Глубоко в геноме современных людей хранятся следы ДНК давно исчезнувшего родственника - неандертальца (Homo neanderthalensis). Они жили примерно 400 000 - 40 000 лет назад и являются ближайшими вымершими родственниками современных людей (Homo sapien). Ряд исследований показал, что неандертальцы скрещивались с людьми около 100 000 лет назад, и новое исследование, опубликованное вчера в журнале "Биология", расширяет наши знания о том, где происходило это скрещивание.
"Древняя ДНК произвела революцию в наших представлениях об эволюции человека", - сказал в пресс-релизе Стивен Черчилль, соавтор исследования и профессор эволюционной антропологии в Университете Дьюка. "Мы часто думаем об эволюции как о ветвях дерева, и исследователи потратили много времени, пытаясь проследить путь, который привел к нам, Homo sapiens. Но сейчас мы начинаем понимать, что это не дерево - это скорее серия потоков, которые сходятся и расходятся в разных точках".
Команда исследователей из Университета штата Северная Каролина, Университета Дьюка и Университета Витватерсранда в Южной Африке собрала уже опубликованные данные о краниофациальной морфологии неандертальцев, или строении лица. Неандертальцы имели более крупные лица, чем современные люди, но размера лица недостаточно для определения генетической связи между ними и человеческими популяциями.
На основе имеющихся литературных данных команда собрала набор данных, включающий 13 неандертальцев, 233 доисторических Homo sapiens и 83 современных человека. Они сосредоточились на стандартных измерениях черепа в качестве контроля для изучения размера и формы ключевых структур лица. Наличие контроля позволило команде лучше определить вероятность скрещивания человеческой популяции с популяциями неандертальцев и степень скрещивания.
Исследователи также использовали переменные окружающей среды (например, климат), которые связаны с изменениями характеристик человеческого лица, чтобы определить возможную вероятность того, что связи между популяциями неандертальцев и людей были результатом скрещивания, а не другого фактора.
"Мы обнаружили, что характеристики лица, на которых мы сосредоточились, не сильно зависят от климата, что облегчило определение вероятных генетических влияний", - сказала Энн Росс, автор-корреспондент исследования и профессор биологических наук в Университете штата Северная Каролина. "Мы также обнаружили, что форма лица является более полезной переменной для отслеживания влияния скрещивания неандертальцев в человеческих популяциях с течением времени. Неандертальцы были просто крупнее людей. Со временем размер человеческих лиц становился меньше, через несколько поколений после скрещивания с неандертальцами. Но фактическая форма некоторых черт лица сохранила свидетельства скрещивания с неандертальцами".
Следующим шагом для такого рода исследований будет измерение человеческих популяций, таких как Натуфийская культура, жившая более 11 000 лет назад на берегу Средиземного моря на территории современных Израиля, Иордании и Сирии. Результаты сравнения этих черепов подтверждают гипотезу о том, что скрещивание происходило в основном в регионе от Северной Африки до Ирака. "Это было исследовательское исследование. И, честно говоря, я не был уверен, что этот подход сработает - у нас относительно небольшой размер выборки, и у нас не так много данных о строении лица, как хотелось бы. Но, в конечном итоге, результаты, которые мы получили, действительно убедительны", - добавил Черчилль.
"Картина действительно сложная", - сказал Черчилль. "Мы знаем, что скрещивание было. Современные азиатские популяции, похоже, имеют больше неандертальской ДНК, чем современные европейские популяции, что странно - ведь неандертальцы жили на территории нынешней Европы. Это позволило предположить, что неандертальцы скрещивались с современными людьми, когда наши доисторические предки покинули Африку, но до того, как распространились в Азии. Нашей целью в данном исследовании было увидеть, какой дополнительный свет мы можем пролить на это, оценив строение лица доисторических людей и неандертальцев".
Неандертальцы известны тем, что изготавливали и использовали широкий спектр сложных орудий труда, управляли огнем, жили в укрытиях, изготавливали и носили одежду, охотились на крупных животных, а также питались растениями. Есть также свидетельства того, что они хоронили своих мертвых, что является признаком развитости этого вида. Первый полный геном неандертальца был секвенирован в 2010 году.