Как всегда, исследования ДНК вызывают столько же вопросов, сколько и ответов.
Каждый человек, живущий сегодня на планете, происходит от людей, которые жили охотниками-собирателями в Африке.
Континент является колыбелью человеческого происхождения и изобретательности, и с каждой новой окаменелостью и археологическим открытием мы узнаем больше о нашем общем африканском прошлом. Такие исследования, как правило, сосредоточены на том, когда наш вид, Homo sapiens, распространился на другие массивы суши 80 000-60 000 лет назад. Но что же произошло в Африке после этого, и почему мы ничего не знаем о людях, которые остались?
Наше новое исследование, проведенное междисциплинарной группой из 44 исследователей из 12 стран, помогает ответить на эти вопросы. Секвенировав и проанализировав древнюю ДНК (аДНК) людей, живших 18 000 лет назад, мы примерно удвоили возраст секвенированной ДНК из Африки к югу от Сахары. И эта генетическая информация помогает антропологам, таким как мы, лучше понять, как современные люди перемещались и смешивались в Африке давным-давно.
По следам нашего человеческого прошлого в Африке
Начиная примерно 300 000 лет назад люди в Африке, похожие на нас - самые ранние анатомически современные люди - также начали вести себя очень по-человечески. Они изготавливали новые виды каменных орудий и начали транспортировать сырье на расстояние до 250 миль (400 километров), вероятно, через торговые сети. К 140 000-120 000 лет назад люди изготавливали одежду из шкур животных и начали украшать себя проколотыми бусинами из морских раковин.
В то время как ранние инновации появлялись лоскутным одеялом, более масштабный сдвиг произошел около 50 000 лет назад - примерно в то же время, когда люди начали переселяться в такие отдаленные места, как Австралия. Новые типы каменных и костяных орудий стали обычным явлением, и люди начали изготавливать и обменивать бусы из скорлупы страусиных яиц. И хотя большая часть наскальных рисунков в Африке не датирована и сильно выветрена, увеличение количества охристого пигмента на археологических раскопках намекает на взрыв искусства.
Что вызвало этот сдвиг, известный как переход к позднему каменному веку, долгое время оставалось археологической загадкой. Почему некоторые инструменты и модели поведения, которые до этого момента по частям появлялись в Африке, вдруг стали широко распространенными? Было ли это как-то связано с изменениями в количестве людей или в том, как они взаимодействовали?
Бусы из скорлупы страусиных яиц. Дженнифер Миллер, CC BY-ND
Вызов доступа к глубокому прошлому
Археологи реконструируют поведение людей в прошлом в основном по вещам, которые люди оставили после себя - остаткам еды, инструментам, украшениям, а иногда даже своим телам. Эти записи могут накапливаться на протяжении тысячелетий, создавая представления о повседневной жизни, которые на самом деле представляют собой средние значения за длительные периоды времени. Однако трудно изучать древнюю демографию или то, как менялось население, только по археологическим данным.
Вот где ДНК может помочь. В сочетании с данными археологии, лингвистики, устной и письменной истории ученые могут собрать воедино то, как люди двигались и взаимодействовали, исходя из того, какие группы имеют генетическое сходство.
Но ДНК живых людей не может рассказать всю историю. Африканское население изменилось за последние 5000 лет в результате распространения скотоводства и земледелия, развития городов, древних пандемий и разрушительного действия колониализма и рабства. Эти процессы привели к исчезновению одних линий и объединению других, образуя новые популяции.
Использование современной ДНК для реконструкции древних генетических ландшафтов похоже на чтение письма, выброшенного под дождь: некоторые слова есть, но размыты, а некоторые полностью исчезли. Исследователям нужна древняя ДНК из археологических останков человека, чтобы изучить разнообразие людей в разных местах и в разные времена и понять, какие факторы сформировали его.
К сожалению, аДНК из Африки особенно трудно восстановить, потому что континент расположен на экваторе, а тепло и влажность разрушают ДНК. В то время как самой старой аДНК из Евразии около 400 000 лет, все последовательности из Африки к югу от Сахары на сегодняшний день были моложе примерно 9 000 лет.
Преодолевая «тропический потолок»
Поскольку каждый человек несет в себе генетическое наследие, унаследованное от поколений его предков, наша команда смогла использовать ДНК людей, живших между 18 000-400 лет назад, чтобы изучить, как люди взаимодействовали еще в давние времена. последние 80 000-50 000 лет. Это позволило нам впервые проверить, сыграли ли демографические изменения роль в переходе к позднему каменному веку.
