Homo erectus, или человек прямоходящий — первый вид рода Homo, покинувший Африку, занимает ключевое положение в эволюционной истории человека. Однако из-за отсутствия молекулярных свидетельств их генетические характеристики, популяционное разнообразие и, особенно, потенциальные связи с современными людьми оставались неразрешенной загадкой.
Традиционные деструктивные методы отбора проб для древних человеческих окаменелостей неприемлемы, так как эти ископаемые — бесценное культурное наследие, что долгое время сдерживало прогресс в молекулярных исследованиях.
Ученые из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук вместе с коллегами преодолели это ограничение, разработав микродеструктивный метод кислотного травления. Этот подход позволяет извлекать молекулярную информацию из ископаемых зубов без повреждения формы.
Результаты опубликованы в научном журнале Nature, и в том же номере вышел сопроводительный комментарий, подчеркивающий роль белков эмали шести зубов H. erectus из Китая в предоставлении «новых сведений о том, как древний генетический материал в конечном итоге попал в популяции современных людей».
Исследователи проанализировали зубы возрастом не меньше 400 тыс. лет из трех разных местонахождений: Чжоукоудянь (пекинский синантроп), Хэсянь и Суньцзядун. Идентифицированы две мутации в белке эмали (амелогенине). Первая, ранее неизвестная мутация AMBN-A253G, оказалась потенциальным молекулярным маркером, общим для популяций H. erectus из всех трех местонахождений. Это первое доказательство того, что гоминины из этих трех пещер принадлежали к одной эволюционной популяции.
Вторая мутация, AMBN-M273V, ранее считалась уникальной для денисовцев — загадочной ветви древних людей, известной в основном по геномам из Денисовой пещеры на Алтае. Однако новое исследование показывает, что этот вариант не уникален для денисовцев: он также присутствует у изученных популяций H. erectus. По мнению авторов, эта мутация могла войти в денисовскую линию через смешение и впоследствии была передана некоторым популяциям современных людей (в Юго-Восточной Азии и Океании) через денисовскую интрогрессию. Это дает первые представления о возможной связи между восточноазиатскими H. erectus (такими как пекинский синантроп) и денисовцами, а также о потенциальных глубинных генетических связях с некоторыми современными людьми.
Помимо палеоантропологических открытий, работа устанавливает новый набор экспериментальных и вычислительных методологий, включая метод определения пола древних гомининов на основе мужского специфичного белка эмали AMELY, подход перекрестной валидации с помощью тандемной масс-спектрометрии и методы анализа ДНК, связанные с конкретными аминокислотными вариантами. В совокупности эти инструменты создают новую основу для систематических палеопротеомных исследований, позволяя извлекать максимум информации из бесценных ископаемых остатков, не разрушая их.
Ранее Наука Mail рассказывала о связях между современным людьми и денисовцами в течение 40 тыс. лет.
