В ходе исследования археологического слоя, датируемого 200 тысяч лет назад, ученые обнаружили фрагменты костей, принадлежащих денисовцам. Ранее человеческие останки в слоях такого возраста в Денисовой пещере не были найдены.
Ученые из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Йене провели анализ трех тысяч восьмисот самых маленьких, не поддающихся идентификации фрагментов древних костей, найденных в Денисовой пещере на Алтае, с использованием метода зоо-масс-спектрометрии и выявили их принадлежность конкретным видам древних животных эпохи палеолита. Среди этой огромной кучи осколков нашлось и четыре человеческих фрагмента, которые отправили на анализ ДНК и определили вид древних гоминидов, обитавших в пещере 200 тысяч лет назад. Три осколка из наиболее древнего археологического слоя принадлежали денисовцам и один, из более позднего слоя (возраст 140 тыс. л. н.) — неандертальцу. Статья с результатами этих исследований вышла в конце ноября в Nature Ecology and Evolution.
Слой, содержавший фрагменты скелета денисовцев, характеризовался обилием каменных артефактов и многочисленными останками животных. Благодаря изучению этих останков ученым удалось реконструировать условия жизни денисовцев, существовавших 200 тысяч лет назад. До настоящего времени в археологических слоях этого периода в Денисовой пещере не было найдено других костных останков человека. Обнаруженные материалы были найдены в Восточной галерее пещеры, где ученые фиксируют полную сохранность и нетронутость временной последовательности (стратиграфии) археологических слоев. Стратиграфия — радиоуглеродный метод является ключевым фактором при определении возраста археологических находок эпохи палеолита, однако его применимость ограничена верхней границей в 50–55 тысяч лет, поскольку существует ряд факторов, затрудняющих точное датирование более древних объектов. Культурные слои могут быть нарушены в результате деятельности грызунов и под воздействием различных геологических процессов. В этом отношении Восточная галерея представляет собой отличный пример объекта с сохраненной стратиграфией, позволяющей визуально оценить каждый отложенный слой.
Благодаря новым методам датировки возраст исследуемых гоминидов увеличился более чем в четыре раза – теперь он оценивается в период от 50 до 200 тысяч лет назад. Возможность уточнения возраста стала доступна благодаря технологии идентификации видов животных с использованием масс-спектрометрического анализа белковых последовательностей, извлеченных из коллагена, содержащегося в морфологически неопределенных фрагментах костей. За последние пять лет исследовано свыше 12 тысяч фрагментированных костