популяции неандертальцев когда-то была намного больше, чем предполагалось на заключительном этапе их существования.
Хронология дополнительной миграции гоминидов из Африки
Предлагаемый сценарий заключается в том, что после расхождения митохондриальной ДНК неандертальцев и современного человека (датируется максимум 470 000 лет назад), но до расхождения HST и других неандертальцев (датируется минимум 220 000 лет назад). лет назад) группа гомининов переселилась из Африки в Европу, представив свою митохондриальную ДНК неандертальскому населению. Таким образом, эта промежуточная миграция из Африки должна была произойти между 470 000 и 220 000 лет назад. «Несмотря на большой интервал, эти даты дают временное окно для возможной связи и взаимодействия гоминидов на двух континентах в прошлом», - говорит Posth..
Этот приток гоминидов был бы достаточно мал, чтобы не оказать большого влияния на ядерную ДНК неандертальцев. Однако его было бы достаточно, чтобы полностью заменить существующую митохондриальную линию неандертальцев, более похожую на денисовцев, типом, более похожим на современных людей. «Этот сценарий уравновешивает несоответствие в филогениях ядерной и митохондриальной ДНК архаичных гоминидов и несоответствие современного человеческого и неандертальского расщепления во времени, оцененного по ядерной ДНК и митохондриальной ДНК», - объясняет Йоханнес Краузе, также из Института Макса Планка. Наука истории человечества, старший автор исследования.
Ядерные данные из бедренной кости HST будут иметь решающее значение для оценки ее геномных связей с неандертальцами, денисовцами и современными людьми, но получить ядерную ДНК из HST чрезвычайно сложно из-за плохой сохранности и высокого уровня загрязнения современным человеком. В любом случае, однако, для полного исследования этой предполагаемой волны миграции людей из Африки потребуются высококачественные данные ядерного генома более чем одного человека, и это является интригующей областью для будущих исследований.