Цивилизация
Самый древний сибиряк
История этого открытия началась в 2008 году, когда при обследовании берегов Иртыша и его притоков на предмет ископаемых останков животных краевед и руководитель косторезной студии «Архаика» Николай Перистов (г. Омск) собрал и выставил в своей мастерской большую коллекцию костей и зубов млекопитающих, живших в долине реки около 20–50 тыс. лет назад и даже раньше (вплоть до 200–300 тыс. лет назад и более). Многочисленные находки костей ископаемых животных представляют большой интерес для работающих в Западно-Сибирском регионе ученых, и Николай Перистов охотно знакомит специалистов с результатами своих сборов.
В 2010 году палеонтолог Алексей Бондарев (эксперт-криминалист и аспирант Омского государственного педуниверситета) изучал коллекции с берегов Иртыша, хранившиеся у Николая Перистова.
Одна находка, подозрительно напоминающая бедренную кость человека, обратила на себя внимание. Если это действительно человеческая кость, которая найдена вместе с останками древних животных, то можно было предположить, что ее возраст будет весьма почтенным, превышающим 10 тыс. лет. Было установлено, что эта находка сделана на берегу Иртыша в районе села Усть-Ишим одноименного района Омской области; по имени населенного пункта и было решено ее называть. В этом районе на берегах реки ископаемая фауна встречается довольно часто, но останки человека были обнаружены практически впервые, и поэтому Бондарев сразу понял важность подобранной кости. Однако проводить дальнейшие исследования имело смысл при соблюдении двух условий: 1) эта кость принадлежит человеку; 2) она имеет достаточно древний возраст (более 10 тыс. лет).
В том же 2010 году Алексей Бондарев подключил к исследованиям двух коллег: антрополога Сергея Слепченко (Институт проблем освоения Севера СО РАН, г. Тюмень) и геоархеолога Ярослава Кузьмина (Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск).
Удалось установить, что кость длиной около 33 см действительно принадлежит человеку, и скорее всего — именно человеку современного типа (которого также называют кроманьонцем, поскольку впервые его ископаемые останки были найдены в 1868 году в гроте Кро-Маньон во Франции).
В этой работе также приняли участие коллеги из Тюмени и Екатеринбурга — антрополог Дмитрий Ражев (Институт проблем освоения Севера СО РАН) и палеонтолог Павел Косинцев (Институт экологии растений и животных УрО РАН).
Кость, сколько тебе лет?
Далее ученым предстояло ответить на важнейший вопрос, от которого зависело будущее исследований: каков возраст кости. Чаще всего такие находки, несмотря на их весьма «ископаемый» вид, при определении возраста дают даты моложе 10 тыс. лет, и их уникальными не назовешь. Необходимо было провести радиоуглеродный анализ усть-ишимcкой находки.
На данном этапе к работе подключились ученые из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка, находящегося в Лейпциге (Германия). Именно они уже около десяти лет активно занимаются изучением ДНК древнейших антропологических находок в Сибири, включая знаменитого «денисовского» человека из одноименной пещеры на Алтае.
Общество научных исследований имени Макса Планка в Германии выполняет роль Академии наук; оно призвано проводить фундаментальные исследования в различных областях знаний (в первую очередь в естественных, социальных и психологических науках). Всего в обществе состоят около 80 исследовательских институтов и научных групп, располагающихся в различных городах Германии, а также в других европейских странах. Находящийся в составе общества Институт эволюционной антропологии — междисциплинарная организация, основная задача которой — исследование истории, эволюционного разнообразия и возможностей организма человека. Институт этот сравнительно новый, он основан в 1997 году.
Однако, несмотря на относительную «молодость», его сотрудники провели ряд работ на самом высоком международном уровне, включая расшифровку генома неандертальца (который по возрасту старше, чем кроманьонец), и опубликовали серию работ в самых престижных мировых научных изданиях — журналах Science, Nature, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS).
