Неандертальцы находились на грани выживания в течение 350 000 лет

Фото из открытых источников

От 400 000 до 45 000 лет назад неандертальцы занимали большую часть Евразии, охотясь на крупную дичь, собирая растения, искусно обрабатывая каменные орудия и изготавливая одежду из шкур животных. Но их существование было нестабильным. Два новых исследования показывают, что многие неандертальцы жили небольшими, разрозненными группами; вероятно, подвергались значительному инбридингу; и пережили едва не полное вымирание около 75 000 лет назад.

Результаты исследований, основанные на анализе древней ДНК, полученной в некоторых случаях из фрагментов костей размером не больше картофелины фри, показывают, как достижения в области идентификации ископаемых и геномики помогают ученым рассказывать новые истории о наших древних родственниках. «Мы находим маленькие фрагменты во многих местах», — говорит Элен Ружье, палеоантрополог из Калифорнийского государственного университета в Нортридже, соавтор одной из новых статей, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. «А с помощью современных методов генетики могут заставить их действительно говорить».

В одной из статей подробно описываются геномные данные, полученные из фрагмента кости неандертальца длиной всего 2,5 сантиметра. Он был найден в глубине Денисовой пещеры, сводчатого зала в Алтайском регионе на юге Сибири, где неандертальцы и другой вымерший древний родственник, денисовцы, находили убежище от суровых условий более 100 000 лет назад.

Сравнив недавно секвенированный геном с двумя другими из того же региона и более поздним образцом из пещеры в Хорватии, команда обнаружила, что неандертальцы относительно быстро накопили множество генетических различий. По мнению исследователей, эта закономерность, вероятно, отражает инбридинг в небольших, разрозненных популяциях, насчитывающих всего несколько десятков особей, особенно на востоке, где популяции неандертальцев находились на самой границе своего ареала. «Неандертальцы чаще размножались между близкими родственниками», — говорит генетик Диендо Массилани, соавтор статьи о Денисовской пещере. В результате группы быстро накопили разные наборы мутаций, что привело к их генетическому расхождению.

«Эволюция происходит быстрее в небольших популяциях», — говорит Джошуа Экей, генетик из Принстонского университета, который не участвовал в написании ни одной из этих статей. «Они наблюдают, что глобальная популяция неандертальцев была небольшой — возможно, несколько тысяч размножающихся особей — и, кроме того, рассредоточена по обширной географической территории».

Вредные мутации могут накапливаться в результате инбридинга. Тем не менее, неандертальцам каким-то образом удалось выжить на большей части Евразии почти 400 000 лет, дольше, чем современные люди существуют на Земле. Возможно, предполагает Массилани, мутации не представляли особых проблем, пока окружающая среда была стабильной. «Если популяция или семья хорошо адаптированы к окружающей среде, и окружающая среда остается неизменной, возможно, им не нужно так сильно меняться, чтобы выжить», — говорит он.

Второе исследование подтверждает это предположение. Надеясь изучить судьбу европейской популяции неандертальцев за последние 130 000 лет, исследователи связали распространение неандертальцев по Европе с генетической информацией из митохондриальной ДНК — меньшего подмножества генетического материала, передаваемого от матерей потомству, — десятков индивидов.

Исследователи обнаружили, что стоянки и скелетные останки неандертальцев были широко распространены по всему континенту, а их геномы были относительно разнообразны примерно до 75 000 лет назад. Затем, когда континент охватил ледниковый период между 75 000 и 65 000 лет назад, «мы наблюдаем сокращение числа стоянок», — говорит Ружье, соавтор статьи. Археологические данные показывают, что некоторые неандертальцы нашли убежище на юго-западе Европы, укрываясь в пещерах в долинах южной Франции, в то время как на остальной части континента они либо покинули его, либо вымерли.

Когда лед растаял, выжившие неандертальцы снова расселились, охотясь на крупную дичь от Испании до гор Кавказа. Однако, как объясняет палеогенетик из Тюбингенского университета Козимо Пост, один из авторов исследования, «все генетическое разнообразие, которое мы наблюдали в митохондриальной ДНК до 60 000 лет назад, исчезает, и сохраняется лишь одна линия».

Однако, даже когда они вновь распространились по всей Евразии, генетические данные показывают, что количество размножающихся особей — то, что генетики называют «эффективным размером популяции» — оставалось небольшим на протяжении тысячелетий. «Возможно, имеющихся ресурсов недостаточно для поддержания больших групп», — предполагает Пост.

Примерно 45 000 лет назад резкие колебания климатических условий совпали с появлением в Европе анатомически современных людей. Эти два события могли оказаться катастрофическими для этих хрупких, подвергшихся инбридингу выживших, говорит Цяомэй Фу, генетик из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук, которая не принимала участия ни в одном из исследований. «Когда окружающая среда меняется, им нелегко адаптироваться».

Генетические данные показывают, что за 3000 лет эффективная численность популяции неандертальцев снова резко сократилась, достигнув минимума около 42 000 лет назад, а затем и вовсе исчезнув. «Удивительно, как быстро они сокращались», — говорит палеоантрополог из Университета Торонто Бенс Виола, не принимавший участия ни в одной из этих работ. «Климат мог ослабить их, а затем появились современные люди, численность которых была настолько велика, что неандертальцы были поглощены и вытеснены».

История неандертальцев может пролить свет и на нашу собственную судьбу. Сравнивая судьбу наших близких родственников с судьбой современных людей, живущих в том же регионе, исследователи проводят своего рода естественный эксперимент, который может указать на факторы, позволившие нашему виду выжить, в то время как наши древние родственники вымерли. «Один из критических замечаний в адрес эволюционной теории заключается в том, что эксперимент нельзя провести дважды», — говорит Зеберг. «Но, имея больше информации о том, как неандертальцы и денисовцы распространились в Европе и Азии, мы можем провести эксперимент трижды и понять, почему современные люди были так сильно другими».