Крупнейшее в истории исследование ДНК древнего человека, наряду с первым геномом человека из древней цивилизации долины Инда, раскрывает беспрецедентно подробные сведения о меняющемся происхождении населения Центральной и Южной Азии с течением времени.
Исследование, опубликованное онлайн 5 сентября в паре статей в Science and Cell, также отвечает на давние вопросы о происхождении земледелия и происхождении индоевропейских языков в Южной и Центральной Азии.
Генетики, археологи и антропологи из Северной Америки, Европы, Центральной и Южной Азии проанализировали геномы 524 ранее не изученных древних людей. Работа увеличила общее количество опубликованных древних геномов во всем мире примерно на 25 процентов.
Сравнивая эти геномы друг с другом и с ранее секвенированными геномами, а также помещая информацию в контекст наряду с археологическими, лингвистическими и другими записями, исследователи ввели многие ключевые детали о том, кто жил в различных частях этого регион от эпохи мезолита (около 12 000 лет назад) до железного века (примерно до 2 000 лет назад) и как они связаны с людьми, которые живут там сегодня.
«С таким количеством образцов мы можем обнаруживать тонкие взаимодействия между популяциями, а также выбросы внутри популяций, что стало возможным только в последние пару лет благодаря технологическим достижениям», - сказал Дэвид Райх, соавтор. обеих статей и профессор генетики в Институте Блаватника Гарвардской медицинской школы.
Эти исследования говорят о двух самых глубоких культурных преобразованиях в древней Евразии - переходе от охоты и собирательства к земледелию и распространении индоевропейских языков, на которых сегодня говорят от Британских островов до Южной Азии - вместе с движением людей», - сказал Вагиш Нарасимхан, соавтор обеих статей и научный сотрудник лаборатории Рейха.«Эти исследования особенно важны, потому что Центральная и Южная Азия - малоизученные части мира».
«Одним из самых интересных аспектов этого исследования является то, как оно объединяет генетику с археологией и лингвистикой», - сказал Рон Пинхази из Венского университета, соавтор научной статьи. «Новые результаты появились после объединения данных, методов и точек зрения из различных академических дисциплин, комплексного подхода, который дает гораздо больше информации о прошлом, чем любая из этих дисциплин по отдельности».
«Кроме того, введение новых методологий отбора проб позволило нам свести к минимуму повреждение скелетов и максимально повысить вероятность получения генетических данных из регионов, где сохранность ДНК часто неудовлетворительна», - добавил Пинхази..
Ключ языка
Индоевропейские языки, включая хинди/урду, бенгали, пенджаби, персидский, русский, английский, испанский, гэльский и более 400 других, составляют самую большую языковую семью на Земле.
В течение десятилетий специалисты спорили о том, как индоевропейские языки попали в отдаленные уголки мира. Они распространились через скотоводов из Евразийской степи? Или они путешествовали с фермерами, двигавшимися на запад и восток из Анатолии (современная Турция)?
В статье Райха и его коллег за 2015 год указано, что индоевропейские языки пришли в Европу через степь. Научное исследование теперь делает аналогичный случай для Южной Азии, показывая, что современные жители Южной Азии практически не имеют предков от фермеров с анатолийскими корнями.
«Мы можем исключить крупномасштабное распространение фермеров с анатолийскими корнями в Южную Азию, центральное место в «анатолийской гипотезе» о том, что такое перемещение принесло в регион земледелие и индоевропейские языки», - сказал Райх. который также является исследователем Медицинского института Говарда Хьюза и Института Брода. «Поскольку никаких существенных перемещений людей не произошло, это - мат для анатолийской гипотезы."
Одним из новых доказательств в пользу степного происхождения индоевропейских языков является обнаружение генетических паттернов, связывающих носителей индоиранской и балто-славянской ветвей индоевропейского языка. Исследователи обнаружили, что современные носители обеих ветвей происходят от подгруппы степных скотоводов, которые двинулись на запад в сторону Европы почти 5 000 лет назад, а затем распространились обратно на восток в Центральную и Южную Азию в следующие 1 500 лет.
«Это дает простое объяснение с точки зрения древних перемещений людей для загадочных общих лингвистических особенностей этих двух ветвей индоевропейского языка, которые сегодня разделены огромными географическими расстояниями», - сказал Райх..
Вторым доказательством в пользу степного происхождения является открытие исследователей, что из 140 современных южноазиатских популяций, проанализированных в исследовании, горстка демонстрирует заметный всплеск степного происхождения. Все, кроме одного из этих населявших степь популяций, исторически являются жреческими группами, включая браминов - традиционных хранителей текстов, написанных на древнем индоевропейском языке санскрите.
«Вывод о том, что брамины часто имеют больше степных предков, чем другие группы в Южной Азии, с поправкой на другие факторы, дает интересный новый аргумент в пользу степного происхождения индоевропейских языков в Южной Азии», - сказал Райх..
«Это исследование заполнило большую часть головоломки распространения индоевропейцев», - сказал соавтор Ник Паттерсон, научный сотрудник в области генетики в HMS и штатный научный сотрудник Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарвард. «Я считаю, что картина высокого уровня теперь понятна».
«Эта проблема витала в воздухе более 200 лет, и сейчас с ней быстро разбираются», - добавил он. «Я очень взволнован этим».