Поскольку между Ярославом Кузьминым, Дмитрием Ражевым, Павлом Косинцевым и сотрудником Института эволюционной антропологии Бенце Виолой ранее был установлен научный контакт, было быстро получено согласие от главы отделения эволюционной генетики этого института Сванте Паабо на совместное исследование кости из Усть-Ишима. Для определения радиоуглеродного возраста была выбрана одна из лучших лабораторий мира, расположенная в Университете Оксфорда (Великобритания); здесь есть возможность получить дату по очень небольшому количеству кости (весом всего около 1 г).
В России пока таких лабораторий, к сожалению, нет, хотя в Центре коллективного пользования СО РАН «Геохронология кайнозоя» (г. Новосибирск) имеется необходимая для этого аппаратура, которая тем не менее все еще требует окончательной наладки.
Радиоуглеродная дата, полученная в Оксфорде, очень обрадовала наш коллектив — ведь если это кость кроманьонца, то, во-первых, она самая древняя из тех, для которых есть надежное определение возраста; во-вторых, есть возможность при благоприятной сохранности получить ДНК. На основании даты и анализа найденных рядом с усть-ишимской костью остатков животных была сделана реконструкция природной среды того времени, когда на Иртыше обитал древний человек. В то время климат был несколько холоднее современного; это означает, что для зимовки человеку требовались теплая одежда и жилища.
Пищей служили в основном копытные животные — первобытный бизон, лось, дикая лошадь, северный олень и др.
В 2012 году состоялся визит Алексея Бондарева и Сергея Слепченко в Институт эволюционной антропологии; он был посвящен дополнительному изучению кости антропологическими методами, проведению томографического исследования и отбору образцов на ДНК. После того было несколько томительных месяцев ожидания… Осенью этого же года Сванте Паабо известил участников проекта о том, что ДНК в образце из Усть-Ишима очень хорошо сохранилась и принадлежит человеку современного типа!
Непосредственно анализом данных по ДНК занималась Шяомэй Фу. Стало ясно, что образец из Усть-Ишима имеет настолько большую для такого возраста полноту ДНК, что ее углубленное изучение позволит ответить на многие остававшиеся до сего дня без ответа вопросы ранней эволюции современного человека.
Про что уже можно рассказывать
Важнейшим аспектом исследования является еще и то, что достоверно установленное пребывание современного человека около 45 тыс. лет на широте 58 с.ш. само по себе есть важнейший факт, подтвержденный надежными данными. До сих пор о таком раннем проникновении человека на север Евразии не существовало прямых свидетельств (в виде находок либо останков человека, либо каменных и костяных орудий). Для анализа накопившейся информации было необходимо участие специалиста, хорошо знакомого с антропологией и археологией Восточной Азии, где находки палеолитических Homo sapiens достаточно многочисленны. К нам присоединилась Сюзан Китс из Великобритании, которая много лет занимается изучением палеолита Китая и Юго-Восточной Азии и неоднократно бывала в Сибири, где она в 2002 году инициировала программу изучения древней ДНК совместно с Институтом эволюционной антропологии и Институтом археологии и этнографии СО РАН. Вместе с Виолой и Кузьминым ею был проведен анализ географии и хронологии находок плейстоценовых (т.е. старше 10 тыс. лет) костей человека современного типа в Евразии, а также сравнение этих данных с той информацией, которая известна из источников по археологии палеолита Китая, Сибири, Монголии и сопредельных стран.
Итогом напряженной работы, которая сейчас близится к завершению, явилось междисциплинарное изучение образца из района села Усть-Ишим.
Думаю, что в этом есть немалая доля удачи: сначала нам повезло в том, что образец не был пропущен при сборах; затем в том, что он попал в руки палеонтологов и антропологов; после этого в том, что удалось надежно определить его возраст; и, наконец, в том, что в этой очень древней кости прекрасно сохранилась ДНК!
