Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 2022 года Сванте Паабо сыграл ключевую роль в популяризации и развитии исследований древней ДНК. За последние два десятилетия в этой области произошла настоящая революция. Если в 1984 году ученым удалось секвенировать первый геном вымершего животного — квагги (близкого родственника современных зебр), то сегодня методы исследования шагнули далеко вперед. Современная наука больше не полагается исключительно на костные останки. Ученые научились извлекать генетический материал непосредственно из пещерных осадочных отложений, которые действуют как «биологические капсулы времени» и естественные архивы, сохраняя историю на протяжении десятков тысяч лет.
Центром этих передовых изысканий стал Геогеномный археологический кампус Тюбингена (GACT) в Германии. Этот научный хаб, функционирующий уже два года, объединил усилия трех институтов и специалистов из самых разных дисциплин: археологов, геологов, биоинформатиков, микробиологов и экспертов по древней ДНК. Их главная цель заключается в реконструкции долгосрочных взаимодействий человека и экосистемы, отслеживании миграционных путей и анализе геномов не только вымерших видов, но и микроорганизмов.
Технологический прогресс в этой сфере достиг беспрецедентных масштабов. Современные секвенаторы способны декодировать в сто миллионов раз больше ДНК, чем их ранние предшественники. Если на расшифровку первого генома человека ушло более десяти лет, то нынешние лаборатории могут секвенировать сотни полных человеческих геномов за один день. Процесс требует использования сверхчистых помещений, робототехники для экстракции и сложной биоинформатики, позволяющей выявлять специфические паттерны химических повреждений, отличающие древнюю ДНК от современных загрязнений.
География исследований охватывает ключевые археологические памятники мира. Особое внимание уделяется Швабскому Юре в Германии, где расположены объекты всемирного наследия ЮНЕСКО. В частности, пещера Холе-Фельс, известная находками древнейших музыкальных инструментов и фигуративного искусства, стала важным источником образцов осадочных пород. Потенциал метода подтверждается и сенсационными открытиями в Гренландии, где была обнаружена древнейшая на сегодняшний день ДНК возрастом 2 миллиона лет. В настоящее время в лабораториях анализируются и более молодые образцы, например, помет пещерной гиены возрастом около 40 000 лет.
Масштаб полевых работ продолжает расширяться. Этим летом ученые провели экспедицию в Сербии, собрав сотни образцов грунта. В планах исследователей — работа в Южной Африке и на западе США, что позволит проверить сохранность генетического материала в различных климатических условиях. Анализ осадочных пород позволяет ответить на конкретные исторические вопросы: пересекались ли современные люди и неандертальцы в одних и тех же пещерах, и конкурировали ли люди с пещерными медведями за укрытия и ресурсы.
Благодаря новым методам были пересмотрены многие научные факты. Подтверждено, что неандертальцы и современные люди (Homo sapiens) скрещивались между собой, хотя ранее это считалось неверным. Помимо восстановления геномов мамонта, квагги и вымерших штаммов чумы, ученые реконструируют экосистемы ледникового периода через анализ микробов и фекалий. Уникальность подхода заключается в способности выявлять присутствие видов даже там, где полностью отсутствуют кости или артефакты.
Генетические данные дополняют картину древней истории, полученную из смежных исследований. Известно, что современные люди прибыли в Австралию 60 000 лет назад и, возможно, скрещивались там с архаичными людьми, такими как «хоббиты». Сами «хоббиты», вероятно, вымерли из-за засухи, вынудившей их конкурировать с современными людьми. Исследования в Южной Африке показали, что древние люди в этом регионе представляли собой «крайний предел генетической вариации человека» и находились в изоляции в течение почти 100 000 лет.
Изображение носит иллюстративный характер
Центром этих передовых изысканий стал Геогеномный археологический кампус Тюбингена (GACT) в Германии. Этот научный хаб, функционирующий уже два года, объединил усилия трех институтов и специалистов из самых разных дисциплин: археологов, геологов, биоинформатиков, микробиологов и экспертов по древней ДНК. Их главная цель заключается в реконструкции долгосрочных взаимодействий человека и экосистемы, отслеживании миграционных путей и анализе геномов не только вымерших видов, но и микроорганизмов.
Технологический прогресс в этой сфере достиг беспрецедентных масштабов. Современные секвенаторы способны декодировать в сто миллионов раз больше ДНК, чем их ранние предшественники. Если на расшифровку первого генома человека ушло более десяти лет, то нынешние лаборатории могут секвенировать сотни полных человеческих геномов за один день. Процесс требует использования сверхчистых помещений, робототехники для экстракции и сложной биоинформатики, позволяющей выявлять специфические паттерны химических повреждений, отличающие древнюю ДНК от современных загрязнений.
География исследований охватывает ключевые археологические памятники мира. Особое внимание уделяется Швабскому Юре в Германии, где расположены объекты всемирного наследия ЮНЕСКО. В частности, пещера Холе-Фельс, известная находками древнейших музыкальных инструментов и фигуративного искусства, стала важным источником образцов осадочных пород. Потенциал метода подтверждается и сенсационными открытиями в Гренландии, где была обнаружена древнейшая на сегодняшний день ДНК возрастом 2 миллиона лет. В настоящее время в лабораториях анализируются и более молодые образцы, например, помет пещерной гиены возрастом около 40 000 лет.
Масштаб полевых работ продолжает расширяться. Этим летом ученые провели экспедицию в Сербии, собрав сотни образцов грунта. В планах исследователей — работа в Южной Африке и на западе США, что позволит проверить сохранность генетического материала в различных климатических условиях. Анализ осадочных пород позволяет ответить на конкретные исторические вопросы: пересекались ли современные люди и неандертальцы в одних и тех же пещерах, и конкурировали ли люди с пещерными медведями за укрытия и ресурсы.
Благодаря новым методам были пересмотрены многие научные факты. Подтверждено, что неандертальцы и современные люди (Homo sapiens) скрещивались между собой, хотя ранее это считалось неверным. Помимо восстановления геномов мамонта, квагги и вымерших штаммов чумы, ученые реконструируют экосистемы ледникового периода через анализ микробов и фекалий. Уникальность подхода заключается в способности выявлять присутствие видов даже там, где полностью отсутствуют кости или артефакты.
Генетические данные дополняют картину древней истории, полученную из смежных исследований. Известно, что современные люди прибыли в Австралию 60 000 лет назад и, возможно, скрещивались там с архаичными людьми, такими как «хоббиты». Сами «хоббиты», вероятно, вымерли из-за засухи, вынудившей их конкурировать с современными людьми. Исследования в Южной Африке показали, что древние люди в этом регионе представляли собой «крайний предел генетической вариации человека» и находились в изоляции в течение почти 100 000 лет.
