Генетик рассказал, как Россия стала прародиной индоевропейских языков
МОСКВА, 10 окт – РИА Новости. Известный палеогенетик Йоханнес Краузе рассказал РИА "Новости" о том, почему ученые сегодня считают степи Прикаспия родиной народов Европы, поделился мыслями о причинах почти полного вымирания Европы в конце ледникового периода, а также порассуждал о перспективе "воскрешения" средневековой чумы.
Йоханнес Краузе, палеогенетик из Института истории человека в Йене (Германия) – один из самых известных "некромантов" современности, которому удалось за последние несколько лет восстановить и изучить геномы средневековых возбудителей чумы и проказы, раскрыть тайны миграций и вымирания первых жителей Земли.
Кроме того, он обнаружил, что в конце ледникового периода фактически вся Европа вымерла и была заново заселена "северными евразийцами", поселенцами с юга России, а также нашел однозначные генетические свидетельства того, что неандертальцы были каннибалами. Обо всем этом Краузе рассказал на лекции в МГУ имени М.В. Ломоносова, которая проводилась в рамках всероссийского фестиваля Наука 0+.
— Йоханнес, недавно вы выяснили, что почти все первые жители Европы вымерли и не оставили следов в ДНК современного населения субконтинента. В чем могли быть причины такой катастрофы, вызвали ли ее болезни или климат?
— Сам по себе ледниковый период был периодом масштабных климатических изменений. Поэтому мы собственно и называем его ледниковым периодом – температуры упали на 10 градусов Цельсия, и большая часть Европы была покрыта льдом во время последнего ледникового максимума, 20 тысяч лет назад.
В то время, по сути, в Центральной Европе было невозможно жить – она представляла собой области вечной мерзлоты, покрытые тундрой и льдами.
Поэтому то, что в то время местное население полностью вымерло и было замещено новой группой людей, никого не должно удивлять. Поэтому я считаю, что болезни, в том числе и чума, вряд ли могли вызвать это вымирание, а климатические изменения – вполне могли это сделать.
— Вы и ваш коллега Дэвид Рейч показали в недавнем прошлом, что Европа была заселена несколькими волнами мигрантов, которых было или три, или четыре. Сколько их было на самом деле?
— На текущий момент у нас есть сведения о том, что первые люди появились в Европе примерно 40 тысяч лет назад. Следы этой популяции людей были найдены в Румынии в виде скелета одного человека, а также останками еще одного древнего кроманьонца, которые были открыты в окрестностях Омска, в Усть-Ишиме. Они являются на сегодняшний день древнейшими останками человека современного типа за пределами Африки.
Оба этих человека принадлежали к особой популяции древних людей, следов которых вообще не осталось в нашей ДНК. Иными словами, они не были предками современных жителей Азии и Европы. Их популяцию можно назвать первой провалившейся попыткой колонизовать мир за пределами Африки.
За ними следовали люди, подобные тем, чьи останки были найдены в окрестностях деревни Костенки в Воронежской области. Их следы уже можно заметить в ДНК последующих групп древних людей.
Со времени жизни людей в Костенках и до конца ледникового периода, который завершился примерно 15 тысяч лет назад, в генетике Европы почти ничего не поменялось. Примерно 14 тысяч лет назад в Европу проникли первые мигранты с Ближнего Востока, и затем, около 7-8 тысяч лет назад, произошла вторая волна ближневосточной миграции, принесшая с собой фермерское искусство. И последняя волна миграции, самая масштабная из них, произошла примерно пять тысяч лет назад, когда Европа была заселена жителями прикаспийских и причерноморских степей.
Проблема, на самом деле, не в подсчете волн миграции, а в самом термине. Под миграцией мы обычно понимаем перемещение больших групп людей, условно говоря, из точки А в точку Б. С другой стороны, в реальности могли происходить не массовые миграции, а просто медленная экспансия новых групп людей, распространявшихся по Европе со скоростью, скажем, пять километров в год.
