У ДНК Homo sapiens виявлено ознаки існування двох невідомих людських груп, які існували до 2 мільйонів років тому.

Генеалогічне дослідження більше ніж 500 геномів виявило сліди давніх, вже вимерлих предків.

Дослідження стародавньої ДНК вже продемонструвало, що еліта скіфів складалася з близьких родичів. Нові генетичні аналізи відкрили ще більше можливостей для подібних досліджень. Вчені виявили в геномах сучасних людей ознаки двох раніше невідомих вимерлих популяцій. Одна з них передала свою ДНК усім сучасним представникам Homo sapiens, тоді як інша відокремилася від предків сучасної людини приблизно 1,8 мільйона років тому і могла бути пов'язана з Homo erectus. Про це повідомило видання Live Science.

У генетичному коді сучасної людини виявлено сліди двох "примарних" груп вимерлих людських спільнот, про що свідчить нове дослідження. Одна з цих груп залишила свій генетичний слід у всіх нинішніх людях. Інша ж популяція була набагато давнішою і дослідники охрестили її "суперархаїчною" лінією, яка існувала приблизно два мільйони років тому.

"Ці зниклі популяції, ймовірно, існували сотні тисяч – а може, й більше мільйона – років тому, однак їхня генетична спадщина все ще присутня в наших геномах сьогодні," – зазначила співавторка дослідження Прія Мурджані, що займається еволюційною генетикою людини в Каліфорнійському університеті в Берклі.

Протягом багатьох років вчені виявляли свідчення того, що Homo sapiens взаємодіяли з кількома нині вимерлими родичами. Серед них були неандертальці та денисівці. Фрагменти їхньої ДНК досі можна виявити в геномах сучасних людей.

Більшість осіб, які не мають походження з територій на південь від Сахари, містять приблизно від 1% до 2,4% неандертальської спадщини у своїй генетиці. У представників Азії та Океанії частка денисівської ДНК коливається в межах від 0,1% до 6%. Під Океанією вчені мають на увазі острови Тихого океану.

Науковці вже давно висловлювали припущення, що сучасні люди могли мати спільні риси з іншими групами Homo sapiens. Однак, на сьогоднішній день ці альтернативні популяції не були виявлені за допомогою археологічних знахідок. Такі невідомі групи часто називають "примарними" родами. Виявлення цих популяцій ускладнює брак зразків стародавньої ДНК, яка зберігається лише за специфічних умов. Найкращі шанси на збереження генетичного матеріалу мають холодні та сухі середовища, де він може витримати тисячоліття.

"Стародавня ДНК змінила наше сприйняття еволюційного розвитку людини, однак вона може надати інформацію лише про ті популяції, чиї генетичні матеріали збереглися. ДНК може зберігатися лише за певних умов – зазвичай у холодних та сухих середовищах – що означає, що значна частина нашої еволюційної історії, особливо в Африці, тропічних зонах та на дуже великих часових проміжках, залишається невідомою," – підкреслила Мурджані.

Новий підхід дав змогу виявити наших пращурів без використання стародавньої ДНК.

У свіжому дослідженні, проведеному Мурджані та її командою, було висунуто припущення, що кожен людський геном зберігає інформацію про його історичне походження. Вони взялися за перевірку можливості виявлення відбитків давно втрачених предків без необхідності аналізу їхніх останків. Для цього науковці звернулися до геномів сучасних людей.

Команда вчених створила інноваційний підхід до сканування та порівняння генетичної інформації. Дослідники вивчили більше 500 повних геномів сучасних людей з різних куточків планети. Це дало змогу відтворити генеалогічну історію певних сегментів ДНК.

Для кожної частини геному дослідники створювали своєрідне генеалогічне дерево. Воно показувало, коли різні генетичні лінії розходилися, а згодом знову змішувалися. Особливу увагу приділили предкам, які істотно відрізнялися від сучасної людини.

Такі великі відмінності свідчать, що певна популяція відокремилася від лінії Homo sapiens дуже давно. У більшості ділянок людського геному спільний предок жив відносно недавно за еволюційними мірками. Проте іноді трапляються фрагменти з набагато давнішим походженням.

Ці ділянки геному мають спільне походження від предка, який існував багато тисячоліть тому. Це вказує на те, що вони могли бути передані сучасній людині від давно ізольованої популяції. Саме цього прагнули досягти автори дослідження. Існуючий метод не вимагає використання ДНК, отриманої зі скам'янілостей. Стародавні генетичні послідовності можна виявити прямо в геномах сучасних людей.

Мурджані підкреслила, що дослідникам більше не потрібно сподіватися лише на ідеально збережені викопні залишки. Вона зазначила, що сучасні люди несуть в своїй ДНК відбитки своїх стародавніх предків. Завдяки генеалогічним методам можна відновити частину цієї прихованої історії, що відкриває нові горизонти для наукових досліджень.

Сліди "примарної" популяції збереглися в геномах усіх сучасних людей

На початку дослідники провели експериментальну перевірку методу. Він успішно виявив неандертальське та денисівське походження певних сегментів у геномах сучасних людей. Після цього система виявила також раніше невідомі випадки змішування з вимерлими групами.

Дослідження показали, що ДНК однієї "примарної" лінії наявна у всіх сучасних людей. Це вказує на те, що вона перетиналася з Homo sapiens в Африці більше ніж 50 тисяч років тому. Ця подія відбулася перед останньою значною міграцією сучасних людей з Африки в різні куточки світу.

Співавтор дослідження Юлін Чзан, що виконує обов'язки обчислювального біолога в Каліфорнійському університеті в Берклі, роз'яснив, як нові результати відрізняються від попередніх знахідок. Раніше вчені вже висловлювали припущення про існування невідомого архаїчного спадку, однак не могли визначити, чи він присутній лише у популяціях Африки.

Також залишався незрозумілим час змішування. Новий метод дозволив знайти та нанести на карту ділянки людського геному, які походять від цієї невідомої групи. Дослідники показали, що така спадщина присутня в усіх сучасних людях. ДНК цієї популяції становить приблизно від 0,5% до 1% геному сучасної людини. Це можна порівняти з часткою неандертальської спадщини в багатьох людей сьогодні. Отже, її внесок був невеликим, але помітним.

Згідно з дослідженнями вчених, ця "примарна" лінія відокремилася від предкових форм сучасної людини приблизно в той же період, коли розділилися гілки Homo sapiens, неандертальців і денисівців. Це відбулося близько 800 тисяч років тому.

Одним із можливих кандидатів на роль цієї невідомої популяції є Homo heidelbergensis. Автори дослідження згадали цей вид у своїй роботі. Його представники жили в Африці та Європі приблизно від 700 тисяч до 200 тисяч років тому.

Палеоантрополог Кріс Стрінгер з Лондонського музею природознавства не брав участі в даному дослідженні, але висловив свою згоду з його припущеннями. Він вважає, що "примарною" групою могли бути представники Homo heidelbergensis. За словами Стрінгера, цей вид існував в Африці близько 300 тисяч років тому, що дозволяє припустити можливість їхнього контакту з популяціями, які згодом стали предками сучасних людей. Однак остаточне підтвердження цієї гіпотези наразі залишається неможливим.

У мешканців Океанії виявили ознаки давньої лінії, що має зв'язок з Homo erectus.

Вчені також виявили у мешканців Океанії ознаки значно більш давньої людської популяції. Ця група відокремилася від предків Homo sapiens приблизно 1,8 мільйона років тому, ще до виникнення спільного предка сучасних людей, неандертальців та денисівців.

Частка цієї "суперархаїчної" ДНК була вкрай незначною. У середньому вона становила приблизно 0,002% геномів, які були проаналізовані у жителів Океанії. При цьому ці фрагменти виявлялися в межах зон, що походять від денисівців.

