Ученые расшифровали геном древнего сибиряка

Сибирский художник нашел кость, антропологи определили ее как человеческую, специалисты по датировке узнали точный возраст, а генетики прочитали геном и выяснили, как расселялись наши предки по Евразии и когда им довелось пообщаться с неандертальцами.

Бедренная кость древнего человека, найденная на берегу реки Иртыш, близ села Усть-Ишим в Омской области, помогла ученым разобраться в путях расселения наших предков по Евразии и их отношениях с неандертальцами. Геном сибиряка изучала большая международная команда ученых под руководством Сванте Паабо, профессора Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге. Того самого, который прочитал геномы неандертальца и денисовского человека. Первый автор исследования — Шаомей Фу из Лаборатории эволюции позвоночных и происхождения человека Китайской академии наук. А началось все с российских ученых, в числе которых специалисты из Института проблем освоения Севера СО РАН в Тюмени, Экспертного криминалистического центра МВД в Омске, Института геологии и минералогии в Новосибирске, Института экологии растений и животных УрО РАН в Екатеринбурге и Сибирского культурного центра в Омске.

Собственно, первую часть истории про бедро древнего сибиряка «Газете.Ru» полгода назад рассказывал один из участников работы доктор географических наук Ярослав Кузьмин.

Теперь эта история получила логическое завершение: ученые прочитали геном человека из Усть-Ишима, проанализировали его и сделали выводы. О результатах, опубликованных в статье журнале Nature, и о роли в исследовании всех его участников «Газете.Ru» рассказал Сергей Слепченко из Института проблем освоения Севера СО РАН.

История началась с того, что омский художник-косторез Николай Перистов собирал материал для своих работ по берегу Иртыша. Он работал с костями мамонтов, бизонов и других животных, которые река выкидывает на отмель. В 2008 году он нашел странную кость, которая около двух лет лежала у него в запасниках, пока ее не осмотрел омский палеонтолог Алесей Бондарев (Экспертный криминалистический центр), соавтор статьи.

Он определил, что кость принадлежит человеку (это был фрагмент левой бедренной кости). Но вот какому именно человеку, было неясно.

Это мог быть неандерталец, или человек современного типа (Homo sapiens), или человек анатомически современного типа, или же вообще наш современник.

«Я тогда работал врачом-хирургом в Омске и параллельно занимался антропологией, — рассказывает «Газете.Ru» Сергей Слепченко. — И я с большой долей уверенности определил, что это человек современного типа.


То, что это не неандерталец, было ясно сразу, по морфологии кости.

Об этом говорит наличие так называемого пилястра — это место на задней поверхности, к которому прикрепляются мышцы. У неандертальца пилястра нет. На поперечном срезе у неандертальца кость будет круглая или овальная, а у человека современного типа — каплевидной формы. Еще один признак человека современного типа — развитая ягодичная бугристость».

Затем нужно было решить очень важный вопрос: какого возраста кость? Для этого ее фрагмент отправили Ярославу Кузьмину (Институт геологии и минералогии РАН), который был известен среди специалистов по радиоуглеродному датированию, по своим каналам он отправил ее на датировку в Оксфорд. «Кстати, кроме него, никто не верил нам с Бондаревым, что кость может быть палеолитической», — замечает Слепченко.

Кость датировали в лаборатории Оксфорда, и она оказалась очень древней. Ее возраст был определен по радиоуглеродному анализу в 41 400 лет, но это не калиброванная дата, а

калиброванный возраст кости оказался порядка 45 тыс. лет. Таким образом, это оказалась самая старая кость Homo sapiens, найденная за пределами Африки и Ближнего Востока, и самая старая, для которой был точно определен возраст.

Никто не ожидал, что в Сибири могут быть найдены останки такого возраста.

Кроме перечисленных выше российских ученых в исследовании приняли участие Дмитрий Ражев (Институт проблем освоения Севера СО РАН), Павел Косинцев (Институт экологии растений и животных УрО РАН). И пригодился уже сложившийся ранее контакт сибирских антропологов с лабораторией Сванте Паобо. Так фрагмент кости человека из Усть-Ишима оказался в Лейпциге.

Ну а затем генетики работали над геномом, а антропологи продолжали изучать морфологию кости — очень большую работу сделал сотрудник лаборатории эволюционной антропологии в Лейпциге Бенс Виола. В результате кость из Усть-Ишима была окончательно отнесена к верхнепалеолитическому человеку современного типа.

По радиоизотопному анализу ученым удалось определить рацион древнего сибиряка. Оказалось, что помимо мяса животных, на которых он охотился, и растений, которые он собирал, большую долю в его рационе составляла речная рыба.

Геномом занимались первый автор статьи китаянка Шаомей Фу и ее группа. Генетики секвенировали ДНК человека из Усть-Ишима, причем как митохондриальную, так и ядерную. Так был поставлен еще один рекорд:

кость из Усть-Ишима — самая древняя кость Homo sapiens, из которой была выделена сохранная ДНК и у которой прочитан полный геном.

Генетики на молекулярном уровне подтвердили вывод антропологов, что речь идет о человеке современного типа, причем это был мужчина.

ДНК из Усть-Ишима сравнили с ДНК неандертальца, а также с ДНК современных людей из нескольких популяций.

В ДНК сибиряка оказалось около 2,5% неандертальских генов, как и у наших современников. «Но у нас неандертальский генетический материал представлен короткими фрагментами, измененными мутациями, которые мы набрали в течение нашей человеческой эволюции, — объясняет Слепченко. — А у человека из Усть-Ишима неандертальские фрагменты ДНК значительно длиннее».

Генетический анализ позволил ученым значительно сузить временной диапазон, в котором Homo sapiens и неандертальцы скрещивались и обменивались генами.

Ранее считали, что это происходило от 37 тыс. до 86 тыс. лет назад, теперь же можно сказать гораздо точнее — 50–60 тыс. лет назад.

Кроме того, генетики выяснили, что человек из Усть-Ишима жил до того момента, когда люди современного типа расселились по Евразии на западную и восточную популяции. «20–30 тыс. лет назад уже оформилось разделение на кроманьонцев, живших в Европе, и монголоидов, живших в Юго-Западной и Юго-Восточной Азии, — продолжает Сергей Слепченко. — Но человек из Усть-Ишима был предком для обеих ветвей».