Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
18 ноября 2018, воскресенье, 15:50
Facebook Twitter VK.com Telegram

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

04 января 2018, 19:00

2017 год в науке: предки

Реконструкция Homo naledi
Реконструкция Homo naledi
John Gurche / Mark Thiessen / National Geographic

Очередная часть рассказа об открытиях 2017 года посвящена древним представителям рода Homo.

Homo naledi всего 300 тысяч лет назад

Исследователи опубликовали новую статью о Homo naledi – представителе гоминоидов, обнаруженном в 2013 году в Южной Африке. Сенсационной новостью стало то, что кости Homo naledi оказались значительно моложе, чем считалось раньше. Их возраст, если верить авторам статьи, всего 236 000 – 335 000 лет, то есть они обитали в Африке, когда там уже появлялись люди современного анатомического типа, а Европа уже была заселена неандертальцами. Ранее считалось, что Homo naledi жил от двух до трех миллионов лет назад.

Ископаемые останки ранее неизвестного вида из рода Homo были найдены на территории ЮАР, в пещерной системе под названием Восходящая Звезда. Палеоантрополог Ли Бергер из Университета Витватерсранда и его коллеги обнаружили кости еще в 2013 году, но процесс их извлечения из пещеры занял продолжительное время, так что первая публикация с описанием находки вышла только недавно. Всего были обнаружены 1550 фрагментов окаменевших костей, которые составляют останки 15 особей. Название Homo naledi дано в честь пещеры Диналеди, на языке сесото слово naledi означает «звезда».

Рост их был 144 – 147 сантиметров. Ряд черт Homo naledi весьма примитивен и роднит их с такими ранними предками человека, как Homo habilis и Homo rudolfensis и даже австралопитеки. К таким признакам относятся размеры черепа и объем его мозгового отдела (мозг Homo naledi был примерно в три раза меньше нашего). Но некоторые их анатомические признаки напротив указывали на относительное сходство с современными людьми, например, маленькие и тонкие кости челюстей и особенности строения стопы. Однако в целом анатомически Homo naledi были примитивными представителями нашего рода. Не исключена вероятность и того, что были разновидностью Homo habilis.

Поэтому, хотя точных датировок костей долгое время не было, исследователи, исходя из их строения, предполагали, что этот вид существовал не менее двух миллионов лет назад. «Омоложение» Homo naledi в десять раз стало сюрпризом. «Они удивительно молоды для вида, который демонстрирует примитивные характеристики, обнаруженные в окаменелостях возрастом около двух миллионов лет», – говорит палеоантрополог Крис Стрингер из лондонского Музея естественной истории.

Для датировки минеральных отложений, которые были найдены на останках, были применены оптически стимулированная люминисценция, уран-ториевое датирование, палеомагнитный метод. Они показали, что минимальный возможный возраст находок 236 тысяч лет. Максимальный возраст, который был определен по уран-ториевому датированию налета на трех зубах, составил, как уже говорилось, 335 тысяч лет.

Специалист по геохронологии Уоррен Шарп из Центра геохронологии в Беркли говорит, что максимальный возраст костей может быть и иным, так как неясно, смогли ли исследователи точно установить количество урана, поглощенное костями из подземных вод. Но Пол Диркс полагает, что в любом случае прочие датировки проверены в независимых лабораториях, поэтому возраст Homo naledi при дальнейших уточнениях все равно не изменится сильно и не достигнет даже рубежа в миллион лет.

Авторы работы полагают, что Homo naledi, как и индонезийский H. floresiensis, могли представлять собой особую ветвь рода Homo, в течение миллиона лет или даже дольше существовавшую параллельно с той ветвью, что дала неандертальцев и современных людей. Просто долгое время останки ее представителей не попадались на глаза антропологов.

Это не единственная сенсационная деталь, связанная с Homo naledi. Ли Бергер высказывает предположения, что представители вида Homo naledi были способны применять каменные орудия и что у них существовал погребальный обряд. Пока эти гипотезы встречают скептическое отношение других ученых. Но Бергер и его коллеги продолжают работы в системе пещер Восходящая Звезда и надеются найти подтверждение своих предположений.

Они сообщают, что обнаружили новые останки во второй камере той же пещерной системы. Она находится примерно в сотне метров от места первой находки и носит название Леседи («свет» на языке сесото). Леседи расположена примерно в тридцати метрах ниже поверхности земли, прямого сообщения между камерами Диналеди и Леседи нет.

На данный момент ученые извлекли из пещеры Леседи 133 новых окаменелости. По их оценке, среди них нет костей других представителей Homo, только Homo naledi. Один из авторов статьи, профессор антропологии Висконсинского университета в Мэдисоне Джон Хокс (John Hawks) сообщает, что кости принадлежат как минимум трем особям, двум взрослым и ребенку младше пяти лет. От одного из взрослых, которому ученые дали имя Нео (на сесото это слово означает «подарок») сохранилось особенно много костей, включая кости черепа. Часть из них ранее была неизвестна ученым, так как не встречалась среди находок 2013 – 2015 годов. Ученые вновь выдвигают смелое предположение, что наличие большого количества останков в труднодоступных пещерах указывает на преднамеренное захоронение.

Глухой неандерталец

К многочисленным несчастьям неандертальца, известного ученым под именем Шанидар-1, добавилось еще одно. Согласно данным недавнего исследования, он был глухим.

