Современные люди и неандертальцы имели детей на протяжении 7000 лет, и это наследие живет в наших генах

Примерно 50 000 лет назад два вида людей встретились в тени евразийских ледяных щитов. Один, Homo sapiens, только что отправился на завоевание мира, покинув Африку. Другой, Homo neanderthalensis, сотни тысяч лет называл Евразию своим домом. Они посмотрели друг другу в глаза — а затем сделали то, что делают люди: у них родились дети.

На протяжении почти 7000 лет эти два человеческих вида делили не только одни и те же холодные ландшафты; они делили свои гены. Это согласно новому исследованию двух независимых исследований, которые сузились до момента скрещивания Homo sapiens и неандертальцев. Результаты показывают, что это смешение началось около 50 500 лет назад и продолжалось до примерно 43 500 лет назад, как раз перед тем, как неандертальцы вымерли.

Сегодня эти интерлюдии все еще пульсируют в нашей ДНК. У не африканцев от 1% до 2% генома происходит от предков-неандертальцев. Но история того, как эти гены распространились, и почему некоторые из них сохранились, а другие исчезли, гораздо более запутанна, чем считалось ранее.

Когда и где встретились наши истории
Взаимодействие двух типов людей, представленное в виде наскальной живописи
Иллюстрация встречи группы неандертальцев с группой современных людей с потомством (красный, нижний ряд), показывающая недавнее происхождение неандертальцев, представленная в виде наскального рисунка. Автор: Леонардо Яси, MPI-EVA.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science, группа под руководством исследователей из Института эволюционной антропологии Макса Планка (MPI-EVA) и Калифорнийского университета в Беркли проанализировала геномы 334 человек. Некоторые из них были современными, а другие принадлежали древним людям, жившим между 2200 и 45 000 лет назад. Их выводы указывают на период скрещивания Homo sapiens и неандертальцев в интервале между 50 500 и 43 500 лет назад.

«Время действительно важно, поскольку оно напрямую влияет на наше понимание времени миграции из Африки», — сказала Прия Мурджани, доцент Калифорнийского университета в Беркли и один из ведущих авторов исследования. «Большинство не африканцев сегодня наследуют 1–2% родословной от неандертальцев».

Эта временная шкала согласуется с археологическими свидетельствами. Современные люди и неандертальцы, вероятно, делили равнины и леса Евразии в течение 6000–7000 лет. Когда группы Homo sapiens распространялись по континенту, они несли с собой ДНК неандертальцев.

Отдельное исследование, опубликованное в Nature, подтверждает эти выводы. В этом исследовании было проанализировано семь геномов, каждый из которых имеет возраст около 45 000 лет, и получена одна и та же дата скрещивания: около 47 000 лет назад.

«Мы создали каталог сегментов неандертальского происхождения у современных людей», — сказала Манджуша Чинталапати, бывший пост докторант Калифорнийского университета в Беркли. «Совместно проанализировав все эти образцы, мы пришли к выводу, что период потока генов составил около 7000 лет».

Наследие ДНК неандертальцев
Но история скрещивания на этом не заканчивается. Самое важное — это то, что случилось с генами неандертальцев. По мере дальнейшего распространения Homo sapiens часть заимствованной ДНК давала преимущество. Гены, связанные с иммунной функцией, пигментацией кожи и метаболизмом, давали ранним людям, отправлявшимся на неизведанную территорию, эволюционное преимущество.

«Неандертальцы жили за пределами Африки в суровом климате ледникового периода и были адаптированы к климату и патогенам в этих средах», — сказал Леонардо Яси из MPI-EVA. «Когда современные люди покинули Африку и скрещивались с неандертальцами, некоторые особи унаследовали неандертальские гены, которые, предположительно, позволили им адаптироваться и лучше развиваться в окружающей среде».

Некоторые из этих адаптаций сохранились и сегодня. Один из вариантов, унаследованный от неандертальцев, повышает устойчивость к коронавирусу, вызывающему COVID-19.

Однако не все гены неандертальцев были полезными. Исследователи обнаружили в нашем геноме области, полностью лишенные ДНК неандертальцев, известные как «неандертальские пустыни». Эти генетические последовательности, в которых отсутствуют какие-либо гены неандертальцев, вероятно, быстро сформировались после скрещивания двух видов, что указывает на то, что некоторые варианты неандертальцев были вредны для Homo sapiens. «Мы обнаружили, что у очень ранних современных людей, живших 40 000 лет назад, нет предков в пустынях, поэтому эти пустыни могли образоваться очень быстро после потока генов», — объяснил Яссы.

Что это значит для истории миграции людей
Эти генетические открытия также усложняют историю миграции Homo sapiens из Африки. Время скрещивания предполагает, что люди в значительной степени распространились по Евразии около 43 500 лет назад. Но не каждый путь из Африки привел бы к неандертальцам.

Группы сапиенсов, покидавшие Африку через Синай, могли столкнуться с неандертальцами, что было южной границей ареала этого вида. Но те, кто пересекал проливы между Красным морем и Аденским заливом — которые, как полагают некоторые, также были важным маршрутом — не могли этого сделать.

Как ДНК неандертальцев стала повсеместной среди неафриканцев, несмотря на эти расходящиеся пути? Эта загадка остается.

Ранее исследователи обнаружили, что наиболее вероятным регионом, где скрещивались современные люди и неандертальцы, были горы Загрос — регион, простирающийся через территории современных Ирана, Ирака и Турции.

Взгляд в будущее через прошлое
Наше неандертальское наследие продолжает формировать нас. В некоторых частях мира, например, в Восточной Азии, люди несут на 20% больше неандертальской ДНК, чем европейцы или жители Западной Азии. Эта разница может отражать различные запутанные пути, которые привели к встречам между ранними людьми и неандертальцами.

Такие исследователи, как Мурджани, также изучают гены другой загадочной группы: денисовцев. «Это действительно здорово, что мы можем заглянуть в прошлое и увидеть, как варианты, унаследованные от наших эволюционных кузенов, неандертальцев и денисовцев, менялись со временем», — сказала она.