Находка древнейшего человека современного типа в Евразии: Путь на север был открыт гораздо раньше, чем это считалось до сих пор
д. г. н., старший научный сотрудник Института геологии и минералогии СО РАН.
В журнале “Science” 28 марта 2014 г. научный журналист Анн Гиббонс опубликовала очерк “Oldest Homo sapiens genome pinpoints Neandertal input” (“Древнейший геном Homo sapiens выявляет вклад неандертальцев”) с краткой информацией об исследовании новой уникальной находки сибирских ученых, которое внесет важный вклад в изучение процесса формирования человека современного типа, а также времени и путях его расселения по территории Евразии.
Бедренная кость Homo sapiens возрастом 45 тыс. лет из района с. Усть-Ишим.
В краткой статье А. Гиббонс освещается содержание доклада группы ученых под руководством Сванте Паабо [Svante Pääbo], сделанный на конференции “Evolution of modern humans – from bones to genome” (“Эволюция людей современного типа – от костей к геномам”), прошедшей в г. Ситжес [Sitges] (Испания) 16–18 марта 2014 г.; организатором мероприятия выступил журнал “Cell” (“Клетка”). В докладе были представлены данные о секвенировании (т.е. определении последовательности) полного генома, полученного из бедренной кости человека, найденной в 2008 г. в районе села Усть-Ишим (Омская обл.). Радиоуглеродный возраст находки оказался равен 45 тысячам лет, и на сегодняшний день это самая ранняя находка остатков человека современного типа (Homo sapiens sapiens), для которой также получена качественная информация о ДНК.
Количество подобных объектов в палеолите (древнекаменном веке) Старого Света крайне невелико: митохондриальную ДНК удалось извлечь из костей человека современного типа, найденных в пещере Тяньюань [Tianyuan Cave] в северном Китае (возраст – около 39.5 тыс. лет) и на стоянке Костенки XIV (Воронежская обл.; возраст – около 37.5 тыс. лет). Полный геном (т.е. митохондриальная и ядерная ДНК) был реконструирован в конце2013 г. для костей со стоянки Мальтá (Иркутская обл., возраст – около 24 тыс. лет) (см. рис.). Но именно кость из Усть-Ишима обладает наибольшей полнотой данных по древней ДНК современного человека!
На состоявшейся 8–9 апреля 2014 г. в г. Калгари (Канада) ежегодной конференции Общества палеоантропологии (Paleoanthropology Society) был сделан второй доклад по кости из Усть-Ишима, представленный группой российских, немецких и китайских коллег. В нем в развернутом виде были представлены данные об антропологии, возрасте и природных условиях обитания человека на Западно-Сибирской равнине около 45 тыс. лет назад. Важнейшим аспектом этого сообщения было то, что в это время человек современного типа уже был в состоянии обитать в достаточно суровых климатических условиях центра Западной Сибири (широта 58° с.ш.). Ранее самые северные следы присутствия человека были известны около 32.5 тыс. лет назад на сибирском Крайнем Севере (Янская стоянка, 71° с.ш.) и около 37.5 тыс. л.н. на европейском Северо-Востоке (стоянка Мамонтовая Курья, 67° с.ш.). Однако на них были найдены только каменные орудия и кости животных; человеческих останков на этих северных объектах палеолита практически нет.
Поскольку научные статьи с детальным изложением результатов работ международного коллектива ученых с находкой из Усть-Ишима еще не опубликованы и было бы неверным освещать все детали до их публикации, в этом материале читатели знакомятся с обстоятельствами и историей изучения усть-ишимской кости, так как в очерке А. Гиббонс в журнале “Science” из-за недостатка места были упомянуты только трое исследователей – Николай Перистов, Алексей Бондарев и Бенсе Виола [Bence Viola].
Берег Иртыша в районе сел Паново и Усть-Ишим (Усть-Ишимский р-н, Омская обл.).
История этого открытия началась в 2008 г., когда при обследовании берегов Иртыша и его притоков (см. рис.) на предмет ископаемых останков животных краевед и руководитель косторезной студии “Архаика” Н. Перистов (г. Омск) собрал и выставил в своей мастерской большую коллекцию костей и зубов четвертичных млекопитающих. В2010 г. палеонтолог А. Бондарев (эксперт-криминалист и аспирант Омского государственного педагогического университета), изучая эту коллекцию, обратил внимание на одну из находок, напоминающую бедренную кость человека. Было установлено, что эта кость происходит из района с. Усть-Ишим одноименного района Омской области. Для продолжения исследований требовалось установить, что: 1) эта кость принадлежит человеку; 2) она имеет достаточно древний возраст (более 10 тыс. лет.).
