Впервые извлеченный генетический материал Homo erectus выявил связь с денисовцами

Ученым впервые удалось извлечь и проанализировать генетический материал из Homo erectus — древнего человеческого предка и первого представителя рода Homo, покинувшего Африку. Исследование, опубликованное во вторник в журнале "Nature", описывает извлечение белковых молекул из зубной эмали возрастом около 400 000 лет, найденной на трех археологических объектах в Китае. Результаты показывают, что H. erectus скрещивался с денисовцами и передал генетические варианты, которые встречаются и у части современных людей.

Древние зубы, современные методы

Команда под руководством Цяомей Фу из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук проанализировала зубы шести особей вида H. erectus — пять мужчин и одна женщина, найденные на объектах "Чжоукоудянь" (знаменитое местонахождение "пекинского человека"), "Хэсянь" и "Сунцзядун".

Поскольку окаменелые останки древних гомининов незаменимы и чрезвычайно ценны, ученые разработали малодеструктивный метод взятия проб, основанный на кислотном травлении. Он позволяет извлечь молекулярную информацию, не нарушая макроскопическую структуру зубов.

В эмалевом белке амелобластине (AMBN) в шести пробах были обнаружены два варианта аминокислот. Первый, "AMBN(A253G)", никогда ранее не наблюдался у людей или других приматов и, по-видимому, является молекулярным маркером, уникальным для популяций восточноазиатского H. erectus. Это первое доказательство того, что особи из трех китайских местонахождений принадлежат к одной эволюционной популяции.

Второй вариант, "AMBN(M273V)", ранее считался характерным исключительно для денисовцев, но теперь стало ясно, что он присутствовал и у H. erectus.

Доисторический "любовный треугольник"

Наличие "AMBN(M273V)" как у H. erectus, так и у денисовцев, указывает на скрещивание между двумя группами во время их длительного совместного существования в Восточной Азии.

По мнению авторов, этот вариант вероятнее всего попал в линию денисовцев путем смешивания популяций, а позже был передан некоторым современным человеческим группам в Юго-Восточной Азии и Океании при дальнейшем скрещивании между H. sapiens и денисовцами.

Крис Стрингер, палеоантрополог из Лондонского музея естественной истории, который не участвовал в исследовании, называет результаты "очень интересными и важными". В беседе с "Gizmodo" он отмечает, что "в Китае, вероятно, было по меньшей мере 200 000 лет совместного существования между последними популяциями H. erectus и ранней линией денисовцев", что давало "множество возможностей для скрещивания между этими линиями".

За пределами ДНК: новые горизонты палеопротеомики

Исследование также отмечает серьезный прогресс в палеопротеомике — науке о секвенировании древних белков, которые сохраняются значительно дольше, чем ДНК.

В то время как самые старые на сегодняшний день извлеченные образцы древней ДНК имеют возраст около 2 миллионов лет, белки зубной эмали могут сохраняться еще дольше и в более экстремальных условиях. Это открывает окно в эволюционную историю видов, от которых не осталось неповрежденного генетического материала.

Команда разработала новые вычислительные и экспериментальные инструменты, включая метод определения пола древних гомининов, основанный на специфическом для мужчин эмалевом белке "AMELY". Эти подходы расширяют возможности реконструкции биологии и демографии вымерших популяций.

Катерина Харвати-Папатеодору, директор отдела "Палеоантропология" в Тюбингенском университете, прокомментировала "Gizmodo", что работа "проливает важный свет на отношения между H. erectus и денисовцами" и добавляет "значимую новую информацию к дискуссии об эволюции человека в Азии".