Новое исследование, опубликованное в журнале Science международной группой исследователей, показывает, что исторические колебания уровня углекислого газа в атмосфере и последующие изменения климата и растительности были важными факторами, которые влияли на то, когда и где спаривались ранние человеческие виды. Современные люди имеют в своих клетках небольшое количество ДНК, полученной от других гуманоидных видов, особенно неандертальцев и неуловимых денисовцев.
Фотография сохранившихся фрагментов скелета Денисовой 11 (Денни), дочери матери-неандертальки и отца-денисовца, из Денисовой пещеры в России. Источник: Институт фундаментальных наук.
Еще в 2018 году ученые объявили миру, что обнаружили особь, жившую 90 000 лет назад и получившую впоследствии прозвище Дэнни. После идентификации ее отец был денисовцем, а мать – неандертальцем [Slonetal.2018]. Дэнни и другие гибридные особи, найденные в Денисовой пещере, доказывают, что скрещивание между людьми может быть обычным явлением, а не ограничиваться нашим собственным видом, Homo sapiens.
Чтобы выяснить, когда и где произошло скрещивание людей, ученые часто полагаются на анализ древнего генома чрезвычайно редких образцов ископаемых и их еще более редкого содержания древней ДНК. В новой научной статье группа экспертов по климату и палеоантропологов из Южной Кореи и Италии применила другой подход. Используя существующие палеоантропологические данные, генетические данные и суперкомпьютерное моделирование климата прошлого, команда обнаружила, что неандертальцы и денисовцы имели разные экологические предпочтения. В частности, денисовцы были более приспособлены к более холодным условиям, характеризующимся бореальными лесами и даже тундрой, в то время как их родственники-неандертальцы предпочитали леса и луга умеренного пояса.
Схематическая диаграмма мест обитания, предпочитаемых неандертальцами (красная шкала) и денисовцами (зеленая шкала). Потенциальные регионы гибридизации в Центральной Азии и Северной Европе представлены перекрывающимися цветами и детскими формами. Источник: Институт фундаментальных наук.
«Это означает, что выбранные ими места обитания были географически разделены: неандертальцы в целом отдавали предпочтение юго-западной Евразии, а денисовцы — северо-востоку», — сказал доктор Цзяоян Руан, научный сотрудник Центра физики климата (ICCP) Института фундаментальных наук в Корее и первый автор исследования.
Однако согласно реалистичному компьютерному моделированию ученые обнаружили, что в теплые межледниковые периоды, когда орбита Земли вокруг Солнца была более эллиптической, а лето в северном полушарии было ближе к Солнцу, места обитания обезьян начали географически перекрываться. Профессор Аксель Тиммерманн, автор исследования, директор ICCP и профессор Пусанского национального университета, добавил: «Когда неандертальцы и денисовцы жили в общей среде обитания, между этими двумя группами было бы больше встреч и взаимодействий, тем самым увеличивая шансы на скрещивание».
Моделирование перекрытия среды обитания в прошлом не только помещает гибрид неандертальца и денисовца Денни первого поколения в климатический контекст, но также согласуется с другими известными событиями гибридизации, произошедшими примерно 78 000 и 120 000 лет назад. Будущие палеогенетические реконструкции могут быть использованы для проверки надежности новых предсказаний на основе суперкомпьютерных моделей потенциальных интервалов гибридизации около 210 000 и 320 000 лет назад.
Чтобы дополнительно определить климатические факторы гибридизации востока и запада, ученые более внимательно изучили изменения в характере растительности Евразии за последние 400 000 лет. Они обнаружили, что повышение концентрации углекислого газа в атмосфере и мягкие межледниковые условия привели к тому, что леса умеренного пояса распространились на восток, в центральную Евразию, создав коридор расселения неандертальцев на денисовские земли. Доктор Нгуен прокомментировал: «Гляциально-межледниковые изменения климата, похоже, подготовили почву для уникальной и устойчивой истории человеческой любви, генетические следы которой ясно видны и сегодня».
Одной из главных задач, с которыми столкнулись исследователи в своем исследовании, была оценка климатических условий, которые предпочли бы денисовцы. «Чтобы справиться с очень скудным денисовским набором данных, нам пришлось разработать новые статистические инструменты, которые могли бы также учитывать известные наследственные связи между человеческими видами», — сказал соавтор исследования профессор Паскуале Райя из Неаполитанского университета Федерико II в Италии. «Это дало нам первую оценку того, где могли жить денисовцы. Мы были удивлены, обнаружив, что, помимо России и Китая, северная Европа также была подходящей средой для денисовцев», - добавил он. "
Неизвестно, жили ли когда-то денисовцы к западу от Горного Алтая, но это можно проверить с помощью генетического анализа больших выборок предков денисовцев в европейских популяциях. Ожидается, что этот анализ прольет новый свет на взаимосвязь между ранним расселением, вторжением в среду обитания и генетической диверсификацией человека.