ДНК одного из последних неандертальцев по имени Торин обнаруживает высокий уровень инбридинга из-за 50 000 лет генетической изоляции

Как показало исследование, Торин, один из последних неандертальцев, принадлежит к доселе неизвестной линии, которая оставалась генетически изолированной в течение 50 000 лет. Анализ его генома показывает, что его линия разошлась с линиями других неандертальцев около 105 000 лет назад, при этом наблюдался высокий уровень инбридинга, несмотря на наличие других неандертальских сообществ, живших поблизости в то же время. Это открытие может дать ключ к разгадке тайны вымирания вида.

Для объяснения вымирания неандертальцев около 40 000 лет назад было выдвинуто несколько гипотез. Некоторые, например, выдвигают экологическую причину — от изменения климата до извержения вулканов. Другие предполагают внутреннее происхождение, основанное, в частности, на социальной и поведенческой структуре самих популяций — аспекты, которые в значительной степени не изучены.

В пользу этих гипотез свидетельствуют палеогеномные и остеологические исследования, выявившие низкую демографическую плотность и сильные признаки инбридинга среди сибирских и поздних европейских неандертальцев. Это предполагает социальную структуру, характеризующуюся небольшими группами и низкой скоростью обмена между ними.

Однако более поздние работы показали противоречивые результаты, в частности, свидетельствующие о том, что первые современные люди Евразии имели низкий уровень инбридинга и высокий уровень межгрупповой активности, несмотря на небольшой размер их сообществ. Однако неясно, отражают ли эти данные социальную организацию их неандертальских предков.

С другой стороны, общепринятая теория гласит, что до момента вымирания неандертальцев существовала лишь одна генетически однородная популяция. Однако исследовательская группа, обнаружившая останки Торина в 2015 году, предположила, что он принадлежал к другой линии, отличной от той, что обитала в соседних регионах. Эта гипотеза основывалась исключительно на различиях, наблюдаемых в каменных орудиях, найденных в пещере, где была обнаружена окаменелость. Торин и его родственники, похоже, не переняли современный для того времени стиль изготовления орудий труда.

Новые геномные анализы, проведенные той же командой, подтвердили эту гипотезу, а также гипотезу об отсутствии генетического разнообразия среди неандертальцев. «Оказывается, то, что я предположил 20 лет назад, было предсказуемо», — рассказал ведущий автор исследования Людовик Слимак из Тулузского центра антропобиологии и геномики при Университете Поля Сабатье. «Популяция Торина на протяжении 50 тысяч лет не обменялась ни одним геном с классическими популяциями неандертальцев», — добавил он. Результаты исследования подробно описаны в журнале Cell Genomics.

Линия, отличная от линий других неандертальцев

Останки Торина (прозванного так в честь одного из гномов из серии книг Дж. Р. Р. Толкиена «Хоббит») были обнаружены в 2015 году у входа в Мандрин в долине Роны на юге Франции — хорошо изученную пещерную систему, которая также была местом обитания первых Homo sapiens. Судя по расположению останков в слоях осадочных пород пещеры, археологи первоначально предположили, что этот человек жил примерно 40-45 тысяч лет назад, что делает его «поздним неандертальцем».

Чтобы определить его точный возраст, команда проанализировала ДНК, извлеченную из его зубов и челюсти, и сравнила его геном с геномом других неандертальцев. Удивительно, но его геном сильно отличается от генома поздних неандертальцев и ближе к геному примитивных неандертальцев (живших 100 000 лет назад).

Изотопный анализ костей и зубов подтвердил, что Торин действительно относится к категории поздних неандертальцев, поскольку жил в очень холодном климате последнего ледникового периода, в отличие от первобытных неандертальцев, которые пользовались гораздо более теплым климатом. Поэтому более вероятно, что он жил около 42 000 лет назад, что делает его одним из последних неандертальцев. Эти находки также позволяют предположить, что он принадлежал к другой линии, отличной от других поздних неандертальцев.

Привела ли генетическая изоляция к вымиранию неандертальцев?

Сравнив геном Торина с геномами других поздних неандертальцев, исследователи обнаружили высокую гомозиготность (признак недавнего инбридинга) на протяжении более чем 50 000 лет и отсутствие признаков скрещивания с современными людьми. Это означает, что линия Торина провела пятьдесят тысяч лет, не обмениваясь генами с другими популяциями. При этом ископаемые свидетельствуют о том, что другие неандертальские сообщества жили в пределах десяти дней ходьбы друг от друга в течение того же периода.

Такая заметная изоляция поднимает новые вопросы о причинах, приведших к вымиранию вида. «Когда вы долгое время находитесь в изоляции, вы ограничиваете доступные вам генетические вариации, что означает меньшую способность адаптироваться к изменениям климата и патогенам, а также ограничивает вас в социальном плане, поскольку вы не обмениваетесь знаниями и не развиваетесь как популяция», — объясняет Тарсика Вимала, соавтор исследования и популяционный генетик из Копенгагенского университета, в пресс-релизе.

С другой стороны, линия Торина, по-видимому, отделилась от линии других поздних неандертальцев около 105 000 лет назад. Его геном также имеет большое сходство с геномом неандертальцев, эксгумированных в Гибралтаре. Команда Слимака предположила, что эта популяция мигрировала на территорию Франции из Гибралтара, что означает существование неизвестной средиземноморской популяции неандертальцев, распространение которой простиралось от западной оконечности Европы до долины Роны во Франции.

Эти результаты также позволяют предположить, что генетическая и культурная изоляция неандертальских сообществ могла способствовать их вымиранию. Однако необходимо секвенировать больше геномов неандертальцев, чтобы потенциально подтвердить эти результаты и понять истинную причину вымирания вида. «Я полагаю, что если бы у нас было больше геномов из других регионов в этот же период, мы бы, вероятно, нашли другие глубоко структурированные популяции», — заключает Мартин Сикора из Копенгагенского университета, который также принимал участие в исследовании.