Мир до нас: Новый взгляд на происхождение человека
И вдруг, совершенно неожиданно для всех, 1 мая 2019 г. Nature опубликовал статью о новой находке. Похоже, денисовца впервые удалось обнаружить вдали от Денисовой пещеры.
Однажды, в 1980 г., в священной пещере, находящейся на высоте 3280 м в Ганьсу, что на востоке Тибетского нагорья (Китай), молился монах. Собравшись уходить, он, по буддистскому обычаю, взял у себя из-под ног горсть земли – и вдруг ощутил в ладони что-то твердое. Он взглянул на предмет и сразу же понял, что это не камень, а часть челюсти, вроде бы походившей на человеческую. В карстовой пещере Байшия в Сяхэ накопилось немало костей животных, так что в находке не было ничего удивительного, однако именно эта кость привлекла внимание монаха (чье имя так и осталось неизвестным). Он решил отнести кость настоятелю монастыря, ныне покойному Шестому Живому Будде Гунтану. Тот, будучи высокообразованным человеком, понял потенциальную ценность находки и сохранил ее у себя дома.
Прошло десять с лишним лет. В 1990-х гг. в этих местах начал работать Гуанрон Дон, эколог из Университета Ланьчжоу. Общие знакомые представили его Живому Будде, который показал ученому интересную челюсть, найденную в Байшие. Гуанрон Дон согласился взять кость в университет и изучить, но, так как был перегружен работой, да и не являлся специалистом в области физической антропологии, не уделил ей должного внимания.
Лишь в 2016 г. двое других ученых, Фаху Чен из Института исследований Тибетского нагорья и археолог Донцзюй Чжан из Университета Ланьчжоу, прослышали о загадочной челюсти и вызвались установить, что же она собой представляет. Пытаясь выяснить, откуда кость могла попасть в карстовую пещеру Байшия, они беседовали с монахами, но никто из опрошенных не имел об этом ни малейшего понятия{138}. Положение начало понемногу проясняться лишь после того, как исследователи обратились за консультацией к Жан-Жаку Юблену, палеоантропологу из лейпцигского Института Макса Планка. Изучив фотографии образца из Сяхэ, Жан-Жак сразу понял его возможную значимость и отправился в Китай, чтобы увидеть находку своими глазами.
Челюсть была частично покрыта карбонатной коркой, не позволявшей как следует разглядеть поверхность кости. Воспользовавшись технологией микрокомпьютерной томографии, группа Жан-Жака сумела виртуально «очистить» кость и определить ее форму. Образец являл собой лишь половину сломанной челюсти, так что ученые создали ее полную трехмерную компьютерную реконструкцию, зеркально отразив имеющийся обломок (позднее я сам, используя программы трехмерного сканирования, смог распечатать модель на 3D-принтере, чтобы внимательно рассмотреть ее форму){139}. Исследователи очистили от налета небольшие участки кости, чтобы датировать ее урано-ториевым методом (см. сноску [6]). Согласно трем полученным непротиворечивым датировкам, возраст находки составил не менее 160 000 лет. Она оказалась древнейшим свидетельством пребывания человека в Тибете.
Сама челюсть из Сяхэ имела умеренно крупный размер, а вот зубы были чрезвычайно крупными по сравнению с другими гомининами. Хотя на нижней челюсти сохранилось только два зуба, зуб M1 (первый нижний моляр) был едва ли не больше всех других измеренных образцов эпохи среднего плейстоцена, а M2 занимал такое же положение среди образцов, отнесенных к Homo erectus. При этом в глаза бросалось сходство с «Денисова 4».
Но к какому же виду людей принадлежал древний обитатель Сяхэ?
К сожалению, попытка извлечь «родную» ДНК снова закончилась неудачей, и тогда исследователи обратились к очень любопытной и многообещающей отрасли, именуемой протеомикой{140}.
Протеомика – это область науки, занимающаяся изучением белков. Белки в наших телах формируются по инструкциям, получаемым от генов. В организме человека около 20 000 белков, исследовать которые начали только сейчас, с появлением новых масс-спектрометров, способных их секвенировать. Метод, получивший название ЖХ–МС/МС[31], позволяет ученым идентифицировать последовательность белков[32].
Чрезвычайно ценно то, что в археологической летописи белки сохраняются дольше, чем ДНК. Значительно дольше. В настоящее время рекорд самой старой является ДНК, извлеченная из древней лошадиной кости, найденной в вечной мерзлоте в Юконе на западе Канады, – от 560 000 до 780 000 лет{141}. А белок в скорлупе страусиного яйца, обнаруженной в Летоли (Восточная Африка), был опознан через 3,8 млн лет{142}. Но и это не предел для сохранности белков: как утверждает Мэри Швейцер, ей удалось выявить белок в костях динозавра, жившего 80 млн лет назад. Впрочем, этому утверждению доверяют не все{143}.
Одна из проблем с белками состоит в том, что они намного менее информативны, чем ДНК. Помните, как ядерный геном человека занимал 3200 книжных томов? Если воспользоваться этой же метафорой, то для белка хватит и глянцевого журнала, причем не из самых толстых. В последовательностях белков просто нет такого многообразия, как у ДНК.
В случае с «современными» людьми, денисовцами и неандертальцами нам известно, что между их геномами существуют очевидные различия. Но, раз белки кодируются генами, возникает вопрос: имеются ли между белками организмов такие расхождения, которые могли бы облегчить идентификацию людей по принадлежности к разным видам?
Постепенно появляются доказательства положительного ответа. В позициях отдельных аминокислот в пределах извлеченных протеомов были обнаружены вроде бы незначительные, но все же опознаваемые различия, и теперь протеомику начинают использовать для выявления мест различных приматов и гоминин в эволюционных древах, совсем как анализ ДНК{144}.
Чтобы проверить, позволит ли сохранность белков получить протеомную информацию, исследовательская группа в Сяхэ извлекла из челюсти образец. В целом кость сохранилась плохо, но с одним зубом ученым повезло: он не подвергся разложению, и потому содержавшиеся в нем древние белки удалось отделить от современных белковых загрязнений. Наличие так называемых одноаминокислотных полиморфизмов (ОАП), различающихся у денисовцев, неандертальцев и «современных» людей, позволило выделить определенные места в родовом древе образцу из Сяхэ и другим образцам, проанализированным ранее.
Ближайшим соседом челюсти из Сяхэ оказался «Денисова 3»…
На этом основании был сделан вывод, что, по всей вероятности, челюсть из Сяхэ принадлежала денисовскому человеку{145}. Следовательно, за пределами Денисовой пещеры был найден первый денисовец, что само по себе оказалось сенсацией. Так мы, пока что медленно и неуверенно, взялись за выяснение географии обитания и распространения денисовцев.
Однако наука требует скрупулезности – не стоит забывать, что эта работа основывалась всего лишь на двух положениях аминокислот в протеоме, одно из которых соответствовало денисовскому. По сравнению с информацией, содержащейся в геноме, этот аргумент довольно слаб. ДНК позволяет различать отдельные виды, поскольку накапливающиеся со временем мутации в основном нейтральны. А вот изменения в белках обычно происходят в процессе отбора, то есть имеется куда большая вероятность их независимого проявления в различных популяциях и видах. Древняя протеомика еще очень молода, сейчас происходит лишь становление, и потому использовать ее следует с осторожностью. Тем не менее есть вероятность, что этот подход сможет предоставить нам революционные сведения, особенно в тех случаях, когда ДНК была уничтожена, как получилось с костью из Сяхэ, или если дело касается окаменелостей, в которых ДНК просто не могла сохраниться из-за их чрезвычайной древности. Стоит также отметить, что форма и антропологический анализ образца из Сяхэ, независимо от протеомического исследования, подтверждают гипотезу о принадлежности этого человека к денисовцам.
Работы в Байшие все еще продолжаются. Сама пещера очень длинна и уходит вглубь горы более чем на километр. Вход в нее огромен – 10 м в высоту и 20 в ширину. С 2011 г. там проводятся пробные раскопки, к этому моменту принесшие множество каменных инструментов и некоторое количество костей со следами обработки человеком, в том числе порезами. В настоящее время моя лаборатория работает над датировкой костей с этой стоянки, чтобы более достоверно определить ее хронологические характеристики. Вполне возможно, что в этом интересном месте найдется больше археологических памятников денисовцев, способных раскрыть нам интригующую историю их адаптации к жизни на больших высотах. Возраст находок позволяет предположить, что денисовцы довольно долго жили в Восточной Азии. Но когда и как этих людей занесло в столь трудную для проживания тибетскую местность? Какого рода адаптационные механизмы они должны были выработать и какими технологиями овладеть, чтобы выжить там? Когда они научились приспосабливаться к тяготам высокогорья? Все эти вопросы мы обсудим в главе 16.