Расшифровка древней ДНК четырех детей, живших тысячи лет назад в западном Камеруне, вскрыла еще больше вопросов

Первые древние геномы из Западной Африки раскрывают сложность происхождения человека. Ученые проанализировали генетический код четырех человек, захороненных примерно 3000 и 8000 лет назад в Камеруне. Древнее ДНК создало больше вопросов, чем ответов.

Неожиданная удача

Десятки тысяч лет назад люди искали убежище от стихии в каменистых пещерах рядом с западным побережьем Африки. Они делали каменные орудия труда, ели свежую добычу и собирали растения. Также они хоронили своих умерших соплеменников. Некоторые из этих людей, возможно, стали основоположниками группы бантоидных языков, на которых сейчас говорят сотни миллионов человек по всему континенту.

Однако точная информация о захороненных останках долгое время была не ясна. Многие из костей были погребены в кислой почве и были разрушены в результате жаркого и влажного климата. До сих пор ученым не удавалось вычленить ни одного ДНК-кода - до недавнего времени.

В прошлом месяце ученые объявили о том, что им удалось успешно секвенировать первые геномы из этой местности. Результаты дают новую информацию о сложной эволюции человека, но пока все равно оставляют больше вопросов, чем ответов.

«Когда я получил электронное письмо из лаборатории, в котором говорилось, что у нас есть эти невероятные высококачественные результаты, моя челюсть просто отвисла», - говорит автор исследования Мэри Прендергаст, антрополог из Университета Сент-Луиса в Мадриде.

Секвенирование генома

Анализ был сосредоточен на ДНК четырех древних людей, останки которых были обнаружены в районе Шум Лака на западе Камеруна. Ученые секвенировали полный геном восьмилетнего мальчика, похороненного около 3000 лет назад, и 15-летнего мальчика, который жил около 8 000 лет назад. Они также сделали SNP-анализ двух четырехлетних детей, которые жили примерно в том же периоде.

Сравнение древней ДНК с современным генетическим кодом людей выявило несколько сюрпризов. Во-первых, эти люди из Шум Лака никак не связаны с современными поселенцами, живущими в Западом Камеруне или нынешними носителями банту, которые составляют примерно треть африканцев на данный момент. Раньше предполагалось, что их предки появились именно в районе Шум Лака, однако секвенирование опровергает этот факт.

Происхождение человека

Карина Шлебуш, эволюционный генетик из Швеции, заинтригована результатом и называет находку ученых «желанным дополнением» к растущей информации о древних людях, живших в Африке. Но она также предостерегает людей от поспешных выводов. Несколько тысяч лет назад на территории континента жило множество популяций, и пока что ученые не знают точно, как они смешивались на протяжении сотен тысяч лет. «Я думаю, что у нас есть еще много работы и рано выносить окончательный вердикт», - сказала она.

В целом находка ученых только вносит запутанность и разочарование в стройные нити анализа древней ДНК. Если до этого у исследователей была логичная система, то с появлением новых данных она заметно пошатнулась. «Вы можете войти с одним набором вопросов и выйти с очень разным набором ответов, которые вызывают еще больше вопросов», - говорит Мэри.

Драгоценный генетический груз

Добавление древней ДНК к картине эволюции поможет выявить те человеческие популяции, которые давно исчезли, но чьи генетические следы можно найти в ДНК у их дальних родственников. «Это дает нам доступ к дополнительным ветвям генетического древа человека», - объясняет Марк Липсон, генетик из Гарвардской Медицинской школы в Бостоне.

В рамках нового исследования Мэри и ее коллеги заинтересовались тем, как изменялась численность населения в Африке, когда охота и собирательство уступили место сельскому хозяйству и скотоводству. Это произошло примерно 4000 лет назад. Шум Лак оказался идеальным местом для изучения этого перехода. В то время, как на этом участке отсутствуют прямые свидетельства земледелия, пара захоронений соответствует периоду, когда произошел этот переход. Одним останкам примерно 8000 лет, а другим - 3000 лет. Примерно в то же время языки банту стали распространяться среди населения Африки.

Чтобы оптимизировать свои шансы на успех, исследователи решили получить ДНК из височной кости, у которой очень плотная текстура. Твердость этой части обеспечивает дополнительную защиту тонких спиралей ДНК от разрушительного тепла и кислых почв региона. Им удалось получить качественный генетический материал. Ученые также проанализировали ДНК 63 современных людей, живущих неподалеку от Камеруна, для сравнения.

Неожиданные связи

Результаты оказались совсем не такими, как ожидали. Несмотря на то что четыре человека, чьи останки послужили материалов для исследования, жили с разницей примерно 5000 лет, у них была удивительно схожая генетика. Каждая пара также, как оказалось, состояла в родственных отношениях. Пара людей, умерших 3000 лет назад, были, вероятно, дядей и племянницей. Другие люди, умершие 8000 лет назад, тоже были родственниками: например, двоюродными братом и сестрой, когда-то жившими вместе. «Может быть, мы нашли что-то вроде семейного кладбища, - предполагает Мэри. - Возможно, есть что-то, что пока недоступно нашему пониманию».

Разветвление

Более того, четыре индивидуума из племени Шум Лака не были связаны генетически с современными жителями, живущими рядом с Западным Камерном, а также с древними искателями приключений, путешествующих по Африке несколько тысяч лет назад. Судя по сведениям ученых, они были скорее ближе к охотникам-собирателям из Центральной Африки.

«Это, безусловно, проливает свет на историю популяций из Африки, - говорит Сара Тишкофф, эволюционный генетик. - Однако в этом результате нет ничего удивительного, поскольку потомки охотников и собирателей все еще живут в Камеруне сегодня, и вполне вероятно, что их диапазон обитания в прошлом был шире». Результаты анализа этих четырех человек не исключают возможности того, что языки банту возникли именно в этой области. Возможно, в этом районе одновременно проживало несколько различных групп.

Глубокие корни

Во второй части исследования команда изучила историю людей, живших в Африке, чтобы выяснить, как люди из Шум Лака вписываются в семейное древо гомининов. Их корни прочно укрепились на континенте, беря свое начало около 2,8 миллиона лет назад. Наш вид, Homo sapiens, разветвился примерно 260 тысяч лет назад. Тем не менее множество ветвей переплетаются между собой, образовывая структуру гораздо сложнее, чем мы считали раньше.

Команда разработала модель, которая включает генетическую информацию от нескольких современных людей из Африки, останки 4500-летней давности из Эфиопии, трех древних южноамериканцев возрастом примерно 2000 лет, четырех родственников из Шум Лака, а также шимпанзе и неандертальца из Франции. Эта генетическая модель указывает на то, что примерно 200 000 лет назад возникло несколько ветвей.

Одна из них - генетическая линия охотников-собирателей в Центральной Африке. Другая ветвь включает в себя популяцию современных людей. Последняя ветвь ведет к населению Восточной и Западной Африки, включая группу, которая в конечном итоге распространилась по всему миру.

Итоги

Однако ученые предупреждают, что для подтверждения полученного результата необходим дополнительный анализ. Существует множество гипотез, которые предстоит изучить ученым. Кроме того, для окончательных выводов недостаточно данных. Дополнительные исследования геномов необходимы, чтобы сделать туманные детали происхождения человека немного яснее, выяснить отношения между популяциями и сроки расщеплений на разные ветви.