Первая известная семья неандертальцев из сибирской пещеры

Журнал Nature посвятил публикацию древнейшим обитателям Сибири. Международной команде Института эволюционной антропологии Макса Планка и Института археологии и этнографии СО РАН удалось установить последовательность ДНК нескольких особей самой восточной неандертальской популяции в Сибири.

Среди останков 13 неандертальцев исследователи выявили кости, принадлежащие одним и тем же индивидам, определили степень их родства. Оказалось, в этой группе были отец и его дочь-подросток. Исследователи по данным геномов получили представление об организации древнего сообщества. Общины неандертальцев были небольшими в 10-20 членов и связаны, в основном, через брачный обмен женскими особями. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ.

Зуб неандертальца (фото: Институт археологии и этнографии СО РАН)
Зуб неандертальца (фото: Институт археологии и этнографии СО РАН)

Первая семья неандертальцев

В 2010 году был опубликован первый геном неандертальца, с тех пор исследователи из института Макса Планка секвенировали еще 15 геномов из 14 археологических памятников Евразии. Однако, об отдельных неандертальских сообществах исследователям известно все еще мало. Поэтому ученые вновь обратились к материалам юга Сибири, региона, известного сохранностью и качеством древней ДНК палеолитических памятников (например, известной Денисовой пещере, где впервые были обнаружены денисовцы). Благодаря Денисовой пещере стало известно, что неандертальцы и денисовцы появлялись в регионе неоднократно, на протяжении сотен тысяч лет. Неандертальцы и денисовцы могли иметь совместных детей: была найдена кость ребенка, чьим отцом был денисовец, а матерью — неандерталка. 

Для нового исследования взяли образцы костей неандертальцев пещер Чагырская и Окладникова на Алтае, исследовавшихся командами ИАЭТ СО РАН под руководством академика РАН А.П.Деревянко и члена-корреспондента РАН А.И.Кривошапкина. Раскопки пещер проводились под руководством доктора исторических наук С.В. Маркина и доктора исторических наук К.А. Колобовой. Неандертальцы жили в этих пещерах 60-50 тысяч лет назад, но недолгий отрезок времени: обнаружено множество потенциально одновременных останков. Исследователи смогли извлечь ДНК из 17 останков неандертальцев — самое большое количество, когда-либо секвенированных в рамках одного исследования. Генетический анализ проводился при участии Сванте Паабо, получившего в 2022 году Нобелевскую премию по медицине и физиологии за изучение древней ДНК.

Чагырская пещера раскапывалась последних 14 лет. Помимо тысяч каменных орудий и костей животных, археологи обнаружили более 80 антропологических фрагментов неандертальцев — одно из крупнейших скоплений этих ископаемых людей не только в регионе, но и в мире. Неандертальцы в пещерах Чагырская и Окладникова охотились на бизонов, лошадей, других животных, мигрировавших по долинам рек, где расположены пещеры. Сырье для каменных орудий они собирали и рядом с пещерами, так и в десятках километрах от них. Наличие одного и того же сырья для орудий в пещерах Чагырской и Окладникова подтверждает генетические данные, что населявшие их группы тесно связаны.

Предыдущие исследования фаланги пальца ноги из Денисовой пещеры показали, что неандертальцы жили на Алтае и гораздо раньше, около 120 тысяч лет назад. Однако, генетические данные говорят, что неандертальцы пещер Чагырская и Окладникова не потомки этих более ранних групп, а ближе к поздним европейским неандертальцам. Это подтверждается археологическими материалами: каменные орудия из Чагырской пещеры наиболее похожи на микокскую культуру, известную в Германии, Восточной Европе и в Крыму.

Чагырская пещера на Алтае (фото: РАН)
Чагырская пещера на Алтае (фото: РАН)

Новое исследование установило, что 17 костей из пещер Чагырской и Окладникова, принадлежали 13 неандертальцам — 7 из них мужского пола и 6 — женского. В группе было 8 взрослых, 5 детей и подростков. В их митохондриальной ДНК обнаружено несколько гетероплазмий — особых генетических вариантов, сохраняющихся лишь в течение небольшого числа поколений, которые были общими между ними.

Популяция неандертальцев на самой восточной окраине их ойкумены

Среди исследованных костей ученые обнаружили останки отца-неандертальца и его дочери-подростка. А двое человек были связаны второй степенью родства: одному из мальчиков найденная взрослая женщина приходилась двоюродной сестрой, тетей или бабушкой. Находки гетероплазмий и родственных особей позволили сделать вывод, что все неандертальцы в Чагырской пещере жили и умерли примерно в одно время. 

Лауритс Сков, первый автор этого исследования, отмечает, что впервые удалось  использовать генетику для изучения социальной организации неандертальской общины. Оказалось, все неандертальцы имели крайне низкое генетическое разнообразие внутри сообщества, соответствующее размеру группы в 10-20 человек. Это намного ниже, чем в любом древнем или современном человеческом сообществе, и скорее сопоставимо с видами, находящимися на грани вымирания.

Однако, неандертальцы не жили в полностью изолированных сообществах. Сравнив генетическое разнообразие Y-хромосомы (наследуется от отца к сыну) с разнообразием митохондриальной ДНК (наследуемой от матери), исследователи ответили на вопрос, кто перемещался между пещерами — мужчины или женщины? Обнаружили, что митохондриальное генетическое разнообразие было на порядок выше, чем разнообразие Y- хромосомы, значит, сообщества неандертальцев были связаны в основном миграцией женщин. Однако, эти миграции, похоже, не затрагивали денисовцев, несмотря на близкое соседство — исследователи проверили на глубину 20 тысяч лет до жизни этой популяции поздних неандертальцев и не нашли никаких свидетельств потока денисовских генов.

Директор Института археологии и этнографии СО РАН Андрей Кривошапкин отметил значимость исследования: При помощи полученных данных ученые вышли на совершенно новый этап в интерпретации жизни древних сообществ: от фиксации изменений материальной культуры до понимания популяционной динамики и взаимоотношений как внутри социума, так и между сообществами, населявшими Южную Сибирь.

Исследование оказалось возможной благодаря совместной работе учёных России, Германии, Канады, Израиля, Польши, Австрии, Австралии, Италии и др.