Останки неандертальцев в пещере Шанидар, что на севере Ирака, были обнаружены в 1957 году экспедицией Колумбийского университета под руководством Ральфа Солецки. Археологи в 1957 – 1961 годах нашли костные останки девяти человек, семерых взрослых и двух детей, живших от 35 000 до 65 000 лет назад. А в 2006 году сотрудница Смитсоновского института Мелинда Зедер, разбирая кости животных, собранных в той же пещере, наткнулась на пропущенные предыдущими исследователями кости ноги неандертальца – его назвали Шанидар-10.

Шанидар-1 стал самым знаменитым из обитателей пещеры. Начнем с того, что этому неандертальцу было от 40 до 50 лет, что по неандертальским меркам необычно много. Иногда пишут, что такой возраст можно сопоставить с 80-летием для современного человека. Но это не единственная его необычная черта.

Кости показали, что в какие-то моменты жизни Шанидар-1 перенес серьезные травмы. Он получил сильный удар по левой половине лица, в результате чего кости черепа были сломаны, включая левую глазницу. Наиболее вероятно, что он при этом или полностью потерял левый глаз, или частично утратил его зрение. Его правая рука была сломана в нескольких местах, а ниже локтя и вовсе отсутствовала. Вероятно, причиной ампутации руки была атрофия, вызванная переломом. Наконец, патологии костей ног (переломы костей стопы и признаки артрита) указывают, что Шанидар-1 сильно хромал.

Но все эти переломы были получены не в момент смерти старого неандертальца. Кости зажили, а значит он в течение какого-то довольно продолжительного времени жил с последствиями этих тяжелых травм. Этот факт и привлекал наибольшее внимание ученых. Шанидар-1 не мог самостоятельно охотиться и уж точно не был в силах отнять пищу у сородичей. То, что он выжил, заставляло думать, что уже около 45 тысяч лет назад неандертальцы заботились о слабых членах своей семьи.

После окончания экспедиции Ральфа Солецки один скелет неандертальца (Шанидар-3) был передан Смитсоновскому институту, а остальные, в том числе Шанидар-1, хранились в Национальном музее Ирака в Багдаде. Во время войны 2003 года музей был разграблен, и теперь неизвестно, где находятся кости из пещеры Шанидар. В распоряжении ученых остались только сделанные ранее фотографии и слепки.

Фотографиями воспользовались авторы нынешнего исследования Эрик Тринкаус (Erik Trinkaus) из Университета Вашингтона в Сент-Луисе и Себастьян Вилотт (Sébastien Villotte) из Университета Бордо. Они изучили слуховые каналы в черепе Шанидара-1. При этом обнаружилось, что как в левом, так и в правом слуховом канале у него имелись значительные экзостозы – патологические разрастания костной ткани. Судя по всему, они начали появляться у него с детства и со временем только увеличивались, всё больше и больше затрудняя проведение звуковых волн. Современный врач, увидев у пациента такую картину, поставил бы ему диагноз кондуктивная тугоухость.

В правом ухе Шанидара-1 экзостозы достигли наибольшего размера. Авторы исследования предполагают, что он вовсе утратить способность слышать этим ухом. Экзостозы левого уха были немного меньше, но и в нем слух был значительно снижен. Шанидар-1 с трудом мог вычленять звуки из фоновых шумов и определять нахождение источника звука в пространстве. Экзостозы слуховых каналов были отмечены и у некоторых других неандертальцев. Чаще они были развиты незначительно, но у отдельных индивидуумов (Ла-Шапель-о-Сен 1, Крапина 39.1, Спи 1, Табун 1) достигали сравнительно большой величины, которая уже могла влиять на остроту слуха. Наконец, у раннего гоминина, останки которого были найдены в горах Атапуэрка на севере Испании, (Atapuerca-SH Cr.4) экзостозы были столь значительными, что, как и у Шанидара-1, могли стать причиной глухоты.

Новое наблюдение еще больше усилило аргументы в пользу того, что неандертальцам из пещеры Шанидар была свойственна социальная поддержка, помогавшая выжить таким людям, как Шанидар-1.

Возраст людей из Джебель-Ирхуда

Группа ученых сообщила о новых находках ископаемых костей Homo sapiens, сделанных в марокканской пещере Джебель-Ирхуд, а также об уточненных датировках костей, обнаруженных там же ранее. По мнению авторов, люди из Джебель-Ирхуда оказываются древнейшими известными представителями нашего вида.

Пещера Джебель-Ирхуд у одноименной деревни находится примерно в сотне километров к западу от города Марракеш и в 75 километрах от побережья. Она служила рудником для добычи барита (сульфата бария). В 1961 году рабочие обнаружили в ней хорошо сохранившийся череп древнего человека (он известен как Ирхуд 1). Также были найдены еще черепная коробка взрослого (Ирхуд 2) и нижняя челюсть ребенка Ирхуд 3. На следующий год были найдены еще фрагменты плечевой кости, нижней челюсти взрослого и таза (Ирхуд 4 и Ирхуд 5).

Череп Ирхуд 1

Сначала кости из Джебель-Ирхуда были определены как принадлежащие неандертальцам. Возраст их по датировке костей млекопитающих, найденных рядом, определялся от 105-190 тысяч лет до 87-127 тысяч лет. В 2007 году была предложена уточненная датировка. Радиоуглеродный анализ костей Ирхуд 3 показал возраст 160 тысяч лет. А сами ирхудцы были признаны или ранними Homo sapiens, или их предками Homo heidelbergensis, или, наряду с несколькими другими  представителями особого вида Homo helmei, переходного между гейдельбергским человеком и Homo sapiens.

На тот момент возраст в 160 тысяч лет для костных останков нашего вида был весьма солидный, но все-таки не рекордный. На звание самых древних Homo sapiens претендовали находки из двух мест в Эфиопии. В 1997 году на стоянке Херто палеонтолог Тим Уайт и его коллеги нашли череп взрослого мужчины и другие костные останки возрастом от 154 до 160 тысяч лет (известны как человек Идалту, что в переводе с амхарского значит «старейший»). Но самым древним известным науке представителем вида считался Омо I, черепная коробка которого была найдена в 1967 году в Омо-Кибиш.

Теперь международная команда археологов и палеоантропологов, которую возглавляют Жан-Жак Ублен из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка и Абдельуахед Бен-Нерсер из Национального института археологии и наследия Марокко рассказала о новых костях из Джебель-Ирхуда. Учеными были найдены фрагменты костей черепа и длинных костей рук и ног, а также нижняя челюсть и зубы. Они принадлежат как минимум пяти разным людям.

В тех же слоях обнаружили кремниевые орудия, а также кости животных, служивших пищей древним людям. Больше всего было костей газелей, но среди охотничьей добычи обитателей Джебель-Ирхуда были также антилопы гну, зебры, буйволы, дикобразы, зайцы, черепахи, пресноводные моллюски и даже змеи. Крупные кости добычи вскрывались, чтобы добыть костный мозг. Кремень, из которого делались орудия, доставлялся из месторождения примерно в 30 километрах от Джебель-Ирхуда.

Анализ анатомических признаков убедил авторов работы, что в Джебель-Ирхуде жили не Homo helmei или представители какого-нибудь другого архаичного вида, а именно Homo sapiens хотя и с некоторыми древними признаками. Но в таком случае особенно интересной становится новая датировка костей, полученная исследователями.

На этот раз было использовано термолюминесцентное датирование. Оно основано на том, что некоторые материалы способны накапливать энергию радиационного излучения (космического или от радиоактивных горных пород), а при нагреве до температуры около 500°C испускать ее в виде фотонов. Соответственно, если материал нагревался, то его «термолюминесцентный счетчик» обнуляется, и накапливание энергии начинается заново. Особенно часто термолюминесцентное датирование применяется в геологии для определения возраста пород вулканического происхождения, а также в археологии при датировке керамики – моментом «запуска счетчика» для нее как раз окажется момент обжига изделия.

В Джебель-Ирхуде применение термолюминесцентного датирования стало возможным благодаря тому, что кремниевые орудия, как оказалось, подвергались в древности нагреву. Над ними местные обитатели разводили костры. «Нам повезло, что в прошлом многие из артефактов Джебель-Ирхуда были подогреты, – говорит специалист по геохронологии Даниэль Рихтер. Также ученые уточнили датировку зуба, которому в 2007 году был приписан возраст 160 лет. Согласно новым данным, после учета радиоактивного фона Джебель-Ирхуда, он оказался более древним.

Термолюминесцентное датирование дало 14 дат, средний возраст находок равен 314 тысяч лет (разброс от 280 до 350 тысяч лет). Все это соответствует новой радиоуглеродной дате для зуба – 286 ± 32 тысячи лет, а также возрасту останков ряда животных в том же слое.

Что все это значит? Если верно предположение, что в Джебель-Ирхуде жили именно представители Homo sapiens, то они оказываются самыми древними известными представителями нашего вида и, что еще более важно, придется пересмотреть наиболее вероятный сценарий древнейшего этапа истории человечества.

Как считалось, современные люди возникли в Восточной Африке, в зоне Великой рифтовой долины, около 200 тысяч лет назад. Покинули Африку они, по разным вариантам теории от 100 до 60 тысяч лет назад. Теперь же Жан-Жак Ублен и его коллеги предполагают, что, во-первых, Homo sapiens появился как минимум на сто тысяч лет, а во-вторых, уже тогда он был значительно шире распространен по Африке и жил далеко за пределами Великой рифтовой долины.

Похожи ли люди из Джебель-Ирхуда на Homo sapiens. Действительно похожи, хотя они имеют и ряд архаичных черт. Причем, что примечательно, лицевой отдел их черепа оказывается более “прогрессивным”, чем мозговой. Лица у ирхудцев почти современные. А вот форма затылка и внутренний рельеф мозгового отдела черепа похожи на черты более ранних представителей рода Homo. На черепе Ирхуд 1 хорошо заметен так называемый «шиньон» – вариант строения затылочной кости с резким перегибом между ее верхней и нижней частями. Он встречается у архантропов и иногда у неандертальцев. «Наши данные свидетельствуют, что современная морфология лица человека была установлена ​​на ранней стадии в истории нашего вида, и что форма мозга и, возможно, функции мозга развивались в рамках линии Homo sapiens», – говорит палеоантрополог Филипп Гунц из Института эволюционной антропологии.

Исследователи не утверждают, что именно люди Джебель-Ирхуда были непосредственными предками современного человечества. По их предположению, эти древние люди были частью обширной популяции, занявшей всю территории Африки от 300 000 до 330 000 лет назад, когда Сахара была зеленой. «Эволюция Homo sapiens происходила в континентальном масштабе», – объясняет Филипп Гунц.

Однако не следует забывать, что проведение границ между видами в палеоантропологии – это интерпретация совокупности признаков, одни из которых могут говорить в пользу одной гипотезы, другие – в пользу альтернативной. Как мы видим, и у жителей Джебель-Ирхуда имелись признаки архаичных Homo, и признаки современного человека. Окончательный вывод, который делает исследователь, всегда будет зависеть от того веса, которым он наделяет те или иные признаки. Поэтому нередки ситуации, когда одни авторы считают найденные останки ранними Homo sapiens с большим количеством архаических черт, а другие – поздними Homo heidelbergensis.

Даже если не соглашаться с авторами работы в определении жителей Джебель-Ирхуда как Homo sapiens, в любом случае их открытие очень интересно. Например, более продвинутых характер лицевого отдела черепа и более архаичный – мозгового, который они обнаружили у ирхудцев, наблюдается также и у предков неандертальцев около 400 тысяч лет назад. Возможно, будет правомерным и общий вывод, что черты лица при эволюции Homo изменялись быстрее, чем череп и мозг. «Это правдоподобный аргумент в пользу того, что лицо развивается первым», – говорит палеоантрополог Ричард Клейн из Стэнфордского университета. Правда, пока неясно, каким образом естественный отбор мог привести к такому результату.

Сунгирь: двое мальчиков и генетика

Палеогенетики сумели прочитать геномы четверых человек из палеолитической стоянки Сунгирь во Владимирской области, включая останки из знаменитого парного захоронения детей. И результат оказался неожиданным. С момента открытия этого захоронения одного из детей считали, по внешним признакам скелета, девочкой. На этом порою даже строили интерпретации погребального инвентаря и пытались реконструировать религиозные воззрения людей палеолита. Но останки, известные как «Сунгирь-3», оказались принадлежавшими мальчику – в них имеется Y-хромосома. Оба мальчика из парного погребения приходятся друг другу, скорее всего, двоюродными или троюродными братьями.

Исследование провел большой коллектив ученых из Дании, Швейцарии, США, Германии, Великобритании, Армении и Франции. Россию в этой команде представляли сотрудники Центра физической антропологии Института этнологии и антропологии РАН и кафедры антропологии биологического факультета МГУ. Уточнение пола «Сунгирь-3», конечно, не единственный вывод, сделанный исследователями. Результаты их работы опубликованы в статье в журнале Science, также ожидается выход еще одной статьи в Nature.

Первые генетические исследования сунгирских останков были проведены в начале XXI века, когда удалось выделить митохондриальную ДНК. В результате удалось подтвердить, что дети приходились друг другу родственниками (как тогда полагали, братом и сестрой). В нынешнем исследовании как митохондриальные, так и ядерные геномы, что собственно и позволило правильно определить пол младшего из детей. Кроме обоих мальчиков, геномы были выделены из костей взрослого мужчины (Сунгирь-1) и  бедренной кости, лежавшей возле старшего мальчика (Сунгирь-4). Кость тоже оказалась мужской.

Все четверо принадлежат к митохондриальной гаплогруппе U (мужчина Сунгирь-1 – к субкладе U8c, остальные – к U2). Y-хромосомная гаплогруппа у всех четверых совпадает – C1a2. Как выяснилось, близкими родственниками друг другу никто из погребенных не был. В частности, дети не были родными братьями, но могли быть двоюродными или троюродными. Не исключено, что бедренная кость, лежавшая рядом со старшим из мальчиков, принадлежит его прапрадедушке или более далекому предку. Вспомнив, что оба они соблюдали довольно необычные ограничения в питании, можно предположить, что оба выполняли среди соплеменников какую-то особую, возможно, сакральную функцию, например, были жрецами или шаманами.

Интересно, что геномы указывают на тесную связь обитателей сунгирской стоянки с людьми из другого известного палеолитического поселения – Костёнок на Среднем Дону (на территории Воронежской области). В Костёнках есть несколько стоянок, относящихся к верхнему палеолиту, раскапывают их с 1950-х годов и по сей день. Отдаленными родственниками сунгирских людей, по данным генетики, оказались молодой мужчина со стоянки Костёнки-14 и новорожденный со стоянки Костёнки-12, причем ближе всего к ним был новорожденный. Более отдаленное родство связывает сунгирцев и с обитателями верхнепалеолитической стоянки Дольни-Вестонице (Dolní Věstonice) на юге Чехии. В целом же на основании сравнения геномов сунгирских обитателей и их современников из других мест исследователи пришли к выводу, что люди верхнего палеолита избегали близкородственных браков.

Пища и лекарства неандертальцев

Большой коллектив ученых во главе с палеомикробиологом Лаурой Вейрих из Университета Аделаиды опубликовал в журнале Nature статью о генетическом исследовании органических материалов, выделенных из зубного камня неандертальцев. В ходе отложения зубного камня в нем часто остаются микроскопические частицы пищи. Учеными были изучены зубные камни одного неандертальца из бельгийской пещеры Спи и двоих из пещеры Эль-Сидрон, находящийся на севере Испании. Возраст бельгийских останков 36 тысяч лет, испанских – 48 тысяч лет.

Череп неандертальца Спи II, чей зубной налет был исследован

Для анализа содержимого зубного налета неандертальцев впервые применили секвенирование ДНК. Большая часть генетического материала, выделенного учеными, принадлежала живущим в полости рта бактериями, но удалось отследить также некоторые виды животных, растений и грибов. Материалы из пещеры Спи позволили выделить ДНК шерстистых носорогов и муфлонов (диких овец). Кости шерстистых носорогов ранее были найдены в пещере Спи. А вот костей муфлонов там обнаружено не было. Но, как отмечает Лаура Вейнрих, эти животные были широко распространены в Европе у ту эпоху. Также в зубном налете бельгийского неандертальца была найдена ДНК похожая на ДНК съедобного гриба Coprinopsis cinerea. Следов ДНК растений в нем обнаружено не было.

Результаты, полученные при исследовании зубного камня из Эль-Сидрона, значительно отличались от бельгийских. Генетики не выявили никаких следов крупных животных. Зато в зубном камне оказались генетические последовательности, соответствующие корейскому кедру (Pinus koraiensis), лесному мху (Physcomitrella patens) и съедобным грибам (щелелистник обыкновенный, Schizophyllum commune). Хотя в современной Европе щелелистник в пищу не употребляют, его и сейчас едят жители тропических стран, в частности Мексики или Индии, где он используется в блюдах традиционной кухни штатов Манипур и Мизорам. Корейский кедр, подобно своему близкому родственнику сибирскому кедру (кедровой сосне), дает съедобные «орешки».

Щелелистник обыкновенный, пища неандертальцев Испании

Найденные различия в рационе неандертальцев из Спи и Эль-Сидрона ученые объясняют тем, что 48 тысяч лет назад местность вокруг испанской пещеры, видимо, была покрыта лесами, тогда как пещеру Спи 36 тысяч лет назад окружала безлесная степь. Аманда Генри, не принимавшая участия в данном исследовании, замечает, что для выводов о рационе неандертальцев нельзя полагаться исключительно на частицы в зубном камне, так как не всякая пища сохраняется в нем одинаково хорошо. Можно предположить, что неандертальцы Бельгии тоже все-таки ели растения, пусть и не в таком количестве, как их южные сородичи.

Зубной налет из Эль-Сидрона дал и другие интересные находки. Среди генетических последовательностей обнаруженных учеными были следы бальзамического тополя (тополь волосистоплодный, Populus trichocarpa). Он не мог быть источником пищи, но в его коре содержится салициловая кислота, так что неандертальцы могли применять кору тополя в качестве природного болеутоляющего средства.

Еще у неандертальцев Эль-Сидрона в полости рта присутствовал ряд грибковых патогенов, это заставляет предположить, что они ели зерна растений, пораженные плесенью. Обращает на себя внимание присутствие гриба из рода Penicillium, который известен тем, что выделяет антибиотик. Но нельзя сказать, сознательно ли неандертальцы ели зерна с плесенью, желая поправить здоровье, или же это происходило случайно. Правда, следы пенициллиума были найдены в зубах только одного неандертальца из Эль-Сидрона (El Sidrón 1), страдавшего от дентального абсцесса и диареи, вызванной заражением микоспоридией Enterocytozoon bieneusi. В его же зубах была обнаружена ДНК тополя. Возможно, неандертальцы уже обладали знанием о том, что плесень и тополиная кора могут облегчать состояние больных.

Наконец, последний сюрприз преподнес обитающий в полости рта микроорганизм Methanobrevibacter oralis, относящийся к домену архей. Генетические данные показывают, что Methanobrevibacter oralis, живущие во рту современных людей, происходят от того же предка, что и неандертальские микроорганизмы. Они разошлись примерно 110-140 тысяч лет назад. Что примечательно, этим периодом датируются первые скрещивания Homo neanderthalensis и Homo sapiens. Лаура Вейрих говорит, что в процессе общения между представителями разных видов могли происходить как совместные приемы пищи, так и даже поцелуи. По ее словам, это можно предположить, «что эти взаимодействия были гораздо более дружелюбными и гораздо более близкими, чем кто-либо мог себе представить», а сексуальные контакты между неандертальцами и предками современных людей не были грубым принудительным спариванием, а носили более романтический характер.

Неандертальцы-стоматологи

Еще одно открытие, связанное с медицинскими практиками неандертальцев, сделали ученые из Хорватии и США. Исследование повреждений на четырех зубах неандертальцев, показало, что уже неандертальцы использовали орудия, пытаясь справиться со стоматологическими проблемами.

Зубы, ставшие объектом исследования, были обнаружены в пещерах у города Крапина, знаменитых находками костных останков и орудий неандертальцев. Первые находки в крапинских пещерах сделал еще в 1899 году палеонтолог Драгутин Горьянович-Крамбергер, а основные раскопки в них проходили в 1899 – 1905 годах, но сейчас крапинские находки исследуются вновь с применением современных методов, что позволяет узнать о них много нового. Например, в 2015 году профессор-эмеритус Канзасского университета, антрополог Дэвид Фрейер и куратор Хорватского музея естественной истории Даворка Радовчич с группой коллег изучили когти орлана-белохвоста из этой пещеры, находившиеся в одном слое с останками неандертальцев, и обнаружили на них отметины и следы полировки, свидетельствующие, что когти служили украшением, например, частью браслета или ожерелья.

Нынешнее исследование также провели Фрейер и Радовчич, а их соавторами стали стоматолог Джозеф Гатти и палеоантрополог Дженет Монж из Пенсильванского университета. Хотя часть нижней челюсти, непосредственно примыкавшая к зубам, не сохранилась, антропологи смогли составить их в том порядке, в каком они располагались в десне. Они шли подряд на левой стороне нижней челюсти, и среди них были один премоляр и три моляра. Два крайних зуба в этом ряду, как определили исследователи, отклонялись от своих нормальных положений. На зубах, преимущественно с язычной поверхности, обнаружен ряд отметин в виде бороздок, повреждений эмали и дентина. Ученые полагают, что бороздки на зубах были оставленными орудиями из кости или веток деревьев, напоминающими зубочистки. Многократно обрабатывая ими зубы, неандерталец пытался избавиться от зубной боли. Особенно выраженные следы найдены у искривленных зубов. «Царапины указывают, что этот человек заталкивал что-то в рот, чтобы добраться до повернутого премоляра», – говорит Фрейер.

Вновь о смешении сапиенсов и неандертльцев

Изучение митохондриальной ДНК (мтДНК), выделенной из останков неандертальца, который жил около 100 тысяч лет назад на территории современной Германии, заставило ученых предположить, что неандертальцы и люди современного типа стали смешиваться еще раньше, чем считалось. Более того, современные люди оказались среди предков европейских неандертальцев по материнской линии.

Долгое время антропологи считали неандертальца предком современных людей. К концу XX века они выяснили, что  Homo neanderthalensis и  Homo sapiens были двумя потомками человека-предшественника (Homo antecessor) и что долгое время на земле сосуществовали два человечества, одно составляли сапиенсы, другое – неандертальцы. Представители людей современного типа проникли в Европу около 45 тысяч лет назад и как минимум последующие пять тысяч лет жили там бок о бок с неандертальцами, которые постепенно исчезли.

В 2010 году, после первого прочтения ядерного генома неандертальца, ученые установили, что современные люди скрещивались с неандертальцами. В среднем у жителей Европы и Азии около 1,5 % генома составляют гены неандертальцев. Сначала предполагалось, что смешение неандертальцев и современных людей происходило на Ближнем Востоке сразу после миграции последних из Африки, приблизительно 50 000 – 60 000 лет назад. В 2015 году появились первые свидетельства наличия неандертальских генов у древних европейских сапиенсов. При секвенировании ДНК, выделенного из челюсти современного человека из румынской пещеры Пештера-ку-Оасе (Оасе-1), возрастом около 40 тысяч лет, обнаружилось, что от 5 до 11 % генома его имеют неандертальское происхождение, в том числе довольно крупные фрагменты нескольких хромосом. Это означает, что среди предков владельца челюсти в четвертом – шестом поколении был неандерталец. Подробнее об этом и других исследованиях неандертальских элементов генома можно прочитать в очерках «Первые европейцы» и «Генетическое наследие неандертальцев».

В начале 2016 года удалось найти свидетельства гибридизации сапиенсов и неандертальцев, происходившей примерно 100 тысяч лет назад. Это удалось благодаря генетическому материалу, извлеченному из носовой кости неандертальской женщины, которая была найдена в Денисовой пещере на Алтае. Пещера в последние годы стала знаменитой тем, что в ней были найдены костные останки представителей отдельного вида – денисовского человека, но в той же пещере обнаружены и кости неандертальцев. Неандертальская женщина, кость которой была исследована, жила в Денисовой пещере около 50 тысяч лет назад. Генетики установили, что в ее геноме есть фрагмент, унаследованный от Homo sapiens, включая, возможно, ген, который связан с развитием членораздельной речи. Авторы исследования во главе с Серджи Кастеллано (Sergi Castellano) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, рассказавшие о полученных результатах в журнале Nature, предположили, что взаимодействие между предками современных людей и неандертальцев было еще более сложным. Приблизительно 600 тысяч лет назад в Африке произошло разделение двух ветвей рода Homo, давших начало видам Homo neanderthalensis и Homo sapiens. Затем неандертальцы заселили Евразию. Около 100 тысяч лет назад группа ранних Homo sapiens мигрировала в Евразию, где встретилась с неандертальцами и оставила свой след в их геноме. Эти гены и были найдены в неандертальских останках из Денисовой пещеры. Затем эта группа Homo sapiens, видимо, исчезла, не оставив потомков. Около 65 тысяч лет назад началась основная миграция Homo sapiens в Евразию, и произошла новая встреча и новый обмен генами. Следы его отмечены в геноме черепа Оасе-1 и в генах современных жителей Европы и Азии.

Взаимодействие двух видов человека по Кастеллано и др. 2016

В нынешнем исследовании Иоханнес Краузе и Козимо Пост из Института истории человечества Общества Макса Планка совместно с коллегами из Тюбингенского университета, Университета Падуи, Парижского музея естественной истории, Центра геномных исследований в Нью-Йорке, Музея города Ульм и управления культурного наследия земли Баден-Вюртемберг выделили митохондриальную ДНК из бедренной кости неандертальца, найденной в пещере Холенштайн-Штадель (Hohlenstein-Stadel cave), недалеко от Ульма. Содержание стабильных изотопов в костях животных, обнаруженных вместе с останками неандертальца, указывает, что он жил в лесистой местности, которая в районе пещеры существовала не позднее 100 тысяч лет назад.

