Редкие костные останки раскрывают необычную анатомию денисовцев

Фото из открытых источников

Обнаруженная в пещере в провинции Юньнань кость предплечья денисовского человека, взятая из 60 000 фрагментов костей, имеет размеры головы неандертальца и шею, по строению больше похожую на нашу. Полная версия исследования была опубликована в журнале Nature.

Денисовцы оставили свой след в ДНК современных людей, живущих в Юго-Восточной Азии и на островах Тихого океана, но костей они почти не оставили. До настоящего времени единственными ископаемыми останками их тел ниже шеи были одна кость пальца и одно ребро.

Теперь у исследователей есть третий фрагмент: обрывок предплечья, найденный среди десятков тысяч фрагментов костей животных в пещере на юго-западе Китая. Его форма представляет собой нечто среднее: голова размером с неандертальца на шее, больше похожей на нашу.

Такое сочетание указывает на то, что денисовцы использовали свои руки иначе, чем неандертальцы или современные люди.

Руководителем работы была Цяомэй Фу из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук. Раскопки на этом участке, в пещере Бяньфу, были проведены в 2019 году Юньнаньским провинциальным институтом культурных реликвий и археологии и его партнерами.

Часть лучевой кости, наряду с двумя другими фрагментами, имеет возраст от 167 000 до 134 000 лет. Их идентификация основана на анализе белков, а не генов, поскольку попытка извлечь из них древнюю ДНК не увенчалась успехом.

Пещера Бяньфу находится в западной части провинции Юньнань. В ходе раскопок из нее было извлечено более 64 000 костей млекопитающих, а также 1366 каменных орудий. Более 60 000 из этих костей представляют собой фрагменты, слишком мелкие для идентификации при визуальном осмотре.

Лабораторный анализ позволяет отличить кость гоминина от кости оленя по содержащемуся в ней белку коллагену. Исследователи уже использовали его для обнаружения новых костей денисовцев в Денисовой пещере в Сибири и в карстовой пещере Байшия на Тибетском плато. Но проведение анализа на 60 000 фрагментах обошлось бы слишком дорого.

Поэтому команда Фу сначала вручную рассортировала кучу фрагментов. Они оценивали каждый фрагмент по его размеру, толщине внешней стенки и следам, которые мышцы и кровеносные сосуды оставляют на кости. Двадцать два фрагмента выглядели так, будто могли принадлежать гомининам.

С помощью анализа на коллаген команда сузила круг из 22 образцов до трех. Два из них представляли собой фрагменты черепа сбоку головы. Третий — это верхний конец лучевой кости, кости предплечья со стороны большого пальца.

Анализ коллагена позволяет определить принадлежность кости к гомининам, но не к неандертальцам, денисовцам или современным животным. Для этого команда секвенировала сохранившиеся белки в трех костях и в двух зубах — премоляре и моляре — из того же слоя, что и лучевая кость.

У всех пяти были обнаружены одни и те же изменения в белке коллагена — варианты, встречающиеся у каждого идентифицированного на данный момент денисовца. Этот список охватывает период от черепа из Харбина до челюсти из Пэнху, найденной в Тайваньском проливе.

Исследователи не обнаружили ни одного маркера, специфичного для неандертальцев или современных людей, ни у одного из них.

Генеалогические деревья, построенные на основе белков, поместили каждый образец рядом с Денисовой 3, костью пальца из Денисовой пещеры, со 100% поддержкой. Эмаль обоих зубов также содержала белок, образованный геном на Y-хромосоме, поэтому оба принадлежали мужчинам.

В пещере Бяньфу обнаружено больше окаменелостей денисовцев, чем в любом другом месте, за исключением самой Денисовской пещеры, включая четыре зуба, два из которых теперь подтверждены анализом белка, а также три фрагмента костей.

Фрагмент, взятый из предплечья, составляет примерно 45 миллиметров от верхнего конца кости. Он тянется от частично неповрежденной головки до нижнего края бугорка, к которому крепится бицепс. Компьютерная томография показала полное сращение зоны роста, поэтому его владелец был взрослым или почти взрослым человеком.

Диаметр его головы составляет около 23,2 миллиметра, что ближе к размерам неандертальцев, чем к размерам современных людей.

Вероятнее всего, бицепсовый бугорок направлен внутрь, к телу, как это наблюдается примерно у трех четвертей поздних неандертальцев. Почти у девяти из десяти современных людей он направлен скорее вперед.

Но шея ниже головы короткая для размера этой головы, что соответствует строению головы современного человека. Поперечный разрез шеи больше и жестче, чем у неандертальцев, с которыми сравнивала его команда.

По общей форме кость больше походила на кость современных людей, чем на кость неандертальцев. Как написали исследователи, такое сочетание указывает на то, что рука была нагружена иначе, чем у неандертальца или современного человека, хотя они не уточнили, как именно.

Для сравнения по форме использовался небольшой набор данных: шесть неандертальцев, 14 современных людей и один ранний Homo.

Две из трёх костей были найдены в слое, датируемом примерно 148 000–134 000 лет назад. Третья, фрагмент черепа, была найдена в более глубоком слое, возраст которого составлял около 167 000–150 000 лет, где в ходе раскопок не было обнаружено останков гомининов.

Оба слоя относятся к глобальному ледниковому периоду, однако пыльца и кости животных, найденные в пещере, указывают на хвойный лес или лес, перемежающийся лугами.

В сопутствующей статье, посвященной каменным орудиям и костям животных, найденным на этом месте, описывается, как денисовцы охотились на добычу среднего и крупного размера и активно использовали кости, которые они не обрабатывали.

Эта находка также заполняет пробел на карте. Ископаемые останки денисовцев, подтвержденные анализом ДНК или белков, были обнаружены в Сибири, через Харбин, Тибетское плато и Тайваньский пролив.

В юго-западном Китае, где, как считается, денисовцы смешивались с современными людьми, их не было.

Прямое датирование костей показало возраст не менее 102 000 лет для двух костей из верхнего слоя и 143 000 лет для более глубокого фрагмента черепа. Обе кости моложе окружающих их отложений.

Уран перемещается внутри погребенных костей, поэтому этот метод позволяет определить минимальный возраст, и команда больше доверяет датам, полученным по слоям.

Более существенный разрыв носит генетический характер: ныне живущие люди в Азии и Океании несут в себе ДНК более чем одной популяции денисовцев. Несколько последовательностей белков не позволяют определить, какая из этих групп жила в пещере Бяньфу и какие гены они передали потомству.

Для ответа на этот вопрос потребуется анализ древней ДНК из этого региона, а пока что три найденные кости не дали никаких результатов.

У команды есть метод, который работает с фрагментами останков. Они надеются, что это позволит обнаружить больше длинных костей денисовцев на других стоянках, так что одна только предплечье перестанет быть единственным свидетельством строения этих людей.