Наша команда секвенировала ДНК шести человек, похороненных на территории нынешних Танзании, Малави и Замбии. Мы сравнили эти последовательности с ранее изученной ДНК 28 человек, захороненных на территории от Камеруна до Эфиопии и вплоть до Южной Африки. Мы также создали новые и улучшенные данные ДНК для 15 из этих людей, пытаясь извлечь как можно больше информации из небольшой горстки древних африканцев, ДНК которых сохранилась достаточно хорошо для изучения..
Это позволило создать крупнейший набор генетических данных для изучения истории популяции древних африканских собирателей - людей, которые охотились, собирали или ловили рыбу. Мы использовали его для изучения структур населения, существовавших до радикальных изменений последних нескольких тысяч лет.
ДНК принимает участие в давнем споре
Мы обнаружили, что люди действительно изменили то, как они двигались и взаимодействовали во время перехода к позднему каменному веку.
Несмотря на то, что все древние люди, участвовавшие в этом исследовании, были разделены тысячами миль и лет, они произошли от одних и тех же трех популяций, связанных с древними и современными жителями восточной, южной и центральной Африки. Присутствие восточноафриканского происхождения на юге, вплоть до Замбии, и южноафриканского происхождения на севере, вплоть до Кении, указывает на то, что люди перемещались на большие расстояния и рожали детей от людей, проживающих далеко от того места, где они родились. Такая структура населения могла возникнуть только в том случае, если бы люди перемещались на большие расстояния в течение многих тысячелетий.
Кроме того, наше исследование показало, что почти все древние восточные африканцы имели неожиданно большое количество генетических вариаций с охотниками-собирателями, которые сегодня живут в тропических лесах Центральной Африки, что делает древнюю Восточную Африку поистине генетическим плавильным котлом. Мы можем сказать, что это смешение и перемещение произошло примерно 50 000 лет назад, когда произошел крупный раскол в популяциях собирателей в Центральной Африке.
Мы также отметили, что люди в нашем исследовании были генетически наиболее похожи только на своих ближайших географических соседей. Это говорит нам о том, что примерно 20 000 лет назад собиратели в некоторых африканских регионах почти исключительно находили себе партнеров на месте. Эта практика должна была быть чрезвычайно сильной и сохраняться в течение очень долгого времени, поскольку наши результаты показывают, что некоторые группы оставались генетически независимыми от своих соседей в течение нескольких тысяч лет. Это было особенно ясно в Малави и Замбии, где единственные обнаруженные нами близкие отношения были между людьми, похороненными примерно в одно и то же время в одних и тех же местах.
Мы не знаем, почему люди снова стали «жить локально». Изменение окружающей среды по мере того, как последний ледниковый период достиг своего пика и заканчивался между 26 000 и 11 500 лет назад, возможно, сделало более экономичной добычу корма ближе к дому, или, возможно, сложные сети обмена уменьшили потребность людей путешествовать с предметами.
В качестве альтернативы могут появиться новые групповые идентичности, реструктурирующие правила брака. Если это так, мы ожидаем, что артефакты и другие традиции, такие как наскальное искусство, будут диверсифицироваться, а определенные типы будут сосредоточены в разных регионах. Именно это и обнаруживают археологи - тенденция, известная как регионализация. Теперь мы знаем, что это явление коснулось не только культурных традиций, но и потока генов.
Новые данные, новые вопросы
Как всегда, исследования ДНК вызывают столько же вопросов, сколько и ответов. Обнаружение центральноафриканского происхождения в восточной и южной частях Африки побуждает антропологов пересмотреть, насколько взаимосвязанными были эти регионы в далеком прошлом. Это важно, потому что центральная Африка остается недостаточно изученной с археологической точки зрения, отчасти из-за политических, экономических и логистических проблем, которые затрудняют проведение исследований.
Кроме того, хотя генетические данные подтверждают значительный демографический сдвиг в Африке после 50 000 лет назад, мы до сих пор не знаем его ключевых факторов. Определение того, что спровоцировало переход к позднему каменному веку, потребует более тщательного изучения региональных экологических, археологических и генетических записей, чтобы понять, как этот процесс разворачивался в странах Африки к югу от Сахары.
Наконец, это исследование является ярким напоминанием о том, что исследователям еще предстоит многому научиться у древних людей и артефактов, хранящихся в африканских музеях, и подчеркивает решающую роль хранителей этих коллекций. В то время как некоторые человеческие останки в этом исследовании были обнаружены в течение последнего десятилетия, другие находятся в музеях уже полвека.
Несмотря на то, что технологические достижения отодвигают временные рамки для аДНК, важно помнить, что ученые только начали понимать человеческое разнообразие в Африке, прошлое и настоящее.
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите исходную статью.