Денисова-людина - біологія
Денисова люди (Англійською: Денисованські гомініни або короткий Денисовани) [1] - це популяція роду гомо. Вони жили приблизно 40 000 років тому - в епоху палеоліту - в Алтаї на півдні Сибіру. Наразі існування цієї популяції було задокументовано лише трьома невеликими скам’янілостями з так званої Денисової печери: заднім моляром та кістками мізинця та пальця ноги. Вперше науково описано кістку пальця в березні 2010 року [2], зуб - у грудні 2010 року [3], а кістка пальця ноги - у березні 2011 року [4].
У 2010 р. Йоханнес Краузе та Сванте Пябо з Інституту еволюційної антропології імені Макса Планка в Лейпцигу спочатку вдалося оцінити ДНК з мітохондрій (mtDNA) кістки пальця за допомогою секвенування ДНК. Оголошення результатів цього аналізу ДНК викликало світову сенсацію, оскільки викопність є свідченням раніше невідомої популяції роду, лише віддалено пов'язаної з неандертальцями та анатомічно сучасними людьми гомо було інтерпретовано. Через кілька місяців також був опублікований аналіз ДНК з клітинних ядер кістки; це підтвердило відносну незалежність населення Денисова. Відповідно, близько 40 000 років тому, на додаток до раніше відомих популяцій неандертальців та Homo floresiensis ще третя спільнота далекого, але явно роду гомо що належить родичам анатомічно сучасних людей. Скам'янілості Денисова найтісніше пов'язані зі знахідками неандертальців з печери Віндія та печери Месмайська. [3]
Віднесення знахідок з Денисової печери до нового виду або підвиду було явно відмовлено в 2010 році; Однак у 2011 році скам'янілості були віднесені до "раніше невідомого виду" [5], але знову ж таки, не давши цьому виду назви.
Знайти історію
Туристи біля входу в печеру
Розкопки в Денисовій печері (насправді: «Печера Дениса») біля кордону з Казахстаном проводив Музей природознавства м. Новосибірська [6] під керівництвом двох археологів Михайла Шункова та Анатолія Дерев'янка з Російської академії наук. Печера була широко досліджена з 1970-х років після того, як були виставлені кам'яні знаряддя праці в стилі Мустьєр'єн та Леваллуа, які приписували неандертальцям. Кілька різних старих посилань на використання печери доісторичними людьми (знайти горизонти) можна було б відрізнити одне від одного.
У 2000 році співробітники російської дослідницької групи оголили молярний зуб; однак у цьому не можна було бути впевненим гомо-Призначити тип. Фаланга від 48 000 до 30 000 років (phalanx distalis), яка, як вважають, походить від п’яти-семирічної дитини, була виявлена в 2008 році. У 2011 році дослідницька група нарешті оголосила про відкриття зовнішньої фаланги лівої стопи. [4]
Аналіз мтДНК з кістки пальця
Йоганнес Краузе, експерт з аналізу неандертальської ДНК, витягнув достатньо ДНК з мітохондрій з 30 міліграмів порошкоподібного матеріалу з кістки пальця, щоб мати змогу повністю відновити його план (послідовність нуклеотидів мтДНК). [2] Цю послідовність мтДНК потім порівняли з послідовністю 54 людей, які живуть сьогодні (homo sapiens), також з послідовністю мтДНК молодого плейстоцена людини з Костжонки 14 ранку на Дон (південь Росії), [8] з повними послідовностями мтДНК шести неандертальців і - як так звана група, оскільки ДНК з Homo erectus/Homo heidelbergensis можна виграти - за допомогою мтДНК шимпанзе та бонобо. Хоча неандертальці та анатомічно сучасні люди в середньому відрізняються за 202 положеннями нуклеотидів у мтДНК, кількість розбіжностей між знахідкою з Денисової печери та анатомічно сучасними людьми майже вдвічі більша - 385.
