Неандерталка из Денисовой

В 11-ом слое Денисовой пещеры, кроме фаланги мизинца девочки (давшего полный ядерный и мт-геном денисовского человека) и зуба (еще один денисовский мт-геном) в 2010 году нашли проксимальную фалангу пальца ноги - очень массивную, сочетающую признаки неандертальцев и архаичных сапиенсов из пещеры Схул (см. об этой фаланге.). Она была найдена в самой нижней части слоя, поэтому она может быть более древней, чем первые две находки.

И вот из этой фаланги пальца ноги Паабо и его команда сумели тоже извлечь полный ядерный геном (Prüfer et al., 2013. The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains). Стоило бы написать об этом полноценную новость для "Элементов", но не получится, поэтому пишу здесь - очень конспективно, чисто чтобы не забыть и иметь ссылки под рукой.

Геном оказался неандертальский. Ничего себе! Правда, в тех же краях, в пещере Окладникова, уже были зарегистрированы генетические неандертальцы. Но чтобы прямо в одной пещере, в одном слое! В гости они, что ли, друг к другу ходили? Ну ладно, остановимся на том, что находки все-таки, скорее всего, разновозрастные. Может быть, на несколько тысячелетий неандертальцы с денисовцами все-таки разминулись в этой пещере. Одна из разумных калибровок дает (по молекулярным часам) возраст 50-54 тысяч лет для двух денисовцев и 64-68 тысяч лет для денисовской неандерталки.



Слева - дерево по митохондриалке. Денисовская мтДНК отстоит от всех остальных далеко. Неандерталка из денисовой (Toe phalanx) ближе всех к товарищам из Мезмайской (Кавказ), от западноевропейских неандертальцев она подальше.

Справа - дерево по ядерным геномам. Здесь видно, что денисовцы на самом деле - родственники неандертальцев (ближе к ним, чем к нам). Значит, мтДНК денисовцев - чужая, интродуцированная.

Ко всем древним и современным геномам были применены разнообразные хитрые методы анализа, которые показали следующее:

1) Подтвердился привнос неандертальских генов в генофонд сапиенсов, вышедших из Африки (неандертальцы, скрещивавшиеся с нашими предками, были ближе всего к индивиду из Мезмайской). Подтвердился и поток денисовских генов в генофонд сапиенсов - предков папуасов и австралийцев.

2) Новое: был  небольшой приток генов от алтайских неандертальцев к денисовцам, совсем маленький. В том числе, кажется, несколько генов, связанных с иммунной защитой, перешло от неандеров к денисовцам.

3) Еще новое: был приток генов к денисовцам от каких-то архаичных гоминид, отделившихся от общих предков сапиенсов, неандеров и денисовцев примерно миллион лет назад - видимо, от эректусов. Напрашивается предположение, что из того же источника денисовцы получили и свою мтДНК (и гейдельбергские люди из Сима де лос Уэсос свою получили, очевидно, оттуда же).

4) Наконец, у азиатов (китайцев и т.п.) все-таки обнаруживается маленькая денисовская примесь. Может быть, это результат гибридизации предков азиатов с денисовцами, но в принципе это может быть и результат их гибридизации с предками австралийцев и папуасов, которые до этого успели гибридизоваться с денисовцами.



Неандерталка из Денисовой - дитя инцеста. Ее родители были родственниками на уровне единоутробных брата и сестры (имели одну мать и разных отцов), или они могли быть, например, дядей и племянницей или тетей и племянником или, в крайнем случае, дедом и внучкой или бабкой и внуком.

Численность популяции неандертальцев (как и денисовцев, впрочем) была по жизни очень низкой по сравнению с численностью современных им сапиенсов. По-видимому, предки неандертальцев и денисовцев, выйдя из Африки и расселившись по Евразии, не очень-то процветали. Их было мало, они жили мелкими разрозненными группками, они женились на близких родственниках, они жрали друг друга почем зря. Дела их шли не очень-то. Ведь в маленьких популяциях, помимо прочего, отбор работает не так эффективно, как в больших. Полезные мутации накапливаются медленнее. Уже только за счет своей малочисленности неандертальцы и денисовцы проигрывали заочную эволюционную гонку.

Тем временем предки сапиенсов в Африке отъедались и плодились, а когда они вышли оттуда и устремились на просторы Евразии, то и тут они продолжали процветать и радоваться жизни. Может быть, они едва замечали жалкие группки каких-то "выродков", попадавшихся кое-где на занимаемых сапиенсами новых территориях и вскоре исчезавших бесследно... но эпизодическая гибридизация все же была, хотя и редко, очень редко. На самом деле, не то удивительно, что она была, а то, что она была такой небольшой. Репродуктивные барьеры были, судя по всему, весьма серьезные.

Составлены списки генетических изменений, закрепившихся у наших предков после отделения от предков неандертальцев и денисовцев. Список не очень длинный (...This list of simpleDNAsequence changes that distinguish modern humans from our nearest extinct relatives is thus comparatively small. For example, it contains only 96 fixed amino acid substitutions in a total of 87 proteins and in the order of three thousand fixed changes that potentially influence gene expression in present-day humans). Но среди изменившихся генов повышен процент связанных с развитием мозга в онтогенезе (в том числе изменения затронули гены CASC5, KIF18A, TKTL1, SPAG5, VCAM1). Так что всё-таки есть веские основания полагать, что мозги у сапиенсов были устроены не совсем так, как у неандертальцев и денисовцев.

Контекст + подборка ссылок по теме: Прочтен митохондриальный геном гейдельбергского человека: предки неандертальцев оказались родственниками денисовцев по материнской линии.