Вчені знайшли в ДНК людини сліди невідомого древнього предка

Міжнародна група дослідників виявила в геномі сучасних людей генетичні сліди раніше невідомої древньої людської популяції. Ця загадкова лінія не залишила після себе жодних відомих останків чи зразків древньої ДНК, проте встигла схреститися з предками всіх нині живих людей ще до того, як Homo sapi­ens почав розселятися за межі Африки. Крім того, дослідження виявило ознаки існування ще давнішої людської лінії, сліди якої збереглися через денисівців у сучасних мешканців Океанії.

За останні роки аналіз древньої ДНК докорінно змінив уявлення про еволюцію людини. Виявилося, що сучасні люди неодноразово схрещувалися з неандертальцями та денисівцями. Водночас учені давно припускали існування інших древніх популяцій, від яких не збереглося ні кісток із придатною для аналізу ДНК, ні повних геномів. Довести це було вкрай складно — аж до появи нового методу.

Дослідники розробили алгоритм TRACE (TRack­ing Archa­ic Con­tri­bu­tions via ARG Esti­ma­tion), який працює виключно з геномами сучасних людей і не потребує порівняння з відомими зразками неандертальців чи денисівців. Замість цього він реконструює так звані графи спадкової рекомбінації — еволюційні «родовідні», що показують, як окремі ділянки ДНК передавалися між поколіннями протягом сотень тисяч років. Саме в цих графах і вдається розпізнати характерні сліди схрещування з глибоко відокремленими людськими лініями. Метод пройшов успішне тестування на комп’ютерних моделях і продемонстрував високу точність із мінімальним ризиком хибних результатів.

Після верифікації алгоритм застосували до геномів учасників проєкту 1000 Genomes Project, що охоплює сотні людей з Африки, Європи, Азії та інших регіонів. TRACE без труднощів виявив уже відомі сліди неандертальської ДНК у європейців і азіатів та денисівської — переважно у мешканців Азії й Океанії. Однак головною несподіванкою стало виявлення третьої категорії древньої ДНК, яка не відповідала жодній із відомих архаїчних ліній.

Цю «примарну» спадщину виявили практично в усіх сучасних популяціях — від 0,5 до 1,1% геному. Невідома людська лінія відокремилася від предків сучасної людини приблизно 830 тисяч років тому, а пізніше схрестилася з популяцією, що стала спільним предком усього нинішнього людства. Показово, що ці генетичні сліди присутні не лише в африканців, а й у жителів інших континентів, причому більшість знайдених поза Африкою ділянок збігається з фрагментами африканських популяцій. Це свідчить про те, що схрещування відбулося до виходу Homo sapi­ens з Африки близько 50–70 тисяч років тому.

Дослідники також з’ясували, що «примарна» ДНК присутня в понад 70% доступної для аналізу частини геному, хоч і розподілена нерівномірно. Особливо часто вона трапляється в ділянках, пов’язаних із роботою імунної системи та обміном речовин. Несподіванкою стала й присутність цієї ДНК у зонах, які раніше вважалися «пустелями неандертальської та денисівської ДНК» і розглядалися як результат природного відбору, що очистив геном від невигідних архаїчних варіантів. Нові дані засвідчують: еволюція була значно складнішою.

Окремо вчені дослідили геноми мешканців Папуа Нової Гвінеї, Вануату та островів Санта-Крус і виявили ознаки існування «суперархаїчної» людської лінії, що відокремилася від предків сучасних людей близько 1,77 мільйона років тому. Її сліди збереглися всередині ділянок ДНК, успадкованих від денисівців, що підтверджує: самі денисівці колись схрещувалися з ще давнішими представниками роду Homo. Особистість обох виявлених ліній поки що залишається невстановленою: «примарна» популяція могла належати людям середнього плейстоцену або африканським Homo hei­del­ber­gen­sis, а найдавніша — найімовірніше, Homo erec­tus. Хоча новий метод не дозволяє прив’язати знахідки до конкретних викопних видів, він відкриває принципово нові можливості для вивчення тих сторінок еволюції людини, які, найімовірніше, ніколи не вдасться прочитати за допомогою збереженої древньої ДНК.