Путь на север: находка древнейшего человека современного типа в Евразии

Автор очерка «Oldest Homo sapiens genome pinpoints Neandertal input» («Древнейший геном Homo sapiens выявляет вклад неандертальцев»), научный журналист Ани Гиббонс ранее освещала исследования ископаемого человека в Денисовой пещере на Алтае (см, «Science» от 26 августа 2011 г.). Данные о новой сибирской находке 16–18 марта 2014 г. на конференции «Evolution of modern humans – from bones to genome» («Эволюция людей современного типа – от костей к геномам»), прошедшей в г. Ситжес (Испания) и организованной журналом «Cell» («Клетка»). На форуме обсуждались различные аспекты эволюции современного человека, которого также называют «кроманьонцем» - по месту первой находки его ископаемых останков в 1868 г. в гроте Кро-Маньон.

Группа учёных под руководством Сванте Паабо на этой конференции представила данные о секвенировании (т.е. определении последовательности) с большой детальностью полного генома, полученного из бедренной кости человека, найденной в 2008 г. в районе села Усть-Ишим (Омская обл.). Поскольку для неё определён радиоуглеродный возраст, равный около 45 тыс. лет, это самая ранняя находка остатков человека современного типа (Homo sapiens), для которой получена качественная информация о ДНК.

Количество подобных объектов в палеолите (древнекаменном веке) Старого Света можно сосчитать по пальцам – это человек из пещеры Тяньюань в северном Китае (возраст – около 39.5 тыс. лет), со стоянки Костенки XIV (Воронежская обл.; возраст – около 37.5 тыс. лет) и со стоянки Мальтá (Иркутская обл., возраст – около 24 тыс. лет). В Америке самыми древними из имеющих ДНК хорошей сохранности являются останки современного человека со стоянки Аизик с возрастом около 13 тыс. лет. Среди этих находок именно кость из Усть-Ишима обладает наибольшей полнотой данных по древней ДНК, что делает её поистине уникальной.

На состоявшейся 8–9 апреля 2014 г. ежегодной конференции Общества палеоантропологии (Paleoanthropology Society), прошедшей в г. Калгари (Канада) был сделан второй доклад по кости из Усть-Ишима, представленный группой российских, немецких и китайских коллег. В развернутом виде были обнародованы данные об антропологии, возрасте и природных условиях обитания человека на Западно-Сибирской равнине около 45 тыс. лет назад, а также сделаны выводы, вытекающие из того факта, что в это время человек современного типа уже обитал в достаточно суровых климатических условиях Сибири.

Детальное изложение результатов работ большого международного коллектива учёных с находкой из Усть-Ишима ещё впереди, а в этом очерке хотелось бы познакомить читателей «НВС» с обстоятельствами находки и историей её изучения, поскольку в статье А. Гиббонс упомянуты только трое исследователей – Николай Перистов, Алексей Бондарев и Бенсе Виола.

Итак, в 2008 г. при обследовании берегов Иртыша и его притоков на предмет ископаемых останков животных омский краевед и руководитель косторезной студии “Архаика” Н. Перистов собрал и в настоящее время экспонирует большую коллекцию костей и зубов млекопитающих, живущих в долине реки около 20–50 тыс. назад (некоторые виды датируются и более ранними временами, вплоть до 200–300 тыс. лет назад и более). Многочисленные находки костей ископаемых животных представляют большой научный интерес, и Н. Перистов охотно знакомит специалистов с результатами своих сборов. В 2010 г. палеонтолог А. Бондарев, работающий экспертом-криминалистом, а так же состоящий в аспирантуре Омского государственного педагогического университета, изучал коллекции с берегов Иртыша. Он обратил внимание на одну из находок, напоминающую бедренную кость… человека! А ведь если она собрана вместе с остатками древних животных, то и её возраст может быть очень почтенным.

Н. Перистову удалось установить, что эта кость происходила с берега Иртыша в районе с. Усть-Ишим одноименного района Омской области; так и было решено её называть. В этом регионе на подмываемых мощной рекой берегах находки ископаемой фауны не редкость, но вот человека – это было практически впервые. Поскольку в Омской и сопредельных областях Западно-Сибирской равнины подобные объекты ранее были практически неизвестны, А. Бондарев сразу понял его важность. Однако проводить дальнейшее исследования имело смысл при соблюдении двух условий: 1) кость действительно принадлежит человеку; 2) она имеет достаточно древний возраст, более 10 тыс. лет. Требовались новые данные…

В 2010 г. А. Бондарев подключил к исследованиям двух коллег – антрополога Сергея Слепченко (Институт проблем освоения Севера СО РАН, г. Тюмень) и автора данного очерка, занимающегося исследованиями на стыке наук о Земле и археологии (за этим направлением закрепилось название «геоархеология»). Удалось установить, что кость с сохранившейся длиной около 33 см действительно принадлежит человеку, и, скорее всего, именно кроманьонцу. В этой работе также приняли участие коллеги из Тюмени и Екатеринбурга – антрополог Дмитрий Ражев (Институт проблем освоения Севера СО РАН) и палеонтолог Павел Косинцев (Институт экологии растений и животных УрО РАН).

Теперь нужно было ответить на ключевой вопрос – каков возраст находки? Дело в том, что чаще всего такие человеческие кости (несмотря на их «ископаемый» вид и явную тяжесть – совсем как настоящие окаменелости) при определении возраста дают голоценовые даты – моложе 10 тыс. лет. Их, естественно уникальными не назовешь… Необходимо было провести по возможности наименее разрушительный радиоуглеродный анализ усть-ишимской находки.

На данном этапе к работе подключились ученые из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (г. Лейпциг, ФРГ). Именно они уже около десяти лет активно занимаются изучением ДНК древнейших антропологических находок в Сибири, включая знаменитого “денисовского” человека из одноименной пещеры на Алтае. Институт эволюционной антропологии – сравнительно новый (основан в 1997 г.), однако сотрудники успели провести ряд работ на самом высоком международном уровне, включая расшифровку генома неандертальца, который по возрасту старше, чем кроманьонец. В результате учеными института опубликована серия работ в самых престижных мировых научных изданиях – журналах «Science» и «Nature».

Поскольку между автором очерка и сотрудником Института эволюционной антропологии Б. Виолой уже был установлен научный контакт, удалось получить согласие от главы отделения эволюционной генетики этого института С. Паабо на совместную работу с костью из Усть-Ишима. Для определения возраста была выбрана одна из лучших радиоуглеродных лабораторий мира в Университете Оксфорда (Великобритания), где есть возможность получить дату по очень небольшому количеству кости – весом всего около 1 грамма. В России пока таких лабораторий, к сожалению, нет…

Возраст, определенный в Оксфорде, очень обрадовал – ведь если это кроманьонец, то во-первых, он самый древний из тех, для которых есть надежная дата; во-вторых, есть возможность получить ДНК! Итогом реконструкции природной среды того времени, когда на Иртыше обитал древний человек, стал вывод о том, климат был несколько холоднее современного (а значит, для зимовки требовалась теплая одежда и жилища); пищей служили в основном копытные животные – первобытный бизон, лось, дикая лошадь, северный олень и др.

Визит А. Бондарева и С. Слепченко в Лейпциг в 2012 г. был посвящён дополнительному изучению кости антропологическими методами, проведению томографического исследования и отбору образцов на ДНК. Несколько месяцев ожидания завершились известием от С. Паабо о том, что ДНК в образце из Усть-Ишима есть, она принадлежит человеку современного типа, и сохранность ее очень хорошая!

Непосредственно анализом данных по ДНК занималась пост-док Института эволюционной антропологии Сяомей Фу родом из Китая. Вскоре стало ясно, что образец из Усть-Ишима имеет беспрецедентную для такого возраста полноту ДНК, что изучение которой позволит ответить на многие вопросы ранней эволюции современного человека, которые до недавнего времени оставались без ответа – для этого просто не было данных… И вот они появились!

Перспективным аспектом исследования было и то, что достоверно установленное пребывание современного человека около 45 тыс. лет на широте 58° с.ш. само по себе является важнейшим фактом, поскольку прежде такого раннего проникновения человека на север никто не предполагал. Для анализа полученной информации потребовалось участие специалиста, хорошо знакомого с антропологией и археологией Восточной Азии, где находки палеолитических Homo sapiens – не редкость. К уже сложившемуся неформальному коллективу присоединилась Сюзан Китс из Великобритании, которая много лет занимается изучением палеолита Китая и Юго-Восточной Азии и неоднократно бывала в Сибири, где она в 2002 г. инициировала программу изучения древней ДНК совместно с Институтом эволюционной антропологии и Институтом археологии и этнографии СО РАН. Вместе с Б. Виолой и автором очерка ею был проведен анализ географии и хронологии находок плейстоценовых (т.е. старше 10 тыс. лет) костей человека современного типа в Евразии, а также сравнение этих данных с той информацией, которая известна из источников по археологии палеолита Китая, Сибири, Монголии и сопредельных стран.

Итогом напряженной работы, которая сейчас близится к завершению, стало всестороннее изучение образца из района с. Усть-Ишим. Думаю, что всем нам очень повезло – сначала нам повезло в том, что образец не был пропущен при любительских сборах; затем – в том, что он попал в руки палеонтологов и антропологов; после этого – в том, что удалось надежно установить его возраст; и, наконец – в том, что в этой очень древней кости прекрасно сохранилась ДНК!

К числу первых итогов изучения усть-ишимской находки можно отнести то, что она принадлежит человеку, который имел примесь неандертальской ДНК в большем количестве, чем живущее сегодня население Евразии (у последнего эта доля составляет до 1.5–2%). Это означает, что усть-ишимский человек жил вскоре после случайного скрещивания неандертальцев и Homo sapiens, и его ДНК в этом отношении является «свежей», т.к. по ходу размножения доля неандертальской ДНК постепенно уменьшается, а в нашем образце доля неандертальцев достаточно велика, что говорит об относительно небольшом времени, прошедшем с момента гибридизации. Этот факт сам по себе имеет большое значение для изучения истории эволюции современного человека и его возможной генетической связи с другими видами гоминид.

По словам участницы симпозиума в Испании Сары Тишкофф из США, изучение такой находки, как усть-ишимская, сродни использованию «машины времени» – ведь именно сейчас учёным удалось заглянуть в далекое прошлое современного человека настолько, насколько ещё год – два назад невозможно было и мечтать. Это произошло, на мой взгляд, благодаря умению всех членов нашего неформального международного коллектива работать вместе, что встречается не так уж и часто, судя по моему весьма богатому опыту сотрудничества (иногда, к сожалению негативному). Но здесь все наши ожидания оказались превзойдёнными. Смею надеяться, что эта находка обогатит наши знания, которых в областях изучения эволюции и миграций Homo sapiens все еще недостаточно. Наука по определению неисчерпаема и интернациональна!