Денни, дочь двух племен

Подготовила Елена Клещенко

Палеогенетики из Института эволюционной антропологии Макса Планка Сванте Пэабо, Вивиан Слон и их коллеги секвенировали геном человека, фрагмент кости которого был найден в Денисовой пещере на Алтае. Было известно и ранее, что в этих местах обитали как неандертальцы, так и денисовцы — вымерший вид или подвид рода Homo, впервые идентифицированный  в 2008 году по анализу ДНК из фаланги пальца. Но этот человек, которому ученые дали имя Денни, оказался потомком неандертальской женщины и мужчины-денисовца. Линии неандертальцев и денисовцев разошлись около 390 000 лет назад, хотя доказано, что после этого между ними происходила гибридизация, так же, как у кроманьонцев с неандертальцами и с денисовцами. Как сказала Вивиан Слон, было понятно, что скрещивание имело место, но никто не ожидал такой удачи — найти потомка скрещивания в первом поколении, наполовину неандертальца, наполовину денисовца. В число соавторов статьи вошли сотрудники новосибирского Института археологии и этнографии РАН.

Костный фрагмент Denisova 11 был найден в 2012 году, результаты его исследования  описаны в Nature, в совместной статье британских, немецких и российских ученых 2016 года. С помощью радиоуглеродного датирования установили, что его возраст превышает 50 000 лет; впоследствии более точная датировка дала 90 000. По фингерпринту пептидов коллагена определили, что кость принадлежит гоминине, а его митохондриальная ДНК (которая передается по материнской линии) оказалась неандертальской. По размерам кости предположили, что индивиду на момент смерти было около 13 лет.

В новой работе была изучена геномная ДНК. Экстракция ДНК проводилась шесть раз, исследователи получили 10 библиотек ДНК, геном отсеквенировали со средним покрытием 2,6 на платформах Illumina MiSeq и HiSeq 2500. Исходя из покрытия для Х-хромосомы по сравнению с аутомосами, авторы работы сделали вывод, что индивид был женского пола. Загрязнение современной ДНК не превышало 1,7%.

Но самые интересные результаты показало сравнение с неандертальскими и денисовскими геномами: 38,6% фрагментов несли неандертальские аллели, а 42,3% — денисовские.

Этот результат допускал несколько толкований: ребенок мог принадлежать к смешанной популяции, или родители могли быть чистокровными представителями двух групп. Однако распределение неандертальских и денисовских аллелей больше всего походило на то, который наблюдалось бы у гибрида первого поколения, если бы неандертальская копия каждого гена была получена от матери, а денисовская от отца. (О том, что неандертальские гены получены по женской линии, говорит исследование мтДНК.)

Что касается неандертальских аллелей, в 12% случаев они были теми же, что в геноме неандертальской женщины с Алтая, которая жила в тех же местах 120 000 лет назад, то есть примерно на 30 000 лет раньше, чем Денни и ее родители, и в 19,6% — теми же, что в геноме неандертальца Vindija 33.19 из пещеры Виндия в Хорватии, который жил намного позднее, около 55 000 лет назад,. Это позволяет предположить, что мать девочки-полукровки происходит из группы, более тесно связанной генетически с неандертальцами из Виндии, чем с алтайскими.

Также установлено, что у отца-денисовца был и неандертальский предок, хотя и очень давно — за 300—600 поколений до него, и этот неандертальский пращур генетически не связан с группами, из которых происходит мать-неандерталка.

Как отмечал Сванте Пэабо, сперва он сам не поверил данным, полученным коллегами, и решил, что они в чем-то ошиблись. Выглядело невероятным, что среди очень немногочисленных древних людей, чьи геномы на сегодня отсеквенированы, мог оказаться ребенок «чистокровных» неандерталки и денисовца. Однако в свете новых данных можно предположить, что гибридизация между различными группами гоминин не была редкостью. «Неандертальцы и денисовцы, вероятно, имели не так много шансов встретиться. Но раз уж это произошло, они должны были скрещиваться часто — намного чаще, чем мы думали».

Источники

Viviane Slon, Fabrizio Mafessoni, Benjamin Vernot, Cesare de Filippo, Steffi Grote, Bence Viola, Mateja Hajdinjak, Stéphane Peyrégne, Sarah Nagel, Samantha Brown, Katerina Douka, Tom Higham, Maxim B. Kozlikin, Michael V. Shunkov, Anatoly P. Derevianko, Janet Kelso, Matthias Meyer, Kay Prüfer, Svante Pääbo. // The genome of the offspring of a Neanderthal mother and a Denisovan father. // Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0455-x

Matthew Warren // Mum’s a Neanderthal, Dad’s a Denisovan: First discovery of an ancient-human hybrid. // Nature 560, 417-418 (2018) // DOI: 10.1038/d41586-018-06004-0

Пресс-релиз Общества Макса Планка