Происхождение сельского хозяйства
Исследования послужили основой для еще одного давнего спора, на этот раз о том, был ли переход от экономики охоты и собирательства к экономике, основанной на земледелии, в большей степени обусловлен перемещением людей, копированием идей или местными изобретениями.
В Европе исследования древней ДНК показали, что земледелие прибыло вместе с притоком людей, имеющих предки из Анатолии.
Новое исследование показывает аналогичную динамику в Иране и Туране (юг Центральной Азии), где исследователи обнаружили, что анатолийские предки и земледелие появились примерно в одно и то же время.
«Это подтверждает, что распространение сельского хозяйства повлекло за собой не только путь на запад из Анатолии в Европу, но и путь на восток из Анатолии в регионы Азии, ранее населенные только группами охотников-собирателей», - сказал Пинхаси..
Затем, когда сельское хозяйство распространилось на север через горы Внутренней Азии через тысячи лет после того, как оно закрепилось в Иране и Туране, «связи между предками и экономикой становятся более сложными», - сказал археолог Майкл Фрачетти из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи, соавтор, руководивший большей частью выборки скелета для статьи в журнале Science.
Исследователи обнаружили, что примерно 5 000 лет назад предки юго-западной Азии переместились на север вместе с сельскохозяйственными технологиями, в то время как предки сибиряков или степей переместились на юг, на иранское плато. Двустороннее движение проходило вдоль гор, коридор, который ранее показал Фрачетти, был «Шелковым путем бронзового века», по которому люди обменивались урожаем и идеями между Востоком и Западом.
В Южной Азии, однако, история выглядит совершенно иначе. Мало того, что исследователи не обнаружили никаких следов анатолийской родословной, которая является отличительной чертой распространения земледелия на запад, но и иранская родословная, которую они обнаружили у выходцев из Южной Азии, происходит от линии, отделившейся от древних иранских земледельцев и охотников. -gatherers до того, как эти группы отделятся друг от друга.
Исследователи пришли к выводу, что сельское хозяйство в Южной Азии не было связано с перемещением людей из более ранних сельскохозяйственных культур Запада; вместо этого его переняли местные собиратели.
«До прихода степных скотоводов, принесших свои индоевропейские языки около 4000 лет назад, мы не находим свидетельств крупномасштабных перемещений людей в Южную Азию», - сказал Райх.
Первое знакомство с происхождением цивилизации долины Инда
Протянувшаяся от Гималаев до Аравийского моря, долина реки Инд была местом зарождения одной из первых цивилизаций древнего мира, процветавшей между 4 000 и 5 000 лет назад. Люди строили города с населением в десятки тысяч человек. Они пользовались стандартизированными мерами и весами и обменивались товарами с такими отдаленными местами, как Восточная Африка.
Но кто они были?
До сих пор генетикам не удавалось извлечь достоверные данные из скелетов, захороненных на археологических раскопках цивилизации долины Инда, потому что жара и изменчивый климат низменностей Южной Азии разрушили большую часть ДНК до такой степени, что ученые не смогли ее проанализировать.
The Cell paper меняет это.
После проверки более 60 образцов скелетов из крупнейшего известного города цивилизации долины Инда, называемого Ракхигархи, авторы обнаружили один с намеком на древнюю ДНК. После более чем 100 попыток секвенирования они получили достаточно данных, чтобы сделать осмысленные выводы.
Геном древней женщины совпал с геномом 11 других древних людей, о которых сообщается в журнале Science, которые жили на территории современного Ирана и Туркменистана в местах, которые, как известно, обменивались объектами с цивилизацией долины Инда. Все 12 имели характерную смесь предков, включая родословную, связанную с охотниками-собирателями Юго-Восточной Азии, и родословную, связанную с Ираном, характерную для Южной Азии. Поскольку эта смесь отличалась от большинства людей, живших в Иране и Туркменистане в то время, авторы предполагают, что 11 человек, о которых сообщается в статье Science, были мигрантами, вероятно, из цивилизации долины Инда.
Ни один из 12 не имел свидетельств происхождения от степных скотоводов, что согласуется с моделью, согласно которой эта группа еще не прибыла в Южную Азию.
Научная статья также показала, что после заката цивилизации долины Инда между 4 000 и 3 500 лет назад часть группы, к которой принадлежали эти 12 человек, смешалась с людьми, пришедшими с севера, которые степные скотоводческие предки, образующие предков северных индейцев, одну из двух основных предковых популяций современных людей в Индии. Часть первоначальной группы также смешалась с людьми из полуостровной Индии, чтобы сформировать другое основное исходное население, предков южных индейцев.
«Смесь предков северных индейцев и предков южных индейцев, оба из которых обязаны своим основным происхождением таким людям, как человек из цивилизации долины Инда, который мы секвенировали, формируют основную родословную южноазиатов сегодня», - сказал Паттерсон.
«Исследование напрямую связывает современных жителей Южной Азии с древними народами первой цивилизации Южной Азии», - добавил Нарасимхан.
Авторы предупреждают, что анализ генома только одного человека ограничивает выводы, которые можно сделать обо всем населении цивилизации долины Инда.
«Мое лучшее предположение состоит в том, что сама цивилизация долины Инда была генетически чрезвычайно разнообразной», - сказал Паттерсон. «Дополнительные геномы наверняка обогатят картину».