Поэтому нельзя говорить о том, что древние люди в один момент вдруг сказали "мы покидаем Россию, едем в Европу", собрали вещи и поехали – этот процесс мог протекать органично и незаметно для коренных жителей субконтинента, постепенно замещая их благодаря большему числу потомства и другим факторам. Мне кажется, именно так нужно думать, когда мы рассуждаем о волнах миграции в прошлом.
— Последняя волна миграции принадлежит к так называемой Ямной культуре, существовавшей в степях на юге России и Украины. Ее представители достаточно быстро заместили европейских охотников-собирателей и первых фермеров. Обладали ли они какими-то конкретными генетическими преимуществами или их экспансия была обусловлена лишь технологическими ноу-хау?
— Как нам кажется, эти люди принесли с собой несколько новых черт. Первая из них – способность переваривать лактозу, что позволило им пить молоко во взрослые годы жизни. Этого умения у первых жителей Европы не было в принципе, а сегодня этой чертой обладает около 70% европейцев. Еще они принесли с собой гены, связанные с более высоким ростом, что так же было новшеством для Европы.
Другая важная черта – варианты генов, которые управляли цветом кожи. До пришествия носителей ямной культуры европейцы выглядели необычно, обладая темной кожей и голубыми глазами, и только последняя волна миграции принесла с собой гены, отвечавшие за светлую кожу. Учитывая то, что все эти гены подвергались положительному естественному отбору, они, скорее всего, несли с собой заметные преимущества для их обладателей. Поэтому да, можно с уверенностью говорить о том, что эти люди обладали генетическими преимуществами.
Кроме того, существуют основания полагать, что эти люди были более стойкими к заражению чумой и другими болезнями, которые они могли принести с собой в Европу и заразить ими местных жителей, которые были выкошены этими инфекциями. Но я подчеркиваю, что это всего лишь гипотеза.
— Открытия генетиков, касающиеся "каспийского" происхождения индоевропейских народов, вызывают острое неприятие у лингвистов, так как почти все они считают, что эти языки и народы зародились на территории Анатолии в Турции. Приходилось ли вам сталкиваться с ними?
— На самом деле, сейчас два таких лингвиста пишут вместе со мной статью — Рассел Грей и Пол Хаггерти, ярчайшие сторонники анатолийской гипотезы. Когда мы наконец-то встретились, поговорили и подискутировали с ними, внезапно стало ясно, что генетические данные не подтверждают ни ту, ни другую теорию!
Поэтому мне пришлось сформулировать "гибридную" теорию происхождения индо-европейских языков, которая показывает, что миграции из Турции и из понтийских степей шли практически одновременно, но по разным направлениям – из Турции в южном направлении, через острова Европы и север Африки, а из Прикаспия – через Восточную и Центральную Европу.
Эта идея, как мне кажется, позволяет объяснить и генетические изменения, произошедшие в то время, и совместить их с лингвистическими выкладками. Я уверен, что появится много людей, которые будут критиковать эту теорию, но это нормальная вещь для науки, и со временем мы придем к правильному ответу.
— Недавно вы показали, что неандертальцы были каннибалами. Мог ли их каннибализм послужить одной из причин их вымирания?
— Каннибализм вряд ли был причиной вымирания – многие виды хищников не брезгуют мясом себе подобных, к примеру, львы, и подобные пищевые привычки не ведут к их вымиранию или ослаблению как вида. Более того, всеядные существа, к числу которых принадлежим и мы, тоже часто практикуют каннибализм.
Что интересно, ни один из хищных видов животных не страдает от болезней, связанных с прионами – "коровье бешенство" и прочие их проявления являются эксклюзивной проблемой травоядных существ. В целом это логично – травоядные животные не потребляют мясо в пищу в дикой природе, и проблемы с прионами у них возникают тогда, когда мы им скармливаем мясные продукты, как это происходило с овцами в Британии два века назад. Я не думаю, что люди, в том числе и неандертальцы, были подвержены подобным болезням.
