900 тыс. лет назад наши предки могли оказаться на грани вымирания

Недавно проведенные геномные исследования пролили свет на критический период в истории человечества, когда наши предки были близки к вымиранию. Около 900 000 лет назад численность человеческой популяции резко сократилась, что привело к снижению числа репродуктивных особей до угрожающего уровня. Полученные результаты, подтвержденные результатами ряда исследований, позволяют предположить, что причиной такого сокращения могли быть суровые климатические явления.

Это открытие ставит новые вопросы о выживаемости и приспособляемости наших предков перед лицом серьезных экологических проблем.

История человечества изобилует загадками и открытиями, которые определяют наше понимание эволюции. Среди этих загадок в настоящее время внимание исследователей привлекает важнейший период около 900 тыс. лет назад. Согласно последним геномным исследованиям, наши предки пережили резкое сокращение численности населения, близкое к вымиранию.

Это открытие, основанное на анализе тысяч современных людей, погружает нас в эпоху, когда климатические проблемы стали серьезным испытанием для жизнестойкости наших предшественников. Оно не только переворачивает наше представление об истории человечества, но и ставит вопросы об экологических проблемах современности и их влиянии на нашу эволюцию. Работа Ванцзе Ху (Wangjie Hu) из Китайской академии наук и его коллег опубликована в журнале Science.

Раскрыта тайна предков

Исследователи провели геномный анализ на основе более чем 3000 современных людей. Секвенирование ДНК позволило прочесть порядок расположения генетических оснований и выявить специфические вариации. Эти вариации позволяют получить информацию о численности и разнообразии популяции в разные периоды истории.

В практическом плане команда разработала новый метод, названный быстрым процессом коалесценции в бесконечно малом времени (FitCoal), который позволяет обойти накопление численных ошибок, обычно связанных с попытками разгадать события прошлого. С помощью FitCoal они проанализировали геномные данные 3154 человек по всему миру из 10 африканских и 40 неафриканских популяций, изучив, как генетические линии расходились с течением времени.

Изучив эти вариации, исследователи обнаружили период (примерно с 930 тыс. до 813 тыс. лет назад), когда генетическое разнообразие было крайне низким (потеря разнообразия достигала 65,85%), что свидетельствует о резком сокращении человеческой популяции. Это был потрясающий демографический спад на 98,7%, который продолжался 117 тыс. лет. Этот период, когда наши предки были представлены всего лишь 1280 репродуктивными особями, характеризовался заметным снижением генетической изменчивости. Для интерпретации полученных результатов исследователи объединили результаты генетических исследований с ископаемыми и климатическими данными, что позволило получить уникальное представление об этом важнейшем периоде в истории человечества.

Капризы климата

Что могло привести к резкому сокращению численности населения? Ответы на эти вопросы невозможно найти в генетических данных, однако ученым известно, что рассматриваемый период (около 900 тыс. лет назад) соответствует эпохе значительных климатических потрясений - среднеплейстоценовому переходу.

В эту эпоху на Земле наблюдались особенно суровые климатические условия, характеризующиеся низкими температурами и длительными периодами засухи. Особенно ярко эти условия проявились в Африке и Евразии — ключевых регионах эволюции человека. Вероятно, такие резкие климатические изменения привели к нарушению пищевых ресурсов, доступа к воде и среды обитания, что особенно осложнило выживание наших предков.

Совокупность этих факторов привела к так называемому эволюционному "узкому месту", когда в результате катастрофических событий или изменений окружающей среды генетическое разнообразие популяции значительно сокращается. В случае с нашими предками эти климатические вызовы значительно сократили бы их численность, поставив их в опасной близости от порога вымирания.

Эволюционные последствия

Сталкиваясь с экстремальными условиями, виды часто вынуждены быстро адаптироваться, чтобы выжить. В случае с нашими предками эта адаптация приняла форму серьезной эволюции. Несмотря на резкое сокращение численности популяции, давление окружающей среды и необходимость выживания потенциально ускоряли генетические мутации и поведенческие адаптации. Именно в таких условиях, как предполагается, возник Homo heidelbergensis (Гейдельбергский человек).

Homo heidelbergensis занимает одно из центральных мест в родословной человека. Некоторые ученые считают, что он является общим предком не только Homo sapiens, но и неандертальцев и денисовцев — двух других важных ветвей рода человеческого. Если эта теория верна, то это означает, что Homo heidelbergensis сыграл решающую роль в эволюции человека, став связующим звеном между различными видами и подвидами.

Тот факт, что Homo sapiens (Человек разумный), наш вид, появился примерно через 300 тыс. лет после предполагаемого появления Homo heidelbergensis, подкрепляет эту гипотезу, которая пока не подтверждена археологическими данными. Это позволяет предположить, что вызовы окружающей среды и эволюционное давление не только определяли появление новых видов, но и задавали курс нашей собственной эволюции как Homo sapiens. Другими словами, вызовы прошлого напрямую повлияли на ход нашей эволюционной истории, что привело к появлению человека в том виде, в котором мы его сегодня знаем.

Остаются вопросы

Понятие "узкого места" в эволюции человека (если оно подтвердится) открывает целый ряд вопросов об условиях жизни и стратегиях выживания наших предков. Где жили эти люди? Как они выживали при таких резких изменениях климата?

Овладение огнем стало поворотным пунктом в эволюции человека. Он стал не только источником тепла в суровых климатических условиях, но и средством приготовления пищи, сделав ее более безопасной. Это, вероятно, улучшило здоровье и повысило выживаемость.

В то же время более мягкий климат с умеренными температурами и регулярными сезонами дождей способствовал распространению флоры и фауны — важнейших источников пищи. Сочетание этих двух факторов, а также овладение огнем и более благоприятная окружающая среда могут объяснить значительное увеличение численности человечества около 813 тыс. лет назад.

Хайпенг Ли (Haipeng Li), соавтор исследования, в своем пресс-релизе отмечает: "Эти результаты — только начало. Будущие цели этого исследования заключаются в том, чтобы дать более полную картину эволюции человека в этот переходный период от нижнего к среднему плейстоцену, что, в свою очередь, позволит продолжить раскрытие тайны происхождения и эволюции раннего человека".