Межвидовые связи древних людей зависели от текущего климата

В новом исследовании установлено, что изменения содержания CO2 в атмосфере в прошлом и соответствующие сдвиги в климате и растительности сыграли ключевую роль в определении времени и места скрещивания ранних видов человека.

Результаты опубликованы в издании Science.

Современные люди несут в своих клетках небольшое количество ДНК, происходящей от других видов людей — неандертальцев и неуловимых денисовцев. Еще в 2018 году ученые объявили миру об открытии человека, позже получившего прозвище Денни, жившего 90 тыс. лет назад, который был идентифицирован как дочь отца-денисовца и матери-неандерталки. Денни, как и другие особи смешанного происхождения, найденные в Денисовой пещере, свидетельствует о том, что скрещивание, вероятно, было распространено среди гомининов, а не ограничивалось только нашим видом Homo sapiens.

Чтобы выяснить, когда и где происходила гибридизация человека, ученые обычно опираются на палеогеномный анализ крайне редких ископаемых образцов и еще более редкого содержания в них древней ДНК. В новой статье группа специалистов по климату и палеобиологов из Южной Кореи и Италии применила другой подход. Используя имеющиеся палеоантропологические данные, генетические данные и суперкомпьютерное моделирование климата прошлого, они обнаружили, что неандертальцы и денисовцы имели разные экологические предпочтения. В частности, денисовцы были гораздо более приспособлены к холодной среде обитания, характеризующейся бореальными лесами и даже тундрой, в отличие от своих неандертальских сородичей, предпочитавших леса и луга умеренного пояса.

Это означает, что места их обитания были разделены географически: неандертальцы обычно предпочитали юго-запад Евразии, а денисовцы — северо-восток, — говорит доктор Цзяоян Руан, постдокторский исследователь из Центра климатической физики IBS (ICCP), Южная Корея, и ведущий автор исследования.

Однако, согласно реалистичному компьютерному моделированию, ученые обнаружили, что в теплые межледниковые периоды, когда орбита Земли вокруг Солнца была более эллиптической и лето в Северном полушарии наступало ближе к Солнцу, места обитания гомининов начинали географически пересекаться.

Когда неандертальцы и денисовцы имели общую среду обитания, между ними происходило больше встреч и взаимодействий, что могло увеличить вероятность скрещивания, — добавляет профессор Аксель Тиммерманн, автор-корреспондент исследования, директор ICCP и профессор Пусанского национального университета.

Моделирование перекрытия мест обитания в прошлом не только вписывает гибрид первого поколения неандертальца и денисовца Денни в климатический контекст, но и согласуется с другими известными эпизодами скрещивания около 78, 120 тыс. лет назад. Будущие палеогенетические реконструкции могут быть использованы для проверки надежности предсказаний на основе новой суперкомпьютерной модели потенциальных интервалов скрещивания около 210 и 320 тыс. лет назад.

Для дальнейшего определения климатических факторов, обусловивших межвидовое скрещивание с востока на запад, ученые более внимательно изучили изменение растительного покрова в Евразии за последние 400 тыс. лет. Они обнаружили, что повышенная концентрация CO2 в атмосфере и мягкие межледниковые условия привели к распространению лесов умеренного пояса на восток в центральной части Евразии, что создало коридоры для расселения неандертальцев в земли денисовцев.

Как будто ледниково-межледниковые сдвиги в климате создали условия для уникальной и долговременной истории человеческой любви, генетические следы которой видны и сегодня, — комментирует доктор Руан.

Одной из ключевых задач, стоявших перед исследователями, была оценка предпочтительных климатических условий для денисовцев.

Чтобы справиться с очень скудным набором данных по денисовцам, нам пришлось разработать новые статистические инструменты, которые позволили бы также учесть известные предковые связи между человеческими видами, — говорит соавтор исследования профессор Паскуале Райя (Pasquale Raia) из Неаполитанского университета Федерико II (Италия).

Это позволило нам впервые оценить, где могли жить денисовцы. К нашему удивлению, мы обнаружили, что, помимо территорий России и Китая, подходящей средой для них была также Северная Европа.

Жили ли денисовцы к западу от Алтайских гор, неизвестно, но это можно проверить с помощью генетического анализа большой выборки денисовских предков в европейских популяциях. Ожидается, что такой анализ прольет новый свет на взаимосвязь между ранними расселениями, вторжением в среду обитания и генетической диверсификацией человека.

13.08.2023