Семейка Флинстоунов: древние геномы сибирских неандертальцев продемонстрировали, как было устроено общество древних людей

В Nature вышла публикация, посвящённая древнейшим обитателям Сибири. Впервые международной команде под руководством исследователей из Института эволюционной антропологии Макса Планка при участии сотрудников Института археологии и этнографии СО РАН удалось установить последовательность ДНК нескольких особей самой восточной неандертальской популяции в Сибири. Среди останков 13 неандертальцев исследователи выявили разрозненные кости, принадлежащие одним и тем же индивидам, а также определили родственные связи в популяции — оказалось, что среди этой группы были отец и его дочь-подросток. Исследователи смогли использовать данные геномов, чтобы получить представление об организации древнего сообщества: общины неандертальцев были небольшими, насчитывали 10-20 членов и были связаны в основном через брачный обмен женскими особями. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ.

Первая семья неандертальцев

В 2010 году был опубликован первый геном неандертальца, и с тех пор исследователи из института Макса Планка секвенировали еще 15 геномов из 14 различных археологических памятников по всей Евразии. Хотя эти геномы позволили понять историю неандертальцев, об отдельных неандертальских сообществах исследователям известно по-прежнему мало Поэтому учёные вновь обратились к материалам юга Сибири, региона, известного сохранностью и качеством древней ДНК в палеолитических памятниках (например, в знаменитой Денисовой пещере, где впервые были обнаружены денисовцы). Из материалов Денисовой пещеры мы знаем, что неандертальцы и денисовцы появлялись в регионе неоднократно, на протяжении сотен тысяч лет. Неандертальцы и денисовцы могли образовывать брачные союзы: это показала находка кости ребенка, чьим отцом был денисовец, а матерью — неандерталка.

Для нового исследования были взяты образцы из костей неандертальцев пещер Чагырская и Окладникова на Алтае, исследования которых проводились научными командами ИАЭТ СО РАН под руководством академика РАН А.П. Деревянко и члена-корреспондента РАН А.И. Кривошапкина. Непосредственно раскопки пещер проводились под руководством доктора исторических наук С.В. Маркина и доктора исторических наук К.А. Колобовой. Неандертальцы обитали в этих пещерах около 60-50 тысяч лет назад, но недолгое время: было обнаружено множество потенциально одновременных останков. Исследователи успешно извлекли ДНК из 17 останков неандертальцев — это самое большое количество, когда-либо секвенированное в рамках одного исследования. Генетический анализ проводился при участии Сванте Паабо, получившего в 2022 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии за работы по изучению древней ДНК.

Чагырская пещера раскапывалась в течение последних 14 лет. Помимо нескольких сотен тысяч каменных орудий и костей животных, археологи обнаружили более 80 антропологических фрагментов неандертальцев, что составляет одно из крупнейших скоплений этих ископаемых людей не только в регионе, но и в мире. Неандертальцы в пещерах Чагырская и Окладникова охотились на бизонов, лошадей и других животных, мигрировавших по долинам рек, в руслах которых расположены пещеры. Сырьё для своих каменных орудий они собирали как в непосредственной близости от пещер, так и за десятки километров от них. Наличие одного и того же качественного сырья для изготовления орудий в пещерах Чагырской и Окладникова также подтверждает генетические данные о том, что группы, населявшие эти места, были тесно связаны.

Интересно, что предыдущие исследования фаланги пальца ноги из Денисовой пещеры показали, что неандертальцы обитали на Алтае и значительно раньше, около 120 тысяч лет назад. Однако генетические данные показывают, что неандертальцы из пещер Чагырская и Окладникова не являются потомками этих более ранних групп, а находятся ближе к поздним европейским неандертальцам. Это подтверждается и археологическими материалами: каменные орудия из Чагырской пещеры наиболее похожи на так называемую микокскую культуру, известную в Германии, Восточной Европе и в Крыму.

В новом исследовании удалось установить, что 17 костей, обнаруженных в пещерах Чагырской и Окладникова, принадлежали 13 неандертальцам — 7 из них мужского пола и 6 — женского. В группе было 8 взрослых и 5 детей и подростков. В митохондриальной ДНК этих людей было обнаружено несколько так называемых гетероплазмий — особых генетических вариантов, сохраняющихся лишь в течение небольшого числа поколений, которые были общими между ними.

Популяция неандертальцев на самой восточной окраине их ойкумены

Среди исследованных костей учёные обнаружили останки отца-неандертальца и его дочери-подростка. Они также опередили, что двое человек были связаны второй степенью родства: одному из мальчиков найденная взрослая женщина приходилась двоюродной сестрой, тётей или бабушкой. Находки гетероплазмий и родственных особей позволили команде исследователей сделать вывод, что все неандертальцы в Чагырской пещере жили и умерли примерно в одно и то же время.

Лауритс Сков, первый автор этого исследования, отмечает, что в данном случае впервые удалось использовать генетику для изучения социальной организации неандертальской общины. Первым поразительным открытием стало то, что все неандертальцы имели крайне низкое генетическое разнообразие внутри сообщества, соответствующее размеру группы в 10-20 человек. Это намного ниже, чем зафиксировано для любого древнего или современного человеческого сообщества, и скорее сопоставимо с вымирающими видами, находящимися на грани вымирания.

Однако неандертальцы не жили в полностью изолированных сообществах. Сравнив генетическое разнообразие Y-хромосомы (которая наследуется от отца к сыну) с разнообразием митохондриальной ДНК (наследуемой от матери), исследователи смогли ответить на вопрос, кто перемещался между пещерами — мужчины или женщины? Они обнаружили, что митохондриальное генетическое разнообразие было на порядок выше, чем разнообразие Y- хромосомы, а значит, сообщества неандертальцев были связаны в основном миграцией женщин. Однако эти миграции, похоже, не затрагивали денисовцев, несмотря на близкое соседство — исследователи проверили на глубину 20 тысяч лет до жизни этой популяции поздних неандертальцев и не нашли никаких свидетельств потока денисовских генов.

Один из авторов исследования, директор Института археологии и этнографии СО РАН Андрей Иннокентьевич Кривошапкин отметил высокое значение полученных результатов: «При помощи полученных данных ученые вышли на совершенно новый этап в интерпретации жизни древних сообществ: от фиксации изменений материальной культуры до понимания популяционной динамики и взаимоотношений как внутри социума, так и между сообществами, населявшими Южную Сибирь».

Данное исследование было бы невозможно без тесной научной коллаборации учёных из разных стран мира — России, Германии, Канады, Израиля, Польши, Австрии, Австралии, Италии и др.