В том же 2010 г. А. Бондарев подключил к исследованиям антропологов Сергея Слепченко и Дмитрия Ражева (Институт проблем освоения Севера СО РАН, г. Тюмень), геоархеолога Ярослава Кузьмина (Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск) и палеонтолога Павла Косинцева (Институт экологии растений и животных УрО РАН, г. Екатеринбург). Удалось установить, что кость с сохранившейся длиной около33 см(см. рис.) действительно принадлежит человеку, и, скорее всего – именно современного типа.
Далее ученым предстояло ответить на важнейший вопрос, от которого зависело будущее исследований – каков возраст кости?
Чаще всего такие находки, несмотря на их весьма “ископаемый” вид, при определении возраста дают даты моложе 10 тыс. лет, и их уникальными не назовешь.
Необходимо было провести радиоуглеродный анализ усть-ишимcкой находки методом ускорительной масс-спектрометрии, который позволяет датировать образцы весом не более 1 грамма, что принципиально важно в данном случае (находке должен был причинен минимальный вред).
К работе подключились ученые из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie), находящегося в 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 (см. рис.).
Карта находок ископаемых останков людей, для которых определен полный геном
Поскольку между Я. Кузьминым, Д. Ражевым, П. Косинцевым и сотрудником Института эволюционной антропологии Б. Виолой уже был установлен научный контакт, удалось быстро получено согласие от главы отделения эволюционной генетики этого института С. Паабо на совместное исследование кости из Усть-Ишима. Для определения возраста была выбрана лаборатория Университета Оксфорда (Великобритания). Радиоуглеродная дата (около 45 тыс. лет), дала нам надежду – во-первых, это самая древняя находка человека современного типа (из тех, для которых получено прямое определение возраста); во-вторых, есть возможность при благоприятной сохранности получить ДНК. На основании даты и анализа найденных рядом с усть-ишимской костью остатков животных было сделана реконструкция природной среды того времени, когда на Иртыше обитал древний человек. В то время климат был несколько холоднее современного; это означает, что для зимовки человеку требовались теплая одежда и жилища. Пищей служили в основном копытные животные – первобытный бизон, лось, дикая лошадь, северный олень и др.
В 2012 г. состоялся визит А. Бондарева и С. Слепченко в Институт эволюционной антропологии; он был посвящен дополнительному изучению кости антропологическими методами, проведению томографического исследования и отбору образцов на ДНК. Через несколько месяцев ожидания С. Паабо известил участников проекта о том, что ДНК в образце из Усть-Ишима очень хорошо сохранилась и принадлежит человеку современного типа!
Непосредственно анализом данных по ДНК занималась пост-док Института эволюционной антропологии Сяомей Фу [Qiaomei Fu].
Стало ясно, что образец из Усть-Ишима имеет настолько большую для такого возраста полноту ДНК, что ее углубленное изучение позволит ответить на многие остававшиеся до сего дня без ответа вопросы ранней эволюции современного человека.
Важнейшим аспектом исследования является еще и то, что достоверно установленное пребывание современного человека около 45 тыс. лет на широте 58° с.ш. само по себе есть важнейший факт. До сих пор о таком раннем проникновении человека на север Евразии не существовало прямых свидетельств (в виде находок либо останков человека, либо каменных и костяных орудий). Для анализа накопившейся информации было необходимо участие специалиста, хорошо знакомого с антропологией и археологией Восточной Азии, где находки палеолитических Homo sapiens достаточно многочисленны. К нам присоединилась Сюзан Китс [Susan Keates] 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 (г. Новосибирск). Вместе с Б. Виолой и Я. Кузьминым 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, явилось междисциплинарное изучение образца из района с. Усть-Ишим. Думаю, что в этом есть немалая доля удачи – сначала нам повезло в том, что образец не был пропущен при сборах; затем – в том, что он попал в руки палеонтологов и антропологов; после этого – в том, что удалось надежно определить 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 бóльшем 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 [Sarah Tishkoff] из США, которые привела в своем очерке А. Гиббонс, изучение усть-ишимская находки сродни использованию “машины времени”; с ее помощью ученым удалось заглянуть в далекое прошлое современного человека. Остается надеяться, что эта находка увеличит наши знания, которых в областях изучения эволюции и миграций древнего человека все еще недостаточно.
