Иногда наука похожа на магию. Могла ли древняя женщина, жившая 20 тысяч лет назад и носившая на шее кулон из оленьего зуба, представить себе, что в далёком будущем люди смогут по этому украшению определить, кем была его владелица и откуда она родом?
Опубликованная в журнале Nature статья описывает, как учёные выделили ДНК человека из артефакта, который он когда-то держал в руках. Этот предмет — подвеска из клыка оленя — был найден в знаменитой Денисовой пещере на Алтае.
Чем эта пещера прославилась раньше?
Зуб оленя с просверленной дыркой был обнаружен в южной галерее Денисовой пещеры в 2019 году. Археологические работы в этой пещере ведутся с 1982 года. За время раскопок было обнаружено 22 культурных слоя с останками людей, множество артефактов и костей животных. Всего собрано более 80 тысяч экспонатов.
Как выяснилось, это самая древняя из обитаемых пещер на территории Сибири — возраст некоторых находок составляет более 300 тысяч лет. Но самое главное, что исследования найденных останков перевернули представления о происхождении человечества. Денисова пещера оказалось колыбелью трёх видов людей — человека современного типа (Homo sapiens), неандертальцев и неизвестного ранее вида, который назвали денисовским человеком, или просто денисовцем.
В 2010 году расшифровка ДНК, выделенной из обнаруженной в пещере фаланги мизинца, произвела сенсацию: анализ показал, что кость принадлежала девочке, жившей 48-50 тысяч лет назад и представлявшей отдельную ветвь в эволюции рода Homo. До этого считалось, что высших видов древнего человека всего два — неандертальцы и кроманьонцы (предки современного человека).
Облик этой девочки даже удалось частично воссоздать — она была темнокожей и кареглазой. По данным генетического анализа, денисовский человек был близок к неандертальцам, но разошёлся с ними около 640 тысяч лет назад.
Впоследствии учёные установили, что на протяжении 200 с лишним тысяч лет Денисова пещера была домом для всех трёх видов людей. Другого такого места на Земле нет. Иногда эти виды смешивались. Так, в 2012 году российские археологи обнаружили в пещере фрагмент кости длиной 2 сантиметра. Генетический анализ провели в Германии, в Институте эволюционной антропологии общества Макса Планка, где находится самое современное и подходящее для таких исследований оборудование. Биолог Сванте Паабо, один из основателей палеогенетики, в прошлом году удостоенный Нобелевской премии, смог доказать, что найденная кость принадлежит девочке-метиске. Её матерью была неандерталка, а отцом — денисовец. И это тоже была научная сенсация: гибрид двух видов людей в первом поколении учёным удалось обнаружить впервые.
Зубы — информативный биоматериал
И вот очередное исследование, связанное с Денисовой пещерой. Генетики из того же Института эволюционной антропологии Макса Планка извлекли ДНК древнего человека из кулона в виде зуба оленя. Владельцем украшения оказалась женщина, жившая во времена верхнего палеолита. Она не была денисовкой, а принадлежала к роду Homo sapiens. Удивляет другое: как можно извлечь ДНК человека из предмета, с которым тот контактировал 20 тысяч лет назад?
Оказывается, в Институте эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге такой метод разработан. Его назвали «неразрушающий метод постепенного выделения ДНК из костей и зубов». Зубы (в данном случае зубы оленя) являются очень информативным биоматериалом, на котором, как выяснилось, может сохраняться генетический материал человека, который к ним когда-то прикасался.
«Мы как будто открыли машину для путешествий во времени, — рассказала журналу Nature один из авторов исследования, молекулярный биолог Елена Эссель. — Также можно сказать, что мы создали в лаборатории стиральную машину для древних артефактов. Особым образом промывая их при температуре до 90 °C, мы можем извлекать из этих жидкостей ДНК. Сами артефакты при этом остаются неповреждёнными».
«Отмытая» ДНК
Учёные промывали кулон специальным солевым раствором. Потом в нём отыскали человеческую ДНК и сравнили с её другими наборами древних ДНК. Так удалось узнать, в глубоком прошлом это незатейливое украшение держала в руках (или носила на шее, судя по имеющемуся отверстию) женщина, генетически связанная с современными древними людьми Восточной Сибири. Она принадлежала к североевразийской популяции палеолитического человека. Ранее их останки уже находили недалеко от Иркутска и анализировали методами генетики.
Новизна этого исследования именно в том, что впервые ДНК человека, жившего десятки тысяч лет назад, была выделена из предмета, которым он пользовался. Впечатляет возраст — его оценивают в 19-25 тысяч лет.
«Судебно-медицинские эксперты не удивятся тому, что человеческая ДНК выделена из предмета, с которым тот часто контактировал. Но удивительно, что это можно сделать спустя 20 тысяч лет», — заметил ещё один автор исследования, генетик Маттиас Мейер.
Теперь учёные намерены применить свой метод к другим артефактам каменного века, изготовленным из кости и зубов. Так они надеются узнать больше о происхождении и расселении наших предков.