Исследователи сравнили кодирующую область митохондриальной ДНК из пещеры Холенштайн-Штадель с 17 другими неандертальскими образцами, тремя образцами денисовцев и 54 образцами современных людей. Как оказалось, образец из Холенштайн-Штадель сильно отличается от мтДНК ранних неандертальцев, живших около 430 тысяч лет назад в испанской пещере Сима-де-лос-Уэсос, что позволяет сделать вывод о происхождении этих неандертальцов от другого предка по материнской линии. Зато образец из пещеры Холенштайн-Штадель демонстрирует значительное сходство с мтДНК ранних Homo sapiens. Из-за этого сходства возникает гипотеза, что по крайней мере одна из популяций неандертальцев возникла после очень раннего скрещивания с сапиенсами.

Используя известную скорость накопления мутаций в митохондриальном геноме современного человека, авторы работы построили филогенетическое древо неандертальцев под данным мтДНК. Они пришли к выводу, что предок неандертальца из Холенштайн-Штаделя отделился от других неандертальцев по меньшей мере 220 000 лет назад. Древняя митохондриальная ДНК сапиенсов должна была попасть к неандертальцам до этого момента, но не ранее, чем 470 000 лет назад, когда разошлись линии мтДНК Homo neanderthalensis и Homo sapiens. Это достаточно рано, чтобы новая форма мтДНК распространилась среди неандертальцев.

Бедренная кость, найденная в пещере Холенштайн-Штадель. Фото: Oleg Kuchar © Photo Museum Ulm

«Митохондриальная ДНК неандертальцев на самом деле происходит не от неандертальцев, а от раннего современного человека из Африки», – говорит Иоханнес Краузе. Авторы работы полагают, что это могло произойти во время контактов сапиенсов и неандертальцев на Ближнем Востоке. Другие ученые считают подобный сценарий удивительным, но правдоподобным. «Кажется чудесным, но такие вещи происходят все время ... особенно если популяция очень мала», – говорит специалист по популяционной генетике Илан Гронау из Междисциплинарного центра в Герцлии (Израиль). Краузе в качестве примера приводит мтДНК некоторых групп гризли, которая была полностью заменена мтДНК белых медведей в результате межвидовых спариваний.

Другие ученые отмечают, что для подтверждения получения неандертальцами митохондриальной ДНК от ранних сапиенсов необходимо подробнее исследовать другие образцы неандертальской мтДНК. Авторы работы и другие исследователи собираются активно работать в этом направление. В любом случае понятно, что в течение следующих нескольких лет мы узнаем много нового об истории неандертальцев.

Девочка из Денисовой пещеры

Авторы нового исследования подтвердили, что ребенок, чей зуб нашли в 1984 году в Денисовой пещере на Алтае, принадлежал к денисовцам, а не к неандертальцем. Также они установили, что это была девочка и что жила она значительно раньше других известных науке денисовцев.

Денисовцами называют представителей особого вида (или подвида) рода Homo, родственного как современным людям, так и неандертальцам. Все эти три вида происходят от общего предка, жившего около 700 тысяч лет назад. По современным оценкам, разделение неандертальцев и денисовцев произошло не менее 190 тысяч лет назад и, возможно, до 470 тысяч лет назад. Название «денисовский человек», или «денисовец», дано по Денисовой пещере, где были найдены костные останки этого вида. За пределами этой пещеры денисовцы, по крайней мере пока, не обнаружены.

Всего археологам удалось обнаружить четыре фрагмента, для которых позднее была показана принадлежность денисовцам. В 1984 году был найден коренной зуб (Денисова 2). В 2000 и 2010 годах – еще два коренных зуба (Денисова 4 и Денисова 8), а в 2008 году – фрагмент фаланги мизинца (Денисова 3). Находка 1984 года была сделана в слое 22.1 главной галереи Денисовой пещеры, остальные кости найдены в слое номер 11, который относится к периоду от 48 до 60 тысяч лет назад. Помимо этих находок в Денисовой пещере были обнаружены и другие костные фрагменты, которые, как выяснилось, принадлежали неандертальцам. Было понятно, что зуб Денисова 2 принадлежал ребенку, так как это молочный зуб (нижний правый второй моляр), два других денисовских зуба были постоянными.

В 2010 году журнал Nature опубликовал исследование, проведенное под руководством палеогенетиков Иоханнеса Краузе и Сванте Паабо, которые секвенировали митохондриальную ДНК из фаланги Денисова 3. Благодаря условиям Денисовой пещеры, где средняя температура держится на отметке около нуля градусов, ДНК в древних костях неплохо сохранилось. Ученые пришли к выводу, что обладатель фаланги принадлежал к отдельному виду людей. После этого открытия и появилось название «денисовский человек». На самом деле о самостоятельном видовом статусе денисовцев ученые говорят не столь категорично, допуская возможность, что денисовцы были подвидом.

Изучение ядерных ДНК позволило определить, что фаланга Денисова 3 принадлежала женщине, а зубы Денисова 4 и 8 – взрослым мужчинам. Также ученые узнали, что денисовцы скрещивались с древними Homo sapiens и что у современных жителей Меланезии до 5 % генома унаследовано от денисовцев. В 2014 году ученые установили, что имеющийся у тибетцев особый вариант гена, влияющего на синтез гемоглобина, который полезен для выживания в холодном климате, унаследован от денисовского человека, а в 2016 году определили, что у гренландских эскимосов варианты ряда генов, связанные с устойчивостью к холоду, тоже совпадают с вариантами этих генов у денисовцев. В 2013 году, когда был изучен геном гейбельбергского человека из испанской пещеры Сима-де-лос-Уэсос (около 400 тыс. лет назад), оказалось, что по митохондриальной ДНК он близок как к неандертальцам, так и к денисовцам.

