ДНК неандертальца удалось извлечь и секвенировать из зуба возрастом 80 000 лет

Десятки тысяч лет коренной зуб неандертальца покоился в неглубоком захоронении на полу пещеры Стайня на территории современной Польши. Все это время жизнеспособная митохондриальная ДНК оставалась запертой внутри — и теперь ученые, наконец, раскрыли ее секреты. 

Согласно новому исследованию, зуб, обозначенный как Stajnia S5000, принадлежал неандертальцу, жившему не менее 80 000 лет назад. Это означает, что он ходил по земле во время переломного периода экологических потрясений в истории неандертальцев.

Ландшафт центрально-восточной Европы претерпел довольно драматические изменения около 100 000 лет назад, в период среднего палеолита. Мир находился в тисках ледникового периода, и среда обитания неандертальцев на северо-западе и в центральной Европе изменились от густых лесов до холодных степей и тайги.

По мере того, как регионы замерзали, популяции неандертальцев сокращались, а затем снова восстанавливались, когда климатические условия на время становились более щадящими. Именно во время одного из этих периодов — известного как стадия морских изотопов 5a (MIS 5a), начавшаяся около 82000 лет назад — алтайские неандертальцы в Центральной Азии были заменены популяциями западноевропейских неандертальцев.

Но несмотря на то, что многие европейские неандертальцы бежали в более умеренные с точки зрения климата регионы, некоторые из них сумели адаптироваться к новым условиям и остались на территории современной Франции, Польши и Кавказа. Об этом говорят находки клиновидных орудий неандертальцев, которые известны как микокская технология. 

Микокские инструменты

«Польша, расположенная на перекрестке между Западноевропейскими равнинами и Уралом, является ключевым регионом для понимания этих миграций и для решения вопросов об адаптивности и биологии неандертальцев в перигляциальной среде обитания», — говорит соавтор исследования Андреа Пичин из Института Макса Планка.

Микокские орудия труда впервые начали появляться в Центральной и Восточной Европе около 130 000 лет назад — незадолго до того, как европейские неандертальцы начали вытеснять население Центральной Азии. Эти артефакты представляют собой асимметрические двусторонние клиновидные орудия — рубила с круглым основанием.

Они встречаются только в регионах, где бродили шерстистые мамонты и шерстистые носороги, что позволяет предположить, что орудия были специально приспособлены для охоты на этих животных. 

Есть еще несколько подсказок, которые предполагают изменение стратегии выживания неандертальцев. Сама пещера Стайня, по мнению исследователей, имеет слишком узкое отверстие, чтобы ее можно было использовать в качестве постоянного поселения. Однако группы неандертальцев могли использовать ее как временный лагерь во время походов за пищей.

Цифровая модель Stajnia S5000

Дополнительную информацию ученым добавил анализ ДНК неандертальца из пещеры Стайня. Износ зуба предполагает, что он принадлежал взрослому неандертальцу. Особенно показателен генетический анализ более мягкой ткани, сохранившейся внутри защитной внешней оболочки твердой эмали. Именно он позволил ученым датировать зуб, поместив его прямо в MIS 5a.

«Мы были в восторге, когда генетический анализ показал, что этому зубу не менее 80 000 лет. Окаменелости этого возраста очень трудно найти, и, как правило, ДНК плохо сохраняется», — Виолетта Новачевская, соавтор исследования из Вроцлавского университета.

Кроме того, анализ мягкой ткани позволил найти ближайших родственников владельца зуба. Ученые обнаружили, что митохондриальный геном Stajnia S5000 был наиболее близок к геному неандертальца из Мезмайской пещеры в Краснодарском крае. Еще одни отдаленные родственники неандертальца проживали на территории современных Бельгии и Германии около 120 000 лет назад. 

Наряду с инструментами, которые были найдены в нескольких ключевых местах, включая Северный Кавказ, Германию, Алтай и Крым, этот зуб предполагает, что неандертальцы из Северной и Восточной Европы мигрировали гораздо активнее, преследуя арктических животных по всему континенту в рамках новой стратегии выживания. 

По словам исследователей, это объясняет, насколько широко были распространены микокские инструменты и как они продолжали непрерывно использоваться в этих регионах более 50 000 лет.