Введение
Долгое время археологи считали осадки, в которых находятся находки, лишь побочным продуктом раскопок. Недавние исследования опровергли это представление: в горных породах могут сохраняться древние биомолекулы, в том числе ДНК.
Значение получения ДНК из осадков
Получение человеческой и древней фаунистической ДНК из осадков открывает новые возможности для изучения географического и временного распределения древних людей и других организмов там, где их костные остатки редки или отсутствуют, – отмечает Матиас Мейер, ведущий автор исследования и сотрудник Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге.
Методология исследования
Для изучения происхождения ДНК в осадках учёные из Макса Планка объединились с международной группой геоархеологов — археологов, применяющих геологические методы для восстановления формирования отложений. Было использовано 40‑летнее образцовое сырьё: блоки осадков, извлечённые из археологических сайтов и зафиксированные в синтетической смоле (полиэстер). После отверждения блоки были нарезаны на тонкие секции для микроскопического обследования и генетического анализа.
Получение ДНК из десятилетних образцов
Исследователи извлекли ДНК из блоков, подготовленных четырёх десятилетий назад, полученных из Африки, Азии, Европы и Северной Америки. То, что такие блоки являются отличным источником древней ДНК, в том числе гомининов, несмотря на длительное хранение в пластике, открывает огромный, пока не использованный резервуар генетической информации. По словам Майка Морли из Университета Флиндерса (Австралия), это открывает новую эпоху в изучении древней ДНК, позволяя пересматривать образцы, хранящиеся в лабораториях, что особенно актуально в условиях ограничений на поездки и недоступности мест во время пандемий.
Пример из Денисовой пещеры
Используя блоки из Денисовой пещеры (Алтай, юго‑центральная Сибирь), где ранее были найдены ДНК неандертальцев, денисовцев и современных людей, учёные продемонстрировали, что небольшие органические частицы дают значительно больше ДНК, чем случайные образцы осадка. Высокий успех получения древней млекопитающей ДНК объясняется обилием микрорестов в матрице осадка, а не свободной внеклеточной ДНК из фекалий, биологических жидкостей или разлагающихся клеток, адсорбированных на минералах, – говорит Вера Альдейас, соавтор исследования и исследователь Университета Алгарве (Португалия). Это важный шаг к точному пониманию, где и при каких условиях древняя ДНК сохраняется в осадках, добавляет Морли.
Локализованный микроскопический подход
Метод, описанный в работе, позволяет проводить высоко локализованные микроскопические отборы осадка для ДНК‑анализа и показывает, что древняя ДНК распределяется в осадках неоднородно: некоторые свойства породы способствуют её лучшему сохранению. Связывание аДНК с археологическим микроконтекстом открывает возможность исследовать перемещение ДНК между слоями отложений, – отмечает Сьюзен Ментцер из Сенкенбергского центра человеческой эволюции и палеоокружающей среды (Германия).
Результаты: ДНК неандертальцев из микрограмм осадка
Дииендо Массилани, ведущий автор исследования, смог восстановить значительные количества ДНК неандертальцев из всего лишь нескольких миллиграммов осадка. Он определил пол индивидов и установил их родственную связь с неандертальцем, геном которого ранее был реконструирован из кости, найденной в той же пещере. ДНК в этих небольших пластмассово‑запечатлённых образцах была более концентрированной, чем в свободных осадках, – подчеркивает он. В будущем такой подход позволит анализировать ДНК множества древних людей из небольшого кубика осадка. Забавно думать, что всё это возможно потому, что люди использовали пещеру как туалет десятки тысяч лет назад.