Новая публикация посвящена извлечению ДНК из зуба Денисова 2, того самого, что был обнаружен самым первым в 1984 году. Исследование провела все та же группа из лейпцигского Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка под руководством Сванте Паабо, которая ранее установила особый статус денисовцев.

Ученые сначала сделали компьютерную томографию зуба, чтобы сохранить полную информацию о его строении для будущих исследователей. Степень износа зуба и состояние его корней указывают на то, что его владельцу было 10 – 12 лет.

Затем исследователи взяли часть материала (10 мг) для извлечения ДНК. После секвенирования последовательность ДНК сравнили с полученными ранее образцами денисовцев, а также с геномами десяти неандертальцев, пяти древних Homo sapiens, пяти современных людей, шимпанзе и гейдельбергского человека из пещеры Сима-де-лос-Уэсос. Первым выводом работы стало подтверждение того, что обладатель зуба был денисовцем. Ученые также определили пол по отсутствию Y-хромосом в ядерном геноме. То есть зуб принадлежал девочке.

Второй вывод был сделан на основе подсчета числа мутаций, отличающих митохондриальные ДНК в четырех денисовских геномов. Ученые предположили, что скорость изменения ДНК у денисовцев, была такой же, как у современных людей. И на основе такого предположения смогли датировать костные фрагменты. Оказалось, что зуб Денисова 2 был самым древним, он на 20,6 – 37,7 тысяч лет старше зуба Денисова 8 и на 54,2 – 99,4 тысячи лет старше фаланги Денисова 3. Денисова 3 и Денисова 4 оказались почти современниками, разница в возрасте между ними оценивается в 3,7 – 6,9 тысяч лет. Хотя численная оценка разницы зависит от того, действительно ли скорость изменения митохондриальной ДНК денисовцев и современных людей одинакова, в любом случае можно утверждать, что Денисова 2 старше Денисова 8 и значительно старше Денисова 3 и 4.

Исходя из оценки древности слоя, в котором была найдена кость Денисова 8 и вычисленной по генетическим данным разнице в возрасте, ученые пришли к заключению, что девочка (Денисова 2) жила не менее 100 тысяч лет назад. Это делает ее одним из древнейших гомининов, останки которых обнаружены в Центральной Азии. Также это означает, что денисовцы обитали в пещере на протяжении десятков тысяч лет. Не смотря на столь значительный временной диапазон, ученые заметили, что различий в ядерной ДНК денисовцев значительно меньше, чем различий в ДНК современных популяций людей. Возможно, это объясняется тем, что жители Денисовой пещеры представляли собой небольшую изолированную популяцию, а общее генетическое разнообразия денисовцев было все-таки выше. Но, чтобы подтвердить это, нужно найти останки денисовцев, живших в других местах, и выделить их ДНК.

Предки людей подхватили герпес, поедая парантропов Бойса

Вирусолог Шарлотта Хоулдрофт из Кембриджского университета и ее коллеги полагают, что вирус герпеса HSV2, вызывающий генитальный герпес, был передан предкам современных людей парантропом Бойса (Paranthropus boisei) – представителем семейства гоминид, обитавшим в Восточной Африке от 2,5 до 1 млн. лет назад.

Известны два типа так называемого простого герпеса человека (Herpes simplex virus), оба они относятся к роду Simplexvirus. Но вирус первого типа (HSV-1) вызывает преимущественно оральный герпес, а второго (HSV-2) – генитальный. Генетические исследования показывали, что люди унаследовали вирус HSV-1 еще от общего предка с шимпанзе, то есть не менее семи миллионов лет назад. Вирус HSV-2 появился у людей позднее, сумев перейти к ним от обезьян через посредство какого-то другого вида гоминид.

Исследователи из Кембриджского университета и Университета Оксфорд Брукс полагают, что определили виновника – парантропа Бойса, представителя древнего рода, близкого к австралопитекам. Именно он обитал в нужном месте и в нужное время. Афарские австралопитеки (Australopithecus afarensis) были генетически достаточно близки к шимпанзе, чтобы получить от них вирус HSV-2, но, как утверждают авторы работы, дальнейшая передача его людям от австралопитеков была невозможна из-за географической изоляции.

Парантроп, по мнению исследователей, мог заразиться вирусом HSV-2 от древних шимпанзе. А затем вирус был передан от парантропа нашим предкам – Homo erectus. В обоих случаях заражение происходило при потреблении мяса, только парантропы ели древних шимпанзе, а эректусы – парантропов. Исследователи добавляют, что Homo erectus как носители вируса HSV-1 были некоторое время невосприимчивы к вирусу HSV-2, пока тот не адаптировался к другой «экологической нише» на слизистых оболочках – области половых органов.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея акустика Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Африка бактерии бедность библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса Византия викинги вирусы военная полиция Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление гравитация грибы грипп дельфины демография демократия дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам исламизм история история искусства история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура картография католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ кельты киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология Курская область лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна льготы мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования Международный арбитражный суд в Гааге местное самоуправление Металлургия метеориты микробиология микроорганизмы Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые научный юмор неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны облачные технологии обучение общество одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика перевод персональные данные планетология погода подготовка космонавтов политика право преподавание истории приматы продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Российская империя Русал русский язык рыбы Сергиев Посад сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева черные дыры школа эволюция экология эмбриональное развитие эпидемии эпидемиология этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.