Обошлись и без костей. Ученые извлекли из грязи геном неизвестной популяции людей
Эксперты проанализировали образцы отложений из грузинской пещеры Сацурблия и выявили древние фрагменты ДНК женщины, зубра и волка.
В грязи, которая тысячелетиями была погребена под полом пещеры, специалисты обнаружили геном древнего человека. Анализ выявил следы женщины, жившей во время последнего ледникового периода 25 000 лет назад, и хотя ученые мало что о ней знают, она представляет собой значительное научное достижение: возможность идентификации древних человеческих популяций даже при отсутствии костей, пишет Science Alert.
В образце также была обнаружена ДНК волков и зубров. Результаты исследования дают новое представление о генетической истории этих трех видов в позднем плейстоцене и демонстрируют, что прямой метод дробовика ДНК отложений может предоставить данные по всему геному.
Стоит отметить, что метод дробовика — это метод, который используется для секвенирования длинных участков ДНК. Его суть состоит в получении случайной массированной выборки клонированных фрагментов ДНК данного организма, на основе которых может быть восстановлена исходная последовательность ДНК.
Восстановление древней ДНК обычно во многом зависит от костей и удачи. Во-первых, необходимо, чтобы кости сохранились в хорошем состоянии. Во-вторых, нужно найти их и извлечь достаточное количество генетического материала для секвенирования.
Это сложная работа, но очень полезная, поскольку древняя ДНК способна заполнить множество пробелов в эволюционной истории не только людей, но и других форм жизни. Однако на многих древних стоянках содержится больше признаков деятельности гоминидов, чем самих костей. Пещера Сацурблия в Грузии является одним из таких мест.
Такие находки, как каменные орудия труда, выдерживают суровость времени лучше, чем кости, так что это неудивительно. Несмотря на это, пещера использовалась древними людьми на протяжении тысячелетий, но до сих пор был секвенирован геном только одного человека, жившего 15 000 лет назад.
Экологическая ДНК, которую можно обнаружить сохранившейся в осадочных породах, все чаще представляется прекрасным способом узнать больше о прошлом. Она откладывается с фекалиями, или с фрагментами костей, которые были измельчены в пыль.
Поэтому группа ученых во главе с археологом Роном Пинхаси и биологом-эволюционистом Пером Гелабертом из Венского университета в Австрии отправилась на поиски экологической ДНК в пещере Сацурблия.
Они получили шесть образцов почвы в виде митохондриальной ДНК и проанализировали их в поисках следов генетического материала — фрагментарные и неполные, но достаточные для получения новой информации о популяциях, которые когда-то населяли этот регион.
Что касается женщины, эксперты смогли восстановить лишь крошечную часть ее генома, но из этого они смогли сделать вывод, что она принадлежала к ранее неизвестной группе современных людей. В настоящее время эта группа вымерла, но она внесла свой вклад в современные популяции в Европе и Азии.
Геном волка также представляет собой ранее неизвестную, ныне вымершую линию. Это говорит о том, что популяции волков значительно изменились и перестроились в конце последнего ледникового периода, около 11 000 лет назад, при этом такие линии, как эта, полностью исчезли.
Наконец, митохондриальная ДНК, обнаруженная в геноме бизона, может быть найдена и у живых, современных бизонов. Специалисты выявили, что его геном более тесно связан с европейским и евразийским зубром, чем с североамериканским. Это важный вывод, поскольку он позволяет предположить, что эти две линии разошлись до времен пещерных бизонов Сацурблии.
Неизвестно, жили ли эти три вида в пещере вместе — на данный момент очень трудно сузить датировку с достаточной достоверностью. Кроме того, изучение ДНК окружающей среды все еще имеет некоторые существенные ограничения, такие как фрагментарный характер любого полученного генетического материала и высокая вероятность загрязнения.
Тем не менее, результаты исследования показывают, что благодаря дешевым и доступным технологиям, копание в грязи может быть гораздо более полезным, чем считалось ранее.
"Полногеномная ДНК древних отложений может открыть новые направления для изучения целых экосистем, включая взаимодействие между различными видами и аспекты человеческой деятельности, связанной с использованием животных и растений", — заключили ученые.