Семнадцать черепов из испанской пещеры проливают свет на происхождение неандертальцев

Испанские палеоантропологи детально изучили 17 черепов среднеплейстоценовых людей из местонахождения Сима де лос Уэсос. Согласно новым данным, местная популяция жила 430 тысяч лет назад, отличалась пониженной индивидуальной изменчивостью и своеобразным сочетанием «примитивных» признаков свода черепа с «продвинутыми» неандертальскими чертами лицевой части черепа, челюстей и зубов. Исследование подтвердило гипотезу о близости людей из Симы де лос Уэсос к предкам неандертальцев, а также о поэтапном и мозаичном становлении комплекса признаков, характерных для классических Homo neanderthalensis.

«Элементы» уже рассказывали об уникальном местонахождении Сима де лос Уэсос (Sima de los Huesos, «Яма костей») на севере Испании. Глубоко в недрах разветвленной карстовой системы, в небольшой полости у основания вертикального колодца найдены кости как минимум 28 древних людей — предполагаемых предков неандертальцев (см. Прочтен митохондриальный геном гейдельбергского человека: предки неандертальцев оказались родственниками денисовцев по материнской линии, «Элементы», 16.12.2013). Все эти люди жили практически одновременно и с большой вероятностью представляют одну и ту же популяцию.

В новой статье испанских археологов, опубликованной в журнале Science, приведены результаты всестороннего изучения 17 черепов из Симы де лос Уэсос, семь из которых описываются впервые.

Один из важных результатов исследования — уточнение датировки. Авторы использовали несколько независимых методов, в том числе уран-ториевое датирование (Uranium-thorium dating) пещерных натёчных образований, оптическое датирование, палеомагнитные и биостратиграфические данные. Разные методы дали сходные результаты, на основе которых авторы пришли к выводу, что люди из Симы де лос Уэсос жили примерно 430 тыс. лет назад. Это удивительно хорошо согласуется с данными палеогенетики. Напомним, что митохондриальная ДНК, выделенная из костей человека и пещерного медведя из Симы де лос Уэсос, указывает на возраст около 400 тыс. лет (подробнее см. в вышеупомянутой новости).

Новая датировка соответствует и современным представлениям о времени расхождения предков неандертальцев и сапиенсов, основанным на сравнении геномов. Еще недавно «молекулярные часы» давали для этого события дату 200–300 тыс. лет назад, но эти цифры базировались на завышенной оценке темпа мутагенеза. Уточнение скорости мутирования у человекообразных отодвинуло момент дивергенции до 400–500 тыс. лет назад (см. У шимпанзе, как и у людей, число мутаций у потомства зависит от возраста отца, «Элементы», 18.06.2014). Люди из Симы де лос Уэсос имеют целый ряд продвинутых неандертальских признаков (см. ниже), а значит, они относились уже к неандертальской эволюционной линии и жили после момента дивергенции. Поэтому новая датировка находок из «Ямы костей» — это еще один независимый аргумент в пользу того, что линии неандертальцев и сапиенсов разделились более 400 тыс. лет назад.

Популяция людей из Симы де лос Уэсос оказалась морфологически довольно мономорфной, то есть имеющей низкую индивидуальную изменчивость. Этим она резко отличается, например, от ранних эректусов из Дманиси (см. Пятый череп из Дманиси показал огромный размах индивидуальной изменчивости ранних Homo, «Элементы», 21.10.2013).

Средний объем мозга (его удалось измерить у 15 черепов из 17) — 1232 см³, примерно как и у других среднеплейстоценовых Homo, относимых к «гейдельбергским людям в широком смысле». Это больше средних значений для азиатских эректусов, но меньше, чем у неандертальцев и сапиенсов (средний объем мозга неандертальцев и палеолитических сапиенсов превышал 1400 см³, у современных людей — 1355 см³).

В строении черепа людей из Симы де лос Уэсос обнаружена причудливая мозаика примитивных (характерных для ранних представителей человеческого рода) и продвинутых (неандертальских) признаков, причем первые преобладают в своде черепа, а вторые — в его лицевой части. Свод черепа в целом похож на то, что наблюдается у других среднеплейстоценовых Homo. Характерные неандертальские черты (такие как выступающий затылок — «неандертальский шиньон») отсутствуют или слабо выражены. В строении лица, челюстей и зубов неандертальских признаков намного больше. Например, у большинства черепов имеется развитый надглазничный валик, не подразделенный посередине, совсем как у классических неандертальцев. Особенно много неандертальских черт в тех частях черепа, которые так или иначе связаны с жеванием. Например, передняя часть височной кости, функционально связанная с жевательным аппаратом, имеет неандертальские очертания, тогда как задняя часть той же кости сохраняет примитивный облик. Челюсти и зубы — почти совсем неандертальские, хотя имеют и некоторые своеобразные черты.