Порівнюючи ці дані з відхиленнями між людьми та шимпанзе (1462 позиції), було підраховано, що лінії розвитку денисованців та анатомічно сучасних людей відокремлювались ще від 1 314 000 до 779 000 років тому, тоді як лінії розвитку від homo sapiens а неандертальці остаточно відокремилися лише 618 000 - 321 000 років тому. З цього було зроблено висновок, що наступним він був на Алтаї приблизно 40 000 років тому homo sapiens а неандертальці - третя популяція роду, що іммігрувала туди незалежно від цих двох видів гомо дав.
Однак те, наскільки надійним є датування сімейних стосунків лише на основі мтДНК, є суперечливим, оскільки мітохондрії успадковуються виключно від матері без рекомбінації. Тому вони особливо піддаються дрейфу генів і потоку генів, наприклад, що означає, що за короткий час може відбутися відносно велика кількість змін; [3] на відміну від цього, ДНК клітинного ядра має десятки тисяч генних локусів, які є "нейтральними до еволюції" і тому змінюються менш швидко (і менш періодично).
Молярна морфологія
Майже повністю збережений моляр (моляр М3 або М2 з лівої області верхньої щелепи), виявлений у 2000 р., Також був призначений людям Денисова в 2010 р. Завдяки його мтДНК, але іншій особі, ніж кістка пальця. [3] Зуб надзвичайно великий, більший за молярні зуби неандертальців та анатомічно сучасних людей: мезіодистальний (ззовні всередину) 13,1 мм, буколінгвальний 14,7 мм (спереду назад; homo sapiens: мезіодистал приблизно 10-10,5 мм; букколінгвально приблизно 9,5–10 мм [9]). Якби це був моляр М2, він за розміром був би подібним до відповідного моляра від Homo erectus і Homo habilis; якби це був моляр М3, він би був подібним за розміром до відповідного моляра Homo habilis або Homo rudolfensis і порівнянний з моляром М3 Австралопітеки. Немає подібності із знахідками зубів гомінінів середнього плейстоцену з Китаю за розмірами чи формою коронки зуба, і навіть зуби віком від 350 000 до 600 000 років із Сіма де лос Уесос в Іспанії мають більш «сучасні» особливості. Таким чином, морфологія знахідки зуба підтверджує відносно велику генетичну відстань, отриману в результаті аналізу мтДНК, скам’янілості Денисової до інших подібних старих популяцій роду. гомо.
Аналіз ДНК з ядра кістки пальця
Лейпцизькі дослідники вже оголосили в березні 2010 р., Що після мтДНК вони також секвенують повну ДНК з клітинних ядер викопної речовини. [10] Тоді вже було ясно, що скам'янілість, яку неофіційно назвали "Х-жінкою" і яку описували лейпцизькі дослідники як "дівчинку", не мала Y-хромосоми, тобто це була молода жінка. [11] Лейпцигська дослідницька група нарешті опублікувала всю послідовність геномів з ядра людей Денисова 8 лютого 2012 року, зробивши її вільно доступною для всіх. [12] ДНК ядра кістки пальця виявилася надзвичайно добре збереженою. Покращення техніки дослідження дозволило тридцять разів прослідкувати кожну основу в геномі Денисової. ДНК, необхідна для цього, була отримана з менш ніж десяти міліграмів кістки пальця. Поточна резолюція навіть показує різницю між копіями генів, які людина отримала у спадок від матері та батька відповідно. [13] [14] [15]
Відносини з неандертальцями
Вже в грудні 2010 року було повідомлено, що [3] відмінності в ДНК між неандертальцями та людьми Денисової свідчать про остаточне відокремлення двох популяцій 640 000 років тому, а також остаточне відокремлення їхніх загальних предків від предків homo sapiens близько 800 000 років тому. Згідно з цими даними, люди Денисової - явно відхиляючись від інтерпретації знахідок мтДНК - більш тісно пов'язані з неандертальцями, ніж з сучасними анатомічно людьми. homo sapiens. Однак результати таких розрахунків суперечливі в колах спеціалістів, оскільки точна швидкість молекулярного годинника, тобто частота мутацій в минулі епохи, лише оцінюється. [16]
Порівняння ДНК знахідок неандертальців з печери Віндія та печери Месмейська виявило надзвичайно велику генетичну близькість обох знахідок та відносно велику генетичну відстань між обома знахідками та скам'янілістю Денисової. З одного боку, з цього було зроблено висновок, що неандертальці та денісованці тривалий час були двома генетично ізольованими популяціями, але що вони більш тісно пов’язані між собою, ніж із homo sapiens; з іншого боку, що неандертальці пройшли генетичне вузьке місце після відокремлення від предків популяції Денисова - про сильне генетичне зубожіння вже було зроблено висновок з аналізу мтДНК неандертальців, оскільки їх генетична мінливість значно нижча за генетичну мінливість анатомічно сучасної людини. Через ці особливості вперше було створено доісторичну популяцію роду гомо виключно на основі молекулярно-біологічних даних суміжних популяцій - за аналогією з Неандертальці - англійською мовою як Денисовани відокремлені. [17]
Потік генів теж homo sapiens
У травні 2010 року було опубліковано дослідження, яке показало потік генів від неандертальців Віндії homo sapiens зайняті. [18] Отже, було проаналізовано генетичну віддаленість скам’янілості Денисової до етнічних груп, що живуть сьогодні, на основі даних 938 осіб із 53 груп населення. Згідно з висновками, скам'янілість Денисової знаходиться далі від європейців, азіатців та африканців, що живуть сьогодні, ніж неандертальці. Навпаки, було виявлено значну близькість до ДНК людей з Меланезії (Папуа та жителі Бугенвіля). Це призвело до твердження, що 2,5 ± 0,6 відсотка геному меланезійців - як і всіх неафриканців - походили з неандертальців, але що додаткові 4,8 ± 0,5 відсотка внесли люди Денісова; Згідно з дослідженням, це становило б 7,4 ± 0,8 відсотка геному меланезійців, який походить від більш ранньої суміші з архаїчними гомінінами.
У вересні 2011 року були опубліковані подальші генетичні висновки, які тепер базуються на порівнянні ДНК 33 популяцій, що живуть сьогодні з Азії та Океанії, з ДНК копалини. [20] Згідно з цим, сліди ДНК від народу Денисова також можна знайти серед аборигенів в Австралії, маманів на Філіппінах і на сході Індонезії, але не на заході Індонезії і не в Онге в Андамансах Джехай у Малайзії та серед населення у Східній Азії. Автори цього дослідження інтерпретували виявлення ДНК Денисової у Східній Індонезії, Австралії, Папуа-Новій Гвінеї, Фіджі та Полінезії як доказ того, що генетичне змішування відбулося в Південно-Східній Азії, що означало б, що люди Денисової є територією між Сибір і тропіки. Однак таке тлумачення суперечливе, оскільки не можна виключати ранні міграції предків досліджуваних етнічних груп, і, отже, сексуальні контакти могли також відбуватися північніше - в азіатській центральній частині. [21]
Більш детальний аналіз ДНК Денисової у 2012 році, серед іншого, показав, що можна виявити алелі, "які у людей, що живуть сьогодні, асоціюються з темною шкірою, каштановим волоссям і карими очима". Також можна було окремо оцінити частини спадкового розпорядження батька та матері. З цього було зроблено висновок, що ступінь гетерозиготності була дуже низькою, лише 0,022%; це відповідає "приблизно 20% вартості сучасних африканців, близько 26 - 33% сьогоднішніх євразійців та 36% Карітіани, корінного населення, що проживає в Бразилії з надзвичайно низькою гетерозиготністю". [22] [23]
Інтерпретація знахідок ДНК неандертальців як перетікання генів від неандертальців до homo sapiens була неодноразово критикована в 2012 році на основі модельних розрахунків: Більша узгодженість геному неафриканських популяцій homo sapiens з геномом неандертальців також можна пояснити тим, що популяція Росії homo sapiens Ліва Африка, яка все ще мала особливо велику генетичну схожість із загальним предком анатомічно сучасних людей та неандертальців. [24] [25] [26] Ці заперечення стосуються людей Денисової.
Морфологія кісток пальців ніг
Дистальна кістка пальця ноги, описана вперше в 2011 році, походить від 4-го або 5-го (маленького) пальця ноги дорослої особини. Кістка надзвичайно довга і має дуже міцний, дуже широкий стовбур; відношення великої ширини до порівняно низької висоти більше нагадує співвідношення у давньому плейстоцені, ніж у сучасних представників роду гомо і перевищує відповідні розміри у неандертальців. Загалом, характеристики кістки, таким чином, здаються давніми, але деякі характеристики коливаються між неандертальцями та людьми раннього сучасного віку, згідно з науковим описом кістки. Найбільша подібність існує з викопним неандертальцем Шанідаром-4 і Homo sapiens-Скам'янілість Тянюаня 1.
Аналіз генетичного матеріалу з кістки пальця ноги голосний Новий вчений 10 серпня 2011 р. в лабораторії Сванте Пяобо триває. [27]
Таксономічна класифікація скам’янілостей
Таксономічна класифікація скам’янілостей незрозуміла. Спочатку першовідкривачі називали знахідки "гомінінами Денисової" на основі того, де вони були знайдені. У статті, що супроводжує публікацію аналізу мтДНК у Природа був біологом-еволюціоністом Еске Віллерслевом, директором Центр античної генетики Університету Копенгагена, який також не рекомендував виводити відкриття нового біологічного виду на основі отриманих даних. [28] Навіть проаналізувавши ДНК клітинного ядра, дослідники чітко утримались від іменування їх відповідно до вимог міжнародних правил зоологічної номенклатури та замість цього обрали назву Денисовани та в німецьких супровідних публікаціях Денисова людина. [29] Дослідники також прямо відмовлялися визначати статус неандертальця щодо анатомічно сучасних людей (видів проти підвидів). [3] Натомість вони залишили це твердженням, що народ Денисових був "сестринською групою" неандертальців. [30]
Через нечисленні знахідки, відомі до цього часу, територія поширення людей Денисова також незрозуміла. Однак у дослідженні, опублікованому в грудні 2010 р., Згадується, що ця популяція, можливо, "мешкала у значних районах Східної Азії на той час, коли неандертальці були в Європі та Західній Азії". Це припущення випливало з висновку, що такий Потік генів передався предкам меланезійців, що, однак, "ймовірно, не сталося на півдні Сибіру".
Заселення регіону цією популяцією може датуватися 300 000 років тому. [4] У липні 2011 року і Кріс Стрінгер, і Мілфорд Х. Волпофф описали як можливе, що деякі скам'янілості, виявлені в Китаї, досі не були однозначними Homo erectus все ще могли бути віднесені до анатомічно сучасних людей, до людей Денисова; У цьому контексті були згадані людина Далі та людина Джинніушань. [31] [32] У 2012 році Кріс Стрінгер також зазначив, що крім знахідок Далі та Джінніушана, знахідки Юньсяня та Нармади в Індії також можуть бути віднесені до народу Денисова. [33]
Команда Сванте Пябо управляє лабораторією в Пекіні з 2008 року для пошуку викопних ДНК з китайських запасів. [34] В результаті цього німецько-китайського співробітництва в 2013 році повідомлялося, що - як і знахідки Денисової - йому було близько 40 000 років Homo sapiens-Викопні Тяньюань 1 з околиць Пекіна не демонструють більшої частки ДНК неандертальців чи Денісової, ніж люди, що живуть сьогодні на півночі Китаю. [35]