Раскрыты секреты европейского генома в захоронении возрастом 4500 лет

Фото из открытых источников

Высокоточный анализ геномов людей, похороненных в коллективной гробнице возрастом 4500 лет в Бревианд-ле-Пуэнт, недалеко от французского города Труа, раскрыл удивительную историю с далеко идущими последствиями. Как подробно описано в статье в журнале  Science Advances, заключительная стадия формирования европейского генома все еще присутствует у многих современных европейцев. 

Геном человека представляет собой совокупность генетической информации, содержащейся в нашей ДНК, и частично отражает историю наших предков. 

Геном современных европейцев формировался в течение более 40 000 лет в результате  различных миграций  и последующего смешивания популяций. Таким образом, он состоит из сложной наследственности небольших популяций охотников-собирателей, которые населяли Европу до прибытия около 8 000 лет назад популяций из Анатолии и Эгейского региона, которые произошли от тех, кто изобрел сельское хозяйство и одомашнивание животных в Плодородном полумесяце. Эти неолитические земледельцы скрещивались с  местными охотниками-собирателями  и внесли очень важную часть в геном многих современных европейцев. 

Наконец, в конце неолита, 5000–4000 лет назад, кочевые популяции из степей Понта (к северу от Черного моря, от Дуная до Урала) мигрировали в Европу и внесли третий из основных геномных компонентов, которые сохранились у европейцев на протяжении последующих тысячелетий вплоть до наших дней. 

Хотя сегодня расшифровка — также известная как секвенирование — этой генетической информации является рутинным процессом, этот подход остается сложным для геномов людей, живших в прошлом. Все, что нам осталось от них, — это несколько более или менее фрагментированных скелетов. Некоторые части этих скелетов все еще могут содержать следы сохранившейся ДНК, но она фрагментирована и разрежена, что делает ее анализ методологической проблемой. 

Команда ученых из Института Жака Моно взялась за этот вызов и оптимизировала методы, чтобы мы могли получать надежные результаты. Это позволило нам анализировать древние геномы, используя самые передовые биоинформатические и статистические методы. 

Анализы геномов семи человек из гробницы Бревианд в сочетании с анализами морфологии костей, проведенными антропологами из Инрапа, показали, что в гробнице находились: 

• женщина, которая умерла в возрасте более 60 лет 
• ее сын, взрослый мужчина, в возрасте около 20-39 лет 
• ее внук, возраст около 4-8 лет 

 

• мать внука, 20-39 лет 
• молодая женщина в возрасте 20-39 лет 
• новорожденный молодой женщины 
• ребенок в возрасте от 6 до 10 лет. 

Последние три человека не были связаны с другими в могиле, а последний ребенок не был связан ни с одним из других. Отцы взрослого мужчины, новорожденного ребенка и единственного ребенка не присутствовали. Поэтому можно предположить, что это не могила одной биологической семьи. С другой стороны, все женщины несли наследственный компонент, характерный для населения юга Франции и юго-запада Европы, и это общее происхождение за пределами области могилы может объяснить, почему они были похоронены вместе со своим потомством. 

Кроме того, геном взрослого мужчины был разделен между французским неолитическим происхождением его матери и от его отца, геномом кочевых степных народов к северу от Черного моря. Эти кочевники мигрировали в Центральную Европу около 5000 лет назад и скрещивались с местными неолитическими популяциями, прежде чем продолжить миграцию на восток, север и северо-запад Европы. В семи людях, похороненных в гробнице, мы наблюдаем почти в «реальном времени» внедрение генома степных кочевников в неолитическое население региона. 

Эта исключительная ситуация, которая ранее не была описана, позволила нам реконструировать часть генома взрослого мужчины, унаследованную им от отца, который отсутствовал в могиле и, следовательно, не мог быть проанализирован напрямую. Геномная сигнатура этого отсутствующего отца указывает на его происхождение из северо-западной Европы.  Ранее мы получили аналогичный результат  для другого мужчины, имеющего степное происхождение, который был похоронен в долине Эны в то же время. Следовательно, эти два мужчины могли принадлежать к одной популяции. 

Поскольку геномная сигнатура матери взрослого мужчины связана с неолитическим населением юга Франции, гробница Бревианд является свидетельством встречи в районе будущего Парижа в эпоху финального неолита между людьми, мигрировавшими с севера на юг и обратно. 

Расширение анализа на уже опубликованные древние геномы из других европейских регионов позволило нам смоделировать эти миграции степных народов. Результаты показывают, что в течение 3-го тысячелетия до н. э. (которое начинается с первого года нашего календаря) было две основные волны скрещивания. Первая волна скрещивания была между степными кочевниками и неолитическими земледельцами, которые создали характерную шаровидную керамику с двумя-четырьмя ручками. Считается, что это произошло в Восточной и Центральной Европе примерно 4900 лет назад. 

Их потомки смешанной расы развили новую археологическую культуру, известную как «шнуровая керамика », которая получила свое название от глиняных ваз, на которых отпечатывались шнуры перед обжигом. Эта культура сочетала в себе элементы культуры шаровидных амфор и степных культур, включая захоронение умерших в индивидуальных гробницах. Эта практика создания шнуровой керамики затем распространилась на восток и север Европы с людьми из смешанного неолитического-степного населения. Во время своих миграций с востока на запад по Европе они в основном воспроизводились между собой, а не с местными сельскохозяйственными популяциями. 

Вторая волна скрещивания с коренным населением, как полагают, произошла 300–400 лет спустя в Западной Европе, около 4550 лет назад. В обоих случаях наиболее частое скрещивание происходило между мужчинами-мигрантами и местными женщинами. Именно начало этой второй волны нам удалось обнаружить в гробнице Бревианд-ле-Пуэнт. 

Благодаря анализу захоронения взрослого мужчины в Сен-Мартен-ла-Гарен (к востоку от Парижа), проведенному в том же исследовании, нам также удалось показать, что произошедшее скрещивание сыграло важную роль в трансформации европейского генома. 

Мужчина был похоронен в соответствии с погребальными обрядами, типичными для культуры колоколовидных кубков (BBC), с ее характерными вазами в форме колокола, найденными в многочисленных гробницах. Эта культура развивалась в Западной Европе (между юго-западом и северо-западом), прежде чем распространиться по всей Европе и Северной Африке. Он был похоронен с наручным щитком из сланца типа BBC, аксессуаром лучника, который идентифицирует его как человека, имевшего высокий социальный статус. Он был степного происхождения, и мы смогли сделать вывод из его генома, что его мать несла в себе даже больше степного происхождения, чем он. Это указывает на то, что эти популяции организовывали брачные сети с группами из других регионов, члены которых имели больше степного происхождения. В конце периода колоколовидных кубков около 2000 г. до н. э. большинство проанализированных мужчин несли Y-хромосому степных народов, которая до сих пор является большинством среди французских мужчин. 

Геном всех нынешних европейцев, которые жили в Европе на протяжении многих поколений, содержит, помимо неолитической части, часть этой степной родословной. Это присутствие более выражено в Северной Европе, чем в Южной Европе. 

В заключение следует отметить, что две наиболее интенсивные фазы генетического смешения между популяциями мигрантов из степей и коренными популяциями связаны с возникновением новой культуры: культуры шнуровой керамики и культуры колоколовидных кубков. Последняя была первой по-настоящему общеевропейской культурой. Эти встречи и скрещивания могли привести к формированию генома, характерного для многих современных европейцев.