Стародавня ДНК розповідає нову історію співіснування людини та неандертальця

Генетичне дослідження німецької археологічної пам’ятки показує, що сучасні люди жили в Північній Європі 45 000 років тому, збігаючись з неандертальцями, і змінивши наше розуміння ранньої людської історії в регіоні. Генетичний аналіз фрагментів кісток, знайдених на археологічній ділянці в центральній Німеччині, переконливо показує, що сучасні люди — Homo sapiens — вже досягли Північної Європи 45 000 років тому, збігаючись з неандертальцями протягом кількох тисяч років, перш ніж останні вимерли.

Знахідки показують, що місце поблизу Раніса, Німеччина, яке відоме своїми дрібно відщепленими листоподібними кам’яними лезами знарядь, є одним з найдавніших підтверджених місць культури сучасної людини кам’яного віку на півночі Центральної та Північно-Західної Європи.

Докази того, що Homo sapiens і Homo neanderthalensis жили пліч-о-пліч, узгоджуються з геномними доказами того, що ці два види іноді схрещувалися. Це також підживлює підозру, що вторгнення сучасних людей у ​​Європу та Азію близько 50 000 років тому допомогло призвести до вимирання неандертальців, які населяли цю територію більше ніж 500 000 років.

Генетичний аналіз разом з археологічним та ізотопним аналізом і радіовуглецевим датуванням місця Раніс детально описано в трьох статтях, нещодавно опублікованих у журналах Nature та Nature Ecology and Evolution.

Кам’яні леза в Ранісі, які називають листовими вістрями, схожі на кам’яні знаряддя, знайдені в кількох місцях у Моравії, Польщі, Німеччині та Великобританії. Ці інструменти, які, як вважають, були вироблені однією культурою, називають лінкомбійсько-ранізько-єрзмановіцькою (LRJ) культурою або технокомплексом. Через попередні датування місцезнаходження Раніса було відоме як 40 000 років або більше, але без впізнаваних кісток, які б вказували на те, хто зробив інструменти, було незрозуміло, чи були вони продуктом неандертальців, чи Homo sapiens.

Нові знахідки демонструють, що «хомо сапієнс створив цю технологію, і що гомо сапієнс був далеко на півночі в цей період часу, тобто 45 000 років тому», — сказала Олена Завала, один із чотирьох перших авторів статті Nature та науковий співробітник Міллера. в Каліфорнійському університеті Берклі. «Тож це одні з найдавніших Homo sapiens в Європі».

Завала був доктором філософії. студентка Інституту еволюційної антропології імені Макса Планка (MPI-EVA) у Лейпцигу у 2018 році, коли вона вперше почала працювати над проектом, який був серйозним заходом під керівництвом Жан-Жака Хюбліна, колишнього директора інституту та професора Коледжу де Франс у Парижі.

«Печера Раніс свідчить про перше розселення Homo sapiens у вищих широтах Європи. Виявляється, що кам’яні артефакти, які, як вважалося, були виготовлені неандертальцями, насправді були частиною раннього набору інструментів Homo sapiens », – сказав Хаблін. «Це принципово змінює наші попередні знання про цей період: Homo sapiens досяг північно-західної Європи задовго до зникнення неандертальців у південно-західній Європі».

Кістки від родичів по материнській лінії?

Завала провів генетичний аналіз фрагментів кісток гомінідів з нових і більш глибоких розкопок у Ранісі між 2016 і 2022 роками та з попередніх розкопок у 1930-х роках. Оскільки ДНК у стародавніх кістках дуже фрагментована, вона застосувала спеціальні методи для виділення та секвенування ДНК, уся мітохондріальна ДНК (мтДНК), яка успадковується виключно від матері.

«Ми підтвердили, що фрагменти скелета належали Homo sapiens. Цікаво, що кілька фрагментів мають однакові послідовності мітохондріальної ДНК — навіть фрагменти з різних розкопок», — сказала вона. «Це вказує на те, що фрагменти належали одній людині або їхнім родичам по материнській лінії, що пов’язує ці нові знахідки зі знахідками десятиліття тому».

Фрагменти кістки були спочатку ідентифіковані як людські за допомогою аналізу кісткових білків — галузь під назвою палеопротеоміка — іншим першим автором, Доротеєю Мілопотамітакі, докторанткою Колеж де Франс, а раніше MPI-EVA.

Порівнюючи послідовності мітохондріальної ДНК Раніса з послідовностями мтДНК, отриманими з людських останків на інших палеолітичних стоянках в Європі, Завала зміг побудувати генеалогічне дерево ранніх Homo sapiens по всій Європі. Усі 13 фрагментів Ranis, крім одного, були дуже схожі один на одного і, на диво, нагадували мтДНК із 43 000-річного черепа жінки, виявленого в печері в Zlatý kůň у Чехії. Одинокий видатний у групі з особою з Італії.

«Це викликає деякі запитання: чи була це одна популяція? Які тут можуть бути стосунки?» – сказав Завала. «Але з мітохондріальною ДНК це лише одна сторона історії. Це тільки материнська сторона. Нам знадобиться ядерна ДНК, щоб почати досліджувати це».

Перехідна стоянка між середнім і верхнім палеолітом

Zavala спеціалізується на аналізі ДНК, знайденої в давно похованих кістках, на кістяних інструментах і в осадових відкладеннях. Її пошук в осадових відкладеннях з різних рівнів розкопок Раніса виявив ДНК широкого спектру ссавців, але жодної ДНК гомінідів. Аналіз у поєднанні з морфологічним, ізотопним і протеомним аналізом фрагментів кісток малює картину навколишнього середовища того часу та раціону як людей, так і тварин, які населяли печеру протягом тисячоліть.

Наявність північного оленя, печерного ведмедя, шерстистого носорога та кісток коня, наприклад, вказує на холодні кліматичні умови, типові для степової тундри та схожі на умови в Сибіру та північній Скандинавії сьогодні, а також людський раціон, заснований на великих наземних тваринах. Дослідники прийшли до висновку, що печера використовувалася в основному зимовими печерними ведмедями та лігвовими гієнами, лише періодично присутня людина.

«Цей менш щільний археологічний підпис відповідає іншим лінкомбсько-ранізько-єрзмановіцьким пам’яткам і найкраще пояснюється доцільними короткочасними візитами невеликих мобільних груп піонерів H. sapiens », — йдеться в одній із статей, опублікованих у Nature Ecology and Evolution.