— Удалось ли вам понять, как средневековая чума, следы которой вы открыли в Марселе год назад, смогла выжить и вызвать новую вспышку болезни через почти четыре сотни лет после завершения эпидемии "Черной смерти"?
— Пока мы не знаем, где конкретно она смогла выжить, но нам удалось показать, что прародиной чумы является определенный регион в Центральной Азии, откуда она проникала в Европу несколько раз во времена античности и в средневековье. Затем этой чуме удалось обосноваться в Европе и распространиться среди какой-то популяции животных, скорее всего грызунов.
Что самое интересное, скрываясь в этом биологическом "укрытии", чумная палочка одновременно смогла вернуться назад, двигаясь через Казань и бывшую Волжскую Булгарию в Китай и другие страны Азии. Затем она начала повторно распространяться и проникла фактически во все страны Земли в 18 и 19 веках.
Как я считаю, эти микробы продолжали вызывать эпидемии, просто мы о них не знаем – в эти времена и в Азии почти не велось хроник, и мы даже не знаем, возникали ли вспышки чумы в степях Азии во времена "Черной смерти".
— Планируете ли вы действительно "воскресить" чумную палочку, вызвавшую средневековую эпидемию?
— Это в принципе можно осуществить, однако вам для этого потребуется специальная лаборатория, способная поддерживать самые высокие уровни биобезопасности. Я, честно, не знаю, зачем такие вещи нужно делать, и у меня нет планов по проведению подобных экспериментов.
— Российские генетики, участвовавшие в реконструкции генома "северного евразийца" из Костенок, рассказывали о том, что ДНК этого древнейшего жителя европейской части России было невероятно сложно восстановить из-за того, как они хранились и обрабатывались ранее. Приходилось ли вам встречаться с другими подобными проблемами в России?
— Нет, на самом деле проблем нет. Наоборот, геном из Костенок и другие образцы древней ДНК из России, относящиеся к этому периоду, сохранились удивительно хорошо – здесь хороший "северный" климат для сохранения обрывков генома. В частности, эта ДНК была реконструирована с 20х точностью, а геномы из костей со стоянок Костенки-15 и Костенки-21 тоже неплохо сохранились.
Другие известные останки древних людей, в том числе знаменитые кости из Сунгира и прочих плейстоценовых стоянок гоминид, тоже дошли до нас в хорошем состоянии. На самом деле, большая часть информации по геномам древних людей и наших ближайших родичей, которую сегодня можно найти, была получена благодаря костям из России, того же Алтая, где были найдены кости денисовцев и неандертальцев. Так что жаловаться, в принципе, не на что.
— Ваш коллега-"некромант" Эске Виллерслев несколько лет назад смог извлечь фрагменты ДНК из костей лошади, пролежавших в вечной мерзлоте около 700 тысяч лет. Существует ли какой-то предел на то, насколько далеко мы сможем вернуться в историю, изучая ДНК древних животных и людей?
— Скорее всего, нам будет крайне сложно перешагнуть через рубеж в миллион лет, но в принципе, ничто не мешает нам восстановить геномы возрастом в миллион лет. Проблема, однако, заключается в том, что люди никогда не достигали северных широт, где ДНК лучше всего сохраняется, фактически до текущего времени.
К примеру, неандертальцы никогда заходили на север дальше, чем Алтай или центральные районы Германии. Сибирь и Аляска не были заселены до тех пор, пока туда не проникли представители нашего вида, и поэтому мы не сможем, к примеру, восстановить геномы афарских австралопитеков или прямоходящих людей, которые в Сибирь просто не забредали. Это печально, но ситуацию тут никак не изменить.
Конечно, иногда нам везет – недавно коллегам из Института эволюционной антропологии удалось извлечь ДНК из костей древних гоминид, живших в знаменитой пещере Сима де Лос Уэсос, "яме костей" примерно 430 тысяч лет назад. Там сложились уникальные условия, которые позволили ДНК дожить до наших дней, и если где-то есть похожие условия, то нам может повезти и с другими видами древних людей.
Поэтому я уверен и надеюсь на то, что в ближайшие 10 лет у нас на руках появится ДНК Homo erectus и других древних гоминид.
Генетики: в конце ледникового периода почти вся Европа вымерла
Генетики из Германии восстановили десятки фрагментов ДНК древних кроманьонцев, котроые рассказали им о том, что примерно 14,5 тысяч лет назад почти все население Европы вымерло и было замещено "пришельцами" с севера или юга.
МОСКВА, 4 фев – РИА Новости. Анализ ДНК древних людей, живших в Европе 30-11 тысяч лет назад, рассказал генетикам о масштабной катастрофе в регионе в конце последнего периода оледенения, в результате которой почти все ее население вымерло, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.
"Мы раскрыли совершенно новую страницу в истории человечества, которая рассказывает нам о том, что почти вся Европа была заново заселена в конце последнего ледникового периода. У нас почти не было генетических данных, относящихся к этому периоду, и поэтому мы почти ничего не знали о том, что происходило с первыми жителями Европы", — заявил Йоханнес Краузе (Johannes Krause) из Института эволюционной антропологии в Лейпциге (Германия).
Краузе и его коллеги пришли к такому выводу, "воскресив" и прочитав обрывки древней ДНК человека, извлеченной из образцов костей и зубов 35 кроманьонцев, чьи останки были недавно найдены в Бельгии, Чехии, Румынии и в Италии.
Ученых интересовала так называемая митохондриальная ДНК – небольшой сегмент генома, содержащийся в "энергостанциях" клетки, митохондриях. Эта ДНК передается вместе с митохондриями от матери к ее детям, что позволяет устанавливать родственные связи между популяциями людей и использовать мтДНК для изучения истории их миграций.
Сегодня, как отмечает Краузе, существует две больших группы мтДНК – гаплогруппа М, носителями которой являются народы Азии и индейцы Нового Света, и гаплогруппа N, к которой относятся европейские народы и их потомки, но при этом она встречается и среди азиатских народов.
Наличие этих гаплогрупп долгое время заставляло ученых считать, что человечество мигрировало из Африки "волнами" – сначала ее покинули предки индейцев и азиатов, и лишь потом, после остановки на Ближнем Востоке, где гаплогруппа М исчезла из популяции будущих европейцев, человек колонизировал Европу.
Анализ, проведенный Краузе и его коллегами, показывает, что все происходило иначе. ДНК древних людей, живших в Европе до наступления последнего ледникового периода, который начался 24 тысячи лет назад и закончился 11 тысяч лет назад, на самом деле содержит и следы гаплогруппы М, и ряда других гаплогрупп – U5, R – которых сегодня в Европе просто не существует, кроме северных районов Скандинавии и России.
Почти все эти гаплогруппы исчезли с наступлением оледенения, в результате, как считают ученые, резкого сокращения в численности населения и вынужденной миграции на юг под давлением наступающих льдов.
Примерно 14,5 тысяч лет назад, когда льды начали отступать, последние остатки охотников собирателей по каким-то причинам полностью исчезли, уступив место новым "пришельцам". Ими могли быть как новые мигранты с Ближнего Востока, так и "северные евразийцы" и прочие популяции кроманьонцев, "перезимовавшие" ледниковый период на севере Европы.
Это таинственное исчезновение первых европейцев и присутствие гаплогруппы М в регионе говорит о том, как считает Краузе, что человечество покидало Африку не волнами, мигрируя в разные части Старого и Нового Света, а одновременно. Это, если верить данным по мелким мутациям в мтДНК, произошло примерно 55 тысяч лет назад, что вполне укладывается в археологические свидетельства о первых миграциях людей, заключают ученые.