К числу первых итогов изучения усть-ишимской находки можно отнести то, что она принадлежит человеку, который имел примесь неандертальской ДНК в бóльшем количестве, чем живущее сегодня население Евразии (у последнего эта доля составляет до 1,5–2%). Это означает, что усть-ишимский человек жил вскоре после случайного скрещивания неандертальцев и кроманьонцев (Homo sapiens sapiens) и его ДНК в этом отношении является «свежей», т.к. по ходу размножения доля неандертальской ДНК постепенно уменьшается, а в нашем образце доля неандертальцев достаточно велика, что говорит об относительно небольшом времени, прошедшем с момента гибридизации. Этот факт сам по себе имеет большое значение для изучения истории эволюции современного человека и его возможной генетической связи с другими видами гоминид.
Где представлены результаты
Первый доклад был сделан на конференции «Evolution of modern humans — from bones to genome» («Эволюция людей современного типа — от костей к геномам»), прошедшей в городе Ситжес (Испания) 16–18 марта 2014 года; организатором мероприятия выступил известный научный журнал Cell. На форуме обсуждались различные аспекты эволюции современного человека. На той конференции группа ученых под руководством Сванте Паабо представила данные о секвенировании (т.е. определении последовательности) полного генома, полученного из бедренной кости человека, найденной в 2008 году в районе села Усть-Ишим (Омская обл.).
Радиоуглеродный возраст находки оказался равен 45 тыс. лет, и на сегодняшний день это самая ранняя находка остатков человека современного типа (Homo sapiens), для которой также получена качественная информация о ДНК.
Количество подобных объектов в палеолите (древнекаменном веке) Старого Света можно сосчитать по пальцам: это пещера Тяньюань в северном Китае (возраст — около 39,5 тыс. лет), стоянки Костенки XIV (Воронежская обл.; 37,5 тыс. лет) и Мальтá (Иркутская обл., 24 тыс. лет).
Среди них именно кость из Усть-Ишима обладает наибольшей полнотой данных по древней ДНК.
На состоявшейся 8–9 апреля 2014 года в Калгари (Канада) ежегодной конференции Общества палеоантропологии был сделан второй доклад по кости из Усть-Ишима, представленный группой российских, немецких и китайских коллег. В нем в развернутом виде были представлены данные об антропологии, возрасте и природных условиях обитания человека на Западно-Сибирской равнине около 45 тыс. лет назад. Важнейшим аспектом этого сообщения было то, что в это время человек современного типа уже был в состоянии обитать в достаточно суровых климатических условиях центра Западной Сибири (широта 58 градусов с.ш.). Ранее самые северные следы присутствия человека были известны около 32,5 тыс. лет назад на сибирском Крайнем Севере (Янская стоянка, 71 градус с.ш.) и около 37,5 тыс. лет назад на европейском северо-востоке (стоянка Мамонтовая Курья, 67 градусов с.ш.).
Однако на них были найдены только каменные орудия и кости животных; человеческих останков на этих северных объектах палеолита практически нет.
О находке также сообщала небольшая статья «Oldest Homo sapiens genome pinpoints Neandertal input» («Древнейший геном Homo sapiens выявляет вклад неандертальцев»), которую для журнала Science написала научный журналист Анн Гиббонс. Она уже освещала исследования ископаемого человека в Сибири: в 2011 году Гиббонс написала очерк о конференции на научно-исследовательском стационаре близ Денисовой пещеры на Алтае, принадлежащем Институту археологии и этнографии СО РАН (г. Новосибирск).
Поскольку научные статьи с детальным изложением результатов работ международного коллектива ученых с находкой из Усть-Ишима еще не опубликованы и было бы неверным освещать все детали до их публикации, в нынешнем материале в «Газете.Ru» читатели знакомятся с обстоятельствами и историей изучения усть-ишимской кости, так как в очерке Анн Гиббонс из-за недостатка места упомянуты лишь трое исследователей — Николай Перистов, Алексей Бондарев и Бенсе Виола.
По словам участницы симпозиума в Испании Сары Тишкофф из США, которые привела в своем очерке Анн Гиббонс, изучение усть-ишимской находки сродни использованию «машины времени»; с его помощью ученым удалось заглянуть в далекое прошлое современного человека. Остается надеяться, что эта находка увеличит наши знания, которых в областях изучения эволюции и миграций древнего человека все еще недостаточно.
Автор — доктор географических наук, работает в Институте геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск