Древнее сибирское племя-призрак раскрывает секреты

Таинственная группа вымерших людей, известных как денисовцы, меняет наши представления об эволюции человека, пишет британский журнал. Кто они такие? С момента находок в Денисовой пещере на юге Сибири прошли годы, и ученые надеются, что отыщут новые останки этой древней популяции.

Саманта Браун (Samantha Brown) ни на что особо не надеялась, когда открыла молнию на мешке, в котором было около 700 фрагментов костей. Ее предупредили, что придется очень много поработать, чтобы проанализировать эти кости, и что они вряд ли принадлежали человеку.

Это были останки из Денисовой пещеры на юге Сибири, где проводились археологические раскопки, и где ученые в 2010 году обнаружили ранее неизвестную группу древних людей. Исследователи назвали их денисовцами и идентифицировали останки по ДНК, сохранившейся в кости пальца руки. Благодаря этой находке далекая сибирская пещера стала одним из самых важных мест археологических раскопок в мире.

Браун перебрала весь мешок с костями, проверив каждую на содержание белков человека разумного. Она нашла медведей, бизона, гиен, и даже мамонтов с носорогами. Но там не было и следа человека. Поэтому она отправилась в Сибирь, чтобы набрать больше образцов, найденных в Денисовой пещере, понимая при этом, что шансов у нее очень мало.

Удача улыбнулась Браун в июне 2015 года, когда в двухсантиметровом фрагменте трубчатой кости были обнаружены следы человеческого коллагена. «Это был невероятный момент, когда мы выяснили, что один из фрагментов человеческий», — говорит она. Но к последующему открытию коллег из Германии она было совершенно не готова. Немецкие ученые секвенировали полный геном ДНК в кости. В прошлом году этот коллектив, в состав которого вошла Браун, сообщил, что кость принадлежала девочке, которая жила примерно 100 тысяч лет назад. Ее мать была неандерталкой, а отец денисовцем. Ученые дали этой необычной девочке имя Денни.

«Прежде всего, это был один шанс из миллиона, и мы его не упустили. Во-вторых, это было потомство первого поколения. Это волшебство, это поразительно, — говорит Браун. — Это свидетельствует о том, как много мы можем открыть».

После этого Браун с коллегами находила в Денисовой пещере и другие фрагменты костей гоминин. Сейчас этот коллектив приступает к анализу десятков тысяч костных фрагментов из этой пещеры и из других мест в Азии. Есть и другие проекты, общая цель которых — поиски денисовцев по всему континенту, где следы их ДНК находят у многих современных людей. Ученые надеются определить зону распространения этой загадочной группы, которая могла разойтись по Сибири и добраться до Океании, а также проследить их контакты с другими представителями рода людского, в том числе, с человеком разумным и с неандертальцами. Многие ученые мечтают найти более полные останки денисовцев и артефакты, чтобы выяснить, как они выглядели, и понять, как они могли себя вести.

С момента открытия денисовцев прошло почти 10 лет, и теперь они начинают приобретать более четкие очертания, привлекая к себе повышенное внимание. У ученых появляется уверенность в том, что скоро они отыщут новые останки этой древней популяции, причем за пределами Денисовой пещеры (если уже не нашли). Исследователи заговорили о том, что некоторые необычные окаменелости в Китае могли принадлежать денисовцам.

«Началась настоящая охота на денисовского человека», — говорит археолог Андрей Кривошапкин, работающий в Новосибирске в Институте археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук. Он участвует в раскопках пещер поблизости от Денисовой и других мест в Центральной Азии в поисках ответов на вопросы.

Пещера отшельника

Денисова пещера расположена у подножья Алтайских гор возле российской границы с Монголией, Китаем и Казахстаном. Она находится в живописной речной долине, напоминающей некоторым посетителям Швейцарию. Согласно легенде, пещера получила свое название по имени местного пастуха или отшельника XVIII века, который укрывался в ее залах с высокими сводами. Пещера находится в труднодоступном месте, причем даже для исследователей, которые съезжаются туда во время шестимесячного сезона раскопок весной и летом. «Вы там полностью отрезаны от мира, — говорит Катерина Дука (Katerina Douka), археолог и куратор Браун, которая работает в Йене в Институте изучения истории человечества Общества Макса Планка и впервые побывала в этой пещере в 2013 году. — Это настоящий рай».

Советские археологи начали раскопки в этой пещере в конце 1970-х и начале 1980-х годов, обнаружив десятки тысяч каменных орудий труда и фрагментов костей животных, многие из которых были изглоданы и переварены гиенами и другими жившими в пещере хищниками. В 2009 году генетик из лейпцигского Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка Сванте Паабо (Svante Pääbo) получил маленькую и сломанную пополам кость от пальца гоминина, которую российские археологи нашли в пещере годом ранее. Он подумал, что она могла принадлежать неандертальцу, так как его исследователи нашли во фрагментах останков из соседней пещеры ДНК этой группы. Однако особых надежд Паабо на свою находку не возлагал, потому что кость была очень мала и вряд ли могла содержать большое количество ДНК. «Прошло около полугода, — говорит он, — прежде чем мы взялись за ее изучение».

Этот фрагмент имеет название Denisova 3. Он вызвал вопросы, на которые ученые до сих пор не нашли исчерпывающие ответы. Найденная в нем ДНК указывает на существование таинственного нового гоминина и говорит о том, что денисовцы и неандертальцы произошли от древней популяции, которая, как показали дальнейшие исследования, отошла от современного человека примерно 800 тысяч лет назад и могла жить по всей Азии. Жители континента до сих пор в той или иной пропорции несут в себе наследие денисовского человека.
Денисова пещера остается единственным местом, где были найдены денисовцы. Находка останков Денни указывает на то, что в этом месте когда-то селились разные группы людей. Если вести речь о выяснении контактов между такими группами, отмечает Паабо, то это одно из самых важных, если не самое важное место в мире.

После открытия денисовского человека ученые использовали метод секвенирования ДНК для определения принадлежности нескольких коренных зубов, найденных в той же пещере, и в итоге отнесли их к той же самой группе. Они также обнаружили другие останки с ДНК неандертальца. Анализ ДНК Денни позволил понять некоторые очень важные детали об этих группах. «Мы знали, что денисовцы и неандертальцы были там. Но мы не думали, что они контактировали настолько плотно, — говорит Паабо. — Это поразительно — найти прямые доказательства, обнаружить этих людей практически в процессе смешивания».

Открытие Денни убедило Паабо и других ученых в том, что они найдут еще больше таких же останков двух групп гоминин — может быть, даже в Денисовой пещере. Анализировавшие геном Денни исследователи обнаружили признаки того, что в хромосомном наборе ее отца, который явно был денисовцем, также имеются наследственные признаки неандертальцев, что указывает на более ранние контакты двух групп. «Мы должны найти этих людей», — говорит Дука.

«Здесь по-прежнему много загадок, — добавляет археолог Том Хигэм (Tom Higham) из Оксфордского университета, работающий вместе с Дукой и Браун. — Это либо невероятная удача, либо межвидовое скрещивание происходило так часто, что мы можем рассчитывать и на другие находки такого вида».

Перекрестки дорог

Некоторые исследователи надеются наткнуться еще на одну Денни, а другие пытаются определить периоды, когда разные группы людей разумных пересекались или даже скрещивались в Денисовой пещере. Геохронологи Зенобия Джейкобс (Zenobia Jacobs) и Ричард Робертс (Richard Roberts), работающие в университете в австралийском городе Вуллонгонг, возглавили группу исследователей, которая определяет возраст осадочных отложений в Денисовой пещере, анализируя сотни тысяч песчинок кварца и полевого шпата.

Судя по самым старым найденным там каменным орудиям, первые обитатели пещеры поселились в ней около 300 000 лет назад. Предположительно это были денисовцы или неандертальцы. Денисовцы занимали ее 55 — 200 тысяч лет тому назад, о чем свидетельствуют слои, в которых был найден фрагмент Denisova 3. Группа Джейкобс и Робертса также определила по отложениям и останкам неандертальцев, что эти предки человека жили в пещере 100 — 190 тысяч лет назад.