Генетики доказали, что "денисовцы" древнее алтайских неандертальцев
МОСКВА, 28 апр – РИА Новости. Генетики научились находить следы ДНК древних людей в почве пещер, где они долго жили, и использовали эту методику для изучения диеты первых жителей Европы и демонстрации того, что денисовцы появились на Алтае раньше, чем неандертальцы, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
"Мы знали, что определенные минералы и химические вещества в осадочных породах могут "склеиваться" с молекулами ДНК. Мы решили проверить, может ли человеческая ДНК выжить в почве тех стоянок древних людей и пещер, где, как мы уже и так знаем, жили древние люди", — рассказывает Маттиас Мейер (Matthias Meyer) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге (Германия).
Следы человечества
В декабре 2010 года знаменитый палеогенетик Сванте Паабо заявил об открытии "третьего" вида людей, чьи останки были найдены в российской Денисовой пещере на Алтае. Это открытие было совершено благодаря "воскрешению" обрывков генома, сохранившихся в трех фрагментах костей древнего человека — фаланговой кости пальца и двух зубах, найденных в пещере. Как изначально считали ученые, найденные ими "денисовцы" были родичами неандертальцев, которые жили в пещере примерно 50 тысяч лет назад.
Впоследствии появились намеки на то, что "денисовцы" возникли гораздо раньше, чем предполагали ученые, и были отдельным подвидом людей, следы ДНК которых остались в геномах современных полинезийцев, индейцев Южной Америки и ряда народов Юго-Восточной Азии.
Расследуя историю отношений между денисовцами и неандертальцами, Мейер и его коллеги задумались о том, можно ли найти следы ДНК тех и других древних людей в почве пещеры и разобраться, в какие моменты времени они там жили.
Как объясняют генетики, человек постоянно "сорит" своей ДНК – наша кожа постоянно отшелушивается, волосы опадают, и фактически все продукты жизнедеятельности содержат в себе обрывки нашего генома. Если человек будет жить долго в одном месте, то его генетические следы, в принципе, могут дожить до наших дней в глубинных слоях почвы, сформировавшихся десятки и сотни тысяч лет назад.
Руководствуясь этой идеей, Мейер и его коллеги собрали образцы почвы из семи самых известных пещер Европы и Азии, где жили неандертальцы, "денисовцы" и другие древние люди на протяжении последних 500 тысяч лет, и проверили, сохранилось ли что-то внутри них.
Генетический ключ истории
Как оказалось, таких следов в почве пещер содержится достаточно много – команде Мейера удалось найти большое количество обрывков человеческой митохондриальной ДНК, генетического кода клеточных "энергостанций", в каждой из семи пещер в России и странах Европы.
Более того, в отдельных пещерах этих следов оказалось так много, что ученым удалось восстановить историю жизни людей в них, а также понять, жили ли в них родичи или представители разных семейств древних кузенов человека. К примеру, следы "денисовцев" появляются в почвах Денисовой пещеры первыми, около 170 тысяч лет назад, а неандертальцы появились там гораздо позже. Как отмечают ученые, найденные ими обрывки ДНК являются самым древним на сегодняшний день следом существования "денисовцев".
Как отмечает Карлес Лалуэза-Фокс (Carles Lalueza-Fox), один из авторов открытия, им удалось найти следы ДНК не только человека, но и других животных. Их присутствие, по его словам, позволяет определить, какой пищей питались древние люди и какие животные могли "воевать" с ними за жизнь в удобных и сухих пещерах.
К примеру, авторы статьи нашли во многих пещерах обрывки ДНК мамонтов, а в хорватской пещере Виндия – следы генома пещерных медведей, которых, как считают сегодня ученые, наши предки уничтожили примерно 25 тысяч лет назад.