На основе проведенного анализа авторы заключают, что люди из Симы де лос Уэсос почти наверняка были близки к предкам неандертальцев. Это предполагали и раньше, но новые данные существенно повысили надежность такой трактовки. Становление вида Homo neanderthalensis, по-видимому, шло поэтапно, что отражается в мозаике примитивных и продвинутых черт у промежуточных форм. Сначала характерный неандертальский облик приобретали одни элементы черепа (в первую очередь — связанные с жеванием), затем постепенно подтягивались остальные, включая строение черепной коробки.

Новые данные свидетельствуют о том, что среднеплейстоценовое население Европы состояло из разнородных и более или менее разобщенных человеческих популяций, причем межпопуляционная изменчивость существенно превышала внутрипопуляционную. Действительно, другие среднеплейстоценовые европейцы (например, Чепрано и Араго XXI) не имеют продвинутых неандертальских признаков, обнаруженных в популяции из Симы де лос Уэсос. На этом основании авторы предполагают, что в эволюции европейских Homo в среднем плейстоцене ключевую роль играл межгрупповой отбор и генетический дрейф в маленьких, полуизолированных популяциях. В итоге одни популяции (те, в которых развились неандертальские признаки) выжили и дали начало неандертальцам, а другие вымерли. Если бы дело обстояло иначе — например, если бы шел параллельный отбор по каким-нибудь адаптивным признакам во взаимосвязанной системе больших популяций — то внутрипопуляционная изменчивость, скорее всего, была бы выражена сильнее, чем межпопуляционная. Морфологическое однообразие людей из Симы де лос Уэсос противоречит такому сценарию.

Находки из Симы де лос Уэсос традиционно относили к виду Homo heidelbergensis, однако новые данные, по мнению авторов, не очень хорошо согласуются с такой классификацией. Ведь у других гейдельбергских людей нет продвинутых неандертальских черт, обнаруженных в исследованной выборке. Типовой экземпляр гейдельбергского человека — челюсть из Мауэра — тоже не имеет этих черт. Люди из Симы де лос Уэсос являются базальными представителями неандертальской эволюционной линии, поэтому их лучше либо выделить в отдельный вид, либо считать древнейшими неандертальцами (авторы оставили этот номенклатурный вопрос открытым). Что касается Homo heidelbergensis, то к этому виду авторы считают целесообразным относить только тех среднеплейстоценовых людей, у которых нет ни сапиентных, ни неандертальских специализированных черт.

Исследование еще раз подтвердило, что сапиенсы и неандертальцы произошли от общего предка, имевшего меньший по объему мозг, чем у обоих дочерних видов. Следовательно, рост мозга шел параллельно и в нашей, и в неандертальской эволюционной линии. Что, вообще говоря, неудивительно: ведь выживание обоих видов зависело в первую очередь от эффективности решения сложных технологических и социальных задач (изготовление орудий, охота на крупных животных, сложные социальные отношения, внутригрупповая кооперация, межгрупповая конкуренция, накопление знаний в череде поколений и т. д.) Очевидно, отбор на интеллект (в самом широком смысле) шел параллельно в разных популяциях палеолитических охотников. При этом он мог привести к немного различающимся результатам: так, хотя мозг неандертальцев и палеолитических сапиенсов примерно одинаков по объему, он различается по пропорциям отдельных частей, а также по динамике роста в ходе индивидуального развития (см. Мозг у неандертальцев рос иначе, чем у сапиенсов, «Элементы», 17.11.2010).

Что касается загадки митохондриальной ДНК, которая у человека из Сим де лос Уэсос оказалась ближе к архаичному денисовскому варианту, чем к неандертальскому или сапиентному (см. Прочтен митохондриальный геном гейдельбергского человека: предки неандертальцев оказались родственниками денисовцев по материнской линии, «Элементы», 16.12.2013), то данное исследование не приближает нас к разгадке. По-прежнему рассматриваются две основные версии. Либо эта мтДНК получена неандертальцами и денисовцами в результате эпизодического скрещивания с древним населением Евразии — эректусами, либо у гейдельбергских людей с давних пор были в генофонде два рано дивергировавших варианта мтДНК, один из которых в итоге зафиксировался у неандертальцев и сапиенсов, а другой — у денисовцев; у людей из Симы де лос Уэсос в таком случае должны были встречаться оба варианта (это можно будет проверить, если удастся прочесть митохондриальные геномы других особей).

Источник: J. L. Arsuaga, I. Martínez, L. J. Arnold, A. Aranburu, A. Gracia-Téllez, W. D. Sharp, R. M. Quam, C. Falguères, A. Pantoja-Pérez, J. Bischoff, E. Poza-Rey, J. M. Parés, J. M. Carretero, M. Demuro, C. Lorenzo, N. Sala, M. Martinón-Torres, N. García, A. Alcázar de Velasco, G. Cuenca-Bescós, A. Gómez-Olivencia, D. Moreno, A. Pablos, C.-C. Shen, L. Rodríguez, A. I. Ortega, R. García, A. Bonmatí, J. M. Bermúdez de Castro, E. Carbonell. Neandertal roots: Cranial and chronological evidence from Sima de los Huesos // Science. 2014. V. 344. P. 1358–1363.