Це вказує на те, що на початковому етапі стара популяція взаємодіяла з денисівцями. Згодом її ДНК інтегрувалася в геноми сучасних людей внаслідок змішування Homo sapiens із денисівцями. Отже, генетична спадщина могла передаватися через кілька етапів.

Популяційний генетик з Університету Колорадо в Боулдері, Фернандо Вільянеа, не був залучений до цього дослідження. Він висловив припущення, що джерелом цієї стародавньої ДНК могла бути Homo erectus. Цей вид вважається одним із найтриваліших у історії людства, адже його представники населяли різні регіони Африки та Азії, що могло сприяти їхньому контакту з предками денисівців.

Вільянеа зацікавився черепами Homo erectus, які були виявлені в Юньсяні, Китай. Ці черепи демонструють певні риси, що нагадують денисівські викопні залишки. Це відкриття може свідчити про можливість генетичного змішування між цими двома групами.

Водночас генетичного матеріалу Homo erectus збереглося дуже мало. На сьогодні науковці змогли проаналізувати лише обмежену кількість таких даних. Тому зв'язок залишається гіпотетичним.

Результати досліджень свідчать про те, що сучасна людина виникла внаслідок взаємодії кількох різних видів. Як зазначає Вільянеа, гібридизація у процесі еволюції була швидше звичним явищем, аніж винятковим. Подібні явища спостерігаються й у багатьох інших видах. Він підкреслив, що ці відкриття дозволяють відмовитися від уявлення про унікальний і цілком ізольований шлях еволюції людини. Історія Homo sapiens включала численні зустрічі, схрещування та генетичний обмін. Людські популяції не розвивалися в ізоляції.

Фрагменти ДНК двох нових ліній присутні в різних частинах людського геному. Найбільша концентрація цих фрагментів виявлена у зонах, що мають зв'язок з імунною системою та метаболічними процесами. Це може вказувати на їхню важливість для виживання.

Мурджані зазначила, що адаптація до нових збудників хвороб та джерел харчування стала одним з ключових факторів, які вплинули на еволюцію людини. Перехресне запліднення з іншими вимерлими видами могло передати Homo sapiens цінні генетичні варіації, що сприяли виживанню в нових середовищах.

Ця дослідження підкреслює кардинальний змістовний зсув у нашому сприйнятті еволюції людства. "На відміну від традиційного уявлення про просте розгалужене дерево, історія людей все більше виглядає як заплутана мережа популяцій, які пов'язані між собою через численні епізоди дивергенції, міграції та змішування", -- зазначила Мурджані.

Стрінгер висловив свою згоду з цим твердженням. Він зазначив, що ця технологія надає непрямі можливості для відновлення певних фрагментів геномів давніших людських видів, таких як Homo erectus та Homo heidelbergensis.

У майбутньому дослідники мають намір застосувати цей метод для виявлення інших "примарних" ліній. Особливий акцент буде зроблено на Африці та Південній Азії, оскільки ці території залишаються недостатньо вивченими в контексті дослідження стародавньої ДНК.

Мурджані зазначила, що цей інноваційний підхід може бути використаний не лише для людей. Він також відкриває нові можливості для вивчення еволюційної історії інших видів, у яких викопна ДНК збереглася недостатньо добре або зовсім відсутня.

Нагадаємо, що геномний аналіз також допоміг розкрити еволюційну історію печерного лева Panthera spelaea, який вимер близько 14 тисяч років тому. Науковці порівняли ДНК 12 давніх особин із Росії, Австрії та канадського Юкону з геномами 20 сучасних левів. Дослідження показало, що їхні еволюційні лінії розійшлися приблизно 1,7 мільйона років тому, хоча види час від часу схрещувалися. Генетичні відмінності печерного лева були пов'язані з ростом, зором, роботою мозку та кровоносною системою.