Только в одной пещере – испанской Эль-Сидрон следы животных не были найдены. С чем это связано, ученые пока не знают, однако это хорошо укладывается в то, что в данной пещере находили только останки неандертальцев, но не животные. Это может объясняться и тем, что жители Эль-Сидрон, по мнению некоторых ученых, были каннибалами, или же тем, что пещера была предназначена для захоронения тел умерших родственников, и в ней никто постоянно не жил.
Ученые нашли "живую" ДНК денисовцев в геномах меланезицев
Международный коллектив генетиков обнаружил в образцах крови меланезийцев необычно большую долю ДНК денисовцев и неандертальцев, изучение которых может раскрыть тайны древнейшей эволюции человека.
МОСКВА, 18 мар – РИА Новости. Генетики выяснили, что работоспособные сегменты ДНК денисовцев, древних людей из Денисовой пещеры на Алтае, скрываются в геноме меланезийцев и жителей некоторых тихоокеанских островов, изучение которых может раскрыть тайны древнейшей эволюции человека, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
"Я крайне удивлен, что носители неандертальских и денисовских геномов могли достичь столь далеких уголков Земли. Мы знаем, что люди жили на этих островах как минимум 48 тысяч лет, но никому раньше не удавалось их связать с другими регионами Земли. Если сравнить ДНК этих людей, то они не будут похожими ни на одну другую группу геномов. Похоже, что они жили в изоляции крайне долгое время", — заявил Эндрю Мерриуезер (Andrew Merriwether) из университета Бингхэмтона (Великобритания).
Мерриуезер и его коллеги, в том числе и знаменитый палеогенетик Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии в Лейпциге (Германия), совершили это открытие, изучив ДНК из образцов крови меланезийцев, которые британский ученый собрал более 15 лет назад в ходе одной из экспедиций на острова Тихого океана, расположенные у берегов Новой Гвинеи.
Образцы ДНК людей, живущих на островах архипелага Бисмарка, таили в себе сюрприз – ученым удалось найти в них большое количество полноценных "обрывков" ДНК неандертальцев и денисовцев, не содержавших в себе вкраплений человеческих генов.
В общей сложности, геномы 35 меланезийцев содержали в себе примерно 1,32 миллиарда "букв"-нуклеотидов, унаследованных от неандертальцев, и примерно 300 миллионов нуклеотидов в денисовских фрагментах ДНК. Это крайне необычные цифры – первая означает, что неандертальские цепочки нуклеотидов занимают в общем примерно треть от их ДНК, а денисовские сегменты – примерно 10%.
Подобное открытие стало большой неожиданностью для ученых – по современным оценкам, геном человека в среднем содержит 2-4% неандертальской ДНК и незначительные следы денисовских генов, доля которых достигает 1-3% для жителей Океании и Полинезии.
Столь высокая доля ДНК древних людей в геномах меланезийцев ставит перед учеными множество вопросов. Пока не понятно, как денисовцы и неандертальцы могли проникнуть на эти острова, как их встретили предки современных жителей архипелага. Главным вопросом, по словам Мерриуэзера, является то, почему они провели почти 50 тысяч лет в полной изоляции от внешнего мира, на что указывает большая доля ДНК "кузенов" Homo sapiens и большая длина подобных вкраплений
Помимо "живой" неандертальской и денисовской ДНК, ученые открыли еще одну интересную особенность в геномах меланезийцев – своеобразные "мертвые зоны", где гены "кузенов" Homo sapiens никогда не замещали их человеческие аналоги. В их число входит тот участок ДНК, где находится ген речи FOXP2, а также ряд других сегментов генома, связанных с аутизмом и работой мозга.
Как надеются авторы статьи, дальнейшее изучение и каталогизация геномов жителей Океании и других малодоступных уголков Земли поможет нам найти и восстановить еще больше фрагментов ДНК древних людей, изучение которых позволит генетикам и палеонтологам понять, как они развивались, где они жили и как они мигрировали и контактировали друг с другом.