Это значит, что они пересекались длительное время, однако Джейкобс предостерегает, что ее коллектив пока не может точно определить эти периоды из-за недостатка образцов. Группа Паабо изучает сотни образцов отложений в поисках ДНК гоминина, надеясь точнее определить, когда денисовцы и неандертальцы проживали в пещере, и пересекались ли они.

Денисова пещера

Есть также некоторые зацепки, указывающие на то, что в пещере проживал современный человек, который мог встречаться с этими группами. В более ранних слоях археологи обнаружили орудия труда и украшения из костей и зубов оленей и прочих животных, которые напоминают артефакты, найденные у первых гомо сапиенс, проникших в Европу в ранний период верхнего палеолита, который начался примерно 50 тысяч лет назад. Группа ученых во главе с Дукой и Хигэмом посчитала, что этим артефактам от 43 до 49 тысяч лет. Но во фрагменте кости, возраст которой 46-50 тысяч лет, нет ДНК, позволяющей установить принадлежность ее владельца к той или иной группе.

Ведущие раскопки в пещере российские археологи предположили, что найденные орудия и украшения были сделаны денисовцами, и что эта группа обладала способностями символического мышления. Однако западные археологи отдают предпочтение теории о том, что эти артефакты были сделаны ранними современными людьми, чьи останки находят в другом сибирском местечке Усть-Ишим, и относят их к начальному верхнему палеолиту.

Теперь ученые занимаются поисками более ранних слоев Денисовой пещеры, надеясь отыскать там больше останков и ДНК, которые помогут выяснить, кто сделал эти артефакты. Аналогичная работа ведется и в других местах археологических раскопок в Сибири, в том числе вблизи Денисовой пещеры. Она тоже может дать ответы на вопросы. «Происходит много чего интересного, причем происходит быстро», — говорит Хигэм.

В поисках костей

Ученых сдерживает отсутствие органических останков денисовцев. Бенс Виола (Bence Viola) изучал многое, в том числе, Denisova 3, а также несколько необычайно крупных коренных зубов, которые не похожи на зубы неандертальцев и современного человека. «Весь материал денисовцев умещается в очень маленькой коробке, — говорит Виола, работающий палеоантропологом в университете города Торонто, Канада. — Я очень долго рассматривал эти крошечные фрагменты и зубы. Наверное, я единственный, кто видел их все».

Но постепенно появляется все больше нового материала. Археологи, ведущие раскопки в Денисовой пещере, в 2016 году нашли обломок входящей в состав черепа теменной кости, который содержит митохондриальную ДНК денисовского человека. Форма этой кости почти такая же, как у гомо эректуса, или человека прямоходящего. Большинство ученых считают, что этот вид является близким предком человека, неандертальца и предположительно денисовца. «К сожалению, он не очень информативен, я ожидал большего», — говорит Виола, который расскажет о своем исследовании в марте на ежегодной конференции Американской ассоциации физических антропологов. Он надеется, что скоро удастся найти другие фрагменты теменной кости или даже весь череп целиком. «Было бы неплохо получить нечто большее», — замечает Виола.

Недостатка фрагментарных останков нет. В этом месяце Хигэм разместил в Твиттере фотографию фрагмента трубчатой кости в маленьком целлофановом пакете. «Удачи тебе, маленькая денисовская кость», — написал он, хотя сам пока не знает, к какой группе она относится. Если считать фрагмент пальца Денни, то это пятая кость из пещеры, идентифицированная как человеческая. Ученый использует метод, который называется «зооархеология посредством масс-спектрометрического анализа» (ZooMS). Он был разработан для быстрой идентификации костей животных, которых в местах раскопок зачастую бывает великое множество. При помощи этого метода исследователи разлагают коллаген, которого больше всего в костях, на более мелкие пептиды, а затем при помощи масс-спектрометра определяют различия между видами животных. Гоминины имеют идентичную последовательность пептидов, поэтому ДНК нужна, чтобы отнести останки к конкретной группе.

Добившись первых успехов в своей работе, Дука с коллегами получила в 2017 году от Европейского исследовательского совета два миллиона евро финансирования на расширенные поиски денисовского человека в 20 местах Европы и Азии. Всего им предстоит перебрать 30-40 тысяч костей. «Бывают дни, которые очень сильно обнадеживают, а бывает, что ты перебираешь тысячу костей и находишь тысячу гиен, — говорит Дука. — У меня такое чувство, что поиски надо вести в Китае».

Сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН занимается каталогизацией находок, найденных на раскопках в Денисовой пещере

Другие ученые разделяют догадки Дуки, в основном по причине распределения ДНК денисовцев среди современных людей. Ее часто находят у китайцев. Некоторые ученые подозревают, что в какой-нибудь музейной коллекции в Китае уже бьет баклуши скелет денисовца. Например, в 2017 году палеоантропологи описали необычайно крупные черепа гомининов, живших 105-125 тысяч лет тому назад. Их нашли во время раскопок в центральном Китае возле города Сюйчан. Исходя из их возраста, местонахождения и особенностей анатомии, некоторые ученые высказали предположение, что это черепа денисовцев. «Где могли жить денисовцы за пределами Денисовой пещеры?— спрашивает палеоантрополог из лондонского музея естественной истории Крис Стрингер (Chris Stringer). — Они должны были жить там, в Китае».

Виола говорит, что черепа из Сюйчаня ничем не напоминают его фрагмент теменной кости. Его больше интересуют останки из северного Китая, найденные в местечке Сюйцзяо, которым примерно 300 тысяч лет. Среди них есть коренные зубы, похожие на находки из Денисовой пещеры. «Я очень удивлюсь, если окажется, что китайский материал, особенно из Сюйцзяо, это не денисовцы», — говорит он.

Генетик Цяомэй Фу (Qiaomei Fu), создавший исследовательскую лабораторию древней ДНК в пекинском Институте палеонтологии и палеоантропологии позвоночных при Китайской академии наук, вместе со своим коллективом проанализировал черепа из Сюйчаня и другие фрагменты, которые могли принадлежать денисовцам. Он с сожалением говорит о том, что пока в этих останках не найдена ДНК человека разумного.

Возможно, белковые вещества дадут ученым больше шансов найти денисовского человека в Китае или где-нибудь еще в Азии, потому что они обычно сохраняются дольше, чем ДНК. Дука только что привлекла одного китайского аспиранта к анализу образцов и надеется, что ей удастся проанализировать останки из Юго-Восточной Азии и из Папуа-Новой Гвинеи.

Поскольку форма коллагена, исследуемого методом ZooMS, у денисовцев и у других гоминидов не отличается, ученым для поиска денисовцев придется секвенировать костные белки, у которых больше вариативности. Молекулярный антрополог Фридо Велкер (Frido Welker) из Музея естественной истории Дании только что приступил к осуществлению проекта, цель которого выяснить, есть ли в останках гоминин, в том числе, у потенциальных денисовцев из раннего и среднего плейстоцена (этот период начался 2,6 миллиона лет назад, а закончился 126 тысяч лет назад), белки, указывающие на эволюционные взаимоотношения. «Это тот период времени, когда древняя ДНК не всегда сохраняется, а белки выживают», — говорит Велкер.

Многие ученые предполагают, что Денисова пещера становилась северным форпостом денисовцев и прочих гоминин, когда им это позволял климат. Но хотя древние популяции исчезли из этих мест много тысячелетий назад, пещера по-прежнему как магнит притягивает к себе разные группы ученых. В июле 2018 года там собрались одержимые этой пещерой антропологи, археологи и генетики, чтобы поделиться своими открытиями и находками. Конференция называлась «Начало верхнего палеолита в Евразии и эволюция рода человеческого», но ее вполне можно было назвать «денисовоманией».

Это была первая поездка Браун, и она знала, что ее поразит эта пещера, давшая миру так много открытий. Она говорит, что окружающий ландшафт, сочная растительность и местные красоты подсказали ей, почему эти места так влекли к себе Денни и ее родственников. «Можно себе представить, что люди просто хотели здесь находиться».