Потерянное поколение. Ученые расшифровали ДНК нового вида людей

Ученые обнаружили новый вид человека. Такие заголовки появились в СМИ по всему миру утром в четверг. Новость вполне заслуженно претендует на звание революционной и переворачивает устоявшиеся представления об истории человечества. Но, прежде чем рассказать о новом исследовании, давайте коротко вспомним, как развивались события после того, как род Homo отделился от общего эволюционного древа живых существ.

Основные вехи

Считается, что первые представители этого рода появились в Африке в период от 2,3 до 2,5 миллиона лет назад. Люди (а к ним относятся все организмы, латинское название которых начинается со слова Homo) эволюционировали из симпатичных, похожих на обезьян существ, передвигавшихся на двух задних конечностях, - австралопитеков (хотя с такой точкой зрения согласны не все специалисты). Первым известным ученым представителем рода Homo был Homo habilis - человек умелый. Вслед за ним появился Homo erectus - человек прямоходящий, за которым последовал человек разумный - Homo sapiens. Наглядное представление об этой эволюционной цепочке дает всем известная картинка (в действительности между этими видами было еще несколько промежуточных, однако их эволюционный статус на сегодняшний день неясен).

Представление о такой линейной эволюции очень распространено, так как после курса школьной биологии в голове застревают именно эти названия, идущие одно за другим. На самом же деле эволюция людей - как и всех прочих живых существ - похожа скорее не на цепь, а на дерево или даже сеть. Новые виды людей возникали если не очень часто, то по крайней мере время от времени, однако они проигрывали конкурентам в борьбе за выживание и исчезали, не оставив следа в генетической истории. До наших дней сумел добраться только один вид из всего обширного рода Homo - человек разумный.

Впрочем, об одном ответвлении от эволюционного древа людей слышали все. Неандертальцы, долгое время считавшиеся предками H. sapiens, появились около 130 тысяч лет назад. Долгое время они делили планету с людьми современного типа, однако около 30 тысяч лет назад Homo neanderthalensis полностью вымерли. Причины исчезновения неандертальцев неясны, но по одной из самых популярных версий они прекратили свое существование при активной "помощи" со стороны H. sapiens.

В последние годы ученые обсуждают еще одну побочную ветвь эволюции людей - так называемого человека флоресского, или Homo floresiensis. За небольшой рост ученые прозвали этих существ хоббитами, и периодически в научных журналах появляются статьи, доказывающие, что "хоббиты" - это отдельный вид людей. Однако позиции второй гипотезы - о том, что низкорослые обитатели острова Флорес - это H. sapiens, страдающие тяжелым заболеванием, все еще сильны.

Новая революция

В среду, 24 марта, в журнале Nature появилась работа, авторы которой описали третье возможное отклонение от вектора "человек умелый - человек разумный". Поводом для пересмотра эволюционной истории людей стала одна-единственная кость, точнее даже, фрагмент кости. Кусочек фаланги мизинца был найден в 2008 году в Денисовой пещере, расположенной в Алтайском крае. Раскопки проводили российские исследователи, в число которых входили Анатолий Деревянко и Михаил Шуньков - соавторы вышедшей в Nature статьи.

Изучив кость, специалисты не обнаружили в ней ничего особенного - внешне крохотный окаменелый фрагмент выглядел вполне обычно. Ученые предположили, что кость принадлежала одному из неандертальцев, обитавших в пещере и оставивших после себя множество артефактов.

Возраст кости они оценили в 38-40 тысяч лет. Через некоторое время коллеги Деревянко и Шунькова из немецкого института эволюционной антропологии Макса Планка попросили передать им кость для проведения генетического анализа. Руководителем группы исследователей из Германии был Сванте Паабо (Svante Paabo) - именно в его лаборатории в 2009 году был впервые полностью расшифрован геном неандертальца. Паабо и его сотрудники разработали технологию, позволяющую выделять из ископаемых образцов ДНК, пригодную для молекулярно-биологических исследований.

В итоге алтайский мизинец оказался в Германии, где из него была получена митохондриальная ДНК. Этим термином называют ДНК, которая находится не в ядре, а в клеточных органеллах - митохондриях. Когда-то давно митохондрии были свободноживущими бактериями, однако потом более развитые клетки поглотили их и приспособили для производства энергии. Постепенно бактерии-митохондрии потеряли способность существовать самостоятельно и утратили часть своего генома. Но часть ДНК все-таки осталась. Она намного короче ядерной, и поэтому ДНК митохондрий проще выделять и изучать.

Получив образцы митохондриальной ДНК из найденного в Денисовой пещере мизинца, Паабо и коллеги определили ее последовательность. Ученые "прочитали" ДНК 156 раз - такое количество повторений обеспечивает очень высокую надежность результатов. Чтобы определить место алтайского "неандертальца" на эволюционной карте рода Homo, ученые сравнили расшифрованную последовательность с последовательностями митохондриальной ДНК людей, живущих в наши дни, людей, обитавших на территории современной России в позднем плейстоцене, неандертальцев, а также с последовательностями митохондриальной ДНК бонобо и шимпанзе.

Оказалось, что алтайская ДНК отличается от ДНК современного человека 385 нуклеотидами (нуклеотиды - элементарные "кирпичики", из которых состоит ДНК). Для сравнения, митохондриальная ДНК неандертальцев отличается от ДНК H. sapiens на 202 нуклеотида. То есть генетически обитатель алтайской пещеры отстоит от человека разумного дальше, чем неандерталец. Зная количество отличий его митохондриальной ДНК от ДНК других представителей рода Homo и шимпанзе, ученые приблизительно определили, когда эволюционная ветвь "хозяина" мизинца стала самостоятельной. Согласно расчетам Паабо и коллег, это произошло около миллиона лет назад - то есть задолго до разделения ветвей H. sapiens и неандертальцев.

Авторы нового исследования предположили, что предки человека из Денисовой пещеры могли покинуть Африку позже, чем H. erectus (считается, что именно человек прямоходящий впервые двинулся осваивать новые места обитания за пределами африканского континента около 1,9 миллиона лет назад), но раньше, чем прямой предок неандертальцев - гейдельбергский человек.

Правда, делать окончательные выводы Паабо и коллеги пока не торопятся. Митохондриальная ДНК по своей природе во многом автономна и эволюционирует по своим законам. Для того чтобы судить о видовой принадлежности того или иного организма, необходимо проанализировать его геномную ДНК. Исследователи намерены выделить и изучить ее в самое ближайшее время. Если анализ ядерной ДНК подтвердит результаты, полученные для митохондриальной ДНК, то алтайский представитель рода Homo станет первым родственником Homo sapiens, идентифицированным по ДНК.