Древняя ДНК обнаружена на стенах пещеры

Фото из открытых источников

Впервые ученые продемонстрировали, что древняя человеческая ДНК может сохраняться на стенах пещер в течение тысяч лет, открывая новые возможности для изучения доисторической человеческой деятельности. Это междисциплинарное исследование было проведено в рамках проекта First Art, который возглавляют исследователи из Испании и Португалии в сотрудничестве с учреждениями из Испании, Португалии, Великобритании, Китая и Германии.

Цель проекта «Первое искусство» — датировать самые ранние образцы наскальной живописи и охарактеризовать их химический состав. В сотрудничестве с исследователями из Института эволюционной антропологии им. Макса Планка команда расширила свой анализ, включив в него анализ ДНК.

Результаты исследования позволяют изучить возможность извлечения древней ДНК непосредственно из наскальных рисунков, выходя за рамки костей, отложений или, в последнее время, костных артефактов. Исследование было сосредоточено на 24 панно с наскальными рисунками из одиннадцати пещер, включая простые метки, отпечатки рук, а также пигмент, естественным образом осыпающийся с некоторых фигуративных картин из знаменитой пещеры Альтамира. Используя передовые методы выделения и секвенирования ДНК, команда проанализировала пигментированные и непигментированные фрагменты стен пещеры, отложения, кости и редкий древний аэрограф, использовавшийся для нанесения краски.

Хотя исследователи обнаружили следы древней человеческой ДНК в одном образце пигментированной кальцитовой корки, взятом в пещере Эскурал (Португалия), к своему удивлению, они также обнаружили древнюю человеческую ДНК в нескольких непигментированных участках стены пещеры Эскурал, а также в пещере Коварон (северная Испания), образцы которых изначально были взяты в качестве отрицательных контрольных образцов.

Исследование показывает, что человеческая ДНК может сохраняться на стенах пещер еще долго после того, как популяции, посещавшие эти пещеры, исчезли.

Из 54 собранных образцов только в пяти была обнаружена подлинная древняя митохондриальная ДНК человека: кальцитовая корка с пигментом под ней из панели 11 пещеры Эскуарель, два непигментированных образца стен пещеры из более глубокой галереи, также с того же участка, и два непигментированных образца рядом с наскальными рисунками в Ковароне. Важно отметить, что в двух из этих образцов не было обнаружено митохондриальной ДНК животных, что является редким открытием и убедительно свидетельствует о том, что ДНК была нанесена непосредственно человеком через слюну или другие биологические жидкости. Напротив, три других непигментированных образца стен содержали как человеческую, так и животную ДНК, что указывает на косвенное нанесение, вероятно, посредством переноса осадочных пород или движения воды, а не прямого контакта.

«Мы знаем, что некоторые изображения были нанесены на стены пещер путем нанесения пигмента с помощью дуновения или растирания. Учитывая огромную чувствительность современных методов анализа древней ДНК, нам было интересно выяснить, может ли этот тип контакта оставить следы ДНК в наскальных рисунках, что потенциально позволит нам получить генетические профили создателей этих изображений», — говорит Иполито Колладо Хиральдо, археолог и специалист по наскальному искусству из правительства Эстремадуры в Испании, который собрал команду исследователей из First Art. 

«Хотя мы не можем напрямую связать обнаруженные нами следы древней человеческой ДНК с созданием наскальных рисунков, это первое свидетельство сохранения человеческой ДНК на стенах пещер за тысячи лет», — говорит соавтор исследования Альба Боссомс Меса из Института эволюционной антропологии им. Макса Планка в Лейпциге. — «Захватывающе думать, что мы, возможно, открыли новый способ изучения присутствия доисторических людей».

ДНК трех из этих образцов в основном принадлежит женщинам, одного — мужчинам, а ДНК одного образца остается неопределенной. Дальнейший анализ двух образцов непигментированных стен пещеры Коварон показал, что их ДНК принадлежит современным людям, при этом ядерная ДНК относит их к генетическому кластеру западных охотников-собирателей. Это согласуется с результатами исследований других древних иберийских популяций.

Команда также протестировала аэрограф из доисторической птичьей кости, найденный в пещере Альтамира, который использовался для нанесения красной охры на стены. Несмотря на ожидания обнаружения ДНК, полученной из слюны, древней человеческой ДНК обнаружено не было, что, скорее всего, объясняется крайне высоким уровнем загрязнения современной человеческой ДНК в сочетании с минимальным объемом взятого образца. Это подчеркивает хрупкость сохранения ДНК, особенно в материале, который подвергался интенсивной обработке в течение десятилетий исследований.

«Это исследование коренным образом меняет наше представление о том, где можно найти древнюю ДНК», — говорит ведущий автор Маттиас Майер, палеогенетик из Института эволюционной антропологии им. Макса Планка, который руководил работой вместе с Иполито Колладо Хиральдо. «Мы были удивлены, обнаружив, что древнюю ДНК можно извлечь не только из пигментированных образцов, но и из стен пещер, на которых нет видимых следов прошлой человеческой деятельности. Теперь мы можем задавать новые вопросы: кто прикасался к этой стене? Мужчина или женщина? К какой популяции они принадлежали? Насколько глубоко древние люди проникали в пещерные системы?»

«Это открытие открывает новые возможности для изучения поведения доисторических людей без нарушения археологических находок. Анализируя ДНК, обнаруженную на стенах пещер, исследователи теперь потенциально могут узнать больше об обитателях пещер, определяя, например, их биологический пол и генетическое происхождение. — Речь идёт не только о наскальной живописи», — говорит Иполито Колладо Хиральдо. «Речь идёт о понимании того, как люди использовали пещеры и где они оставляли свои следы».

Несмотря на благоприятные условия для сохранения древней ДНК на многих участках, древняя ДНК была обнаружена только в одном из 24 исследованных наскальных рисунков и в двух дополнительных местах, прилегающих к другим рисункам. Эта редкость предполагает, что пигментированные поверхности редко сохраняют достаточно ДНК, чтобы сохраниться на протяжении тысяч лет, особенно если они не защищены минеральной коркой или герметичной средой.  

«Сохранность человеческой ДНК на стенах пещер очень изменчива», — говорит Боссомс-Меса. «Но когда она сохраняется, она рассказывает важную историю. И хотя эти первые результаты многообещающи, я думаю, что сейчас нашим приоритетом должно быть совершенствование методов и понимание того, при каких условиях мы можем ожидать более высокой вероятности успеха».

«Это только начало», — добавляет Мейер. «Теперь мы знаем, что стены пещер — это архивы прошлого человеческого присутствия. Следующий шаг — исследовать больше мест, стилей и техник искусства, особенно ручные трафареты и фигуративное искусство в пещерах с хорошей молекулярной сохранностью, насколько это позволяет минимально инвазивный отбор проб. Дальнейшая работа может позволить выявить создателей хотя бы некоторых произведений наскальной живописи и установить личности, или, по крайней мере, генетические данные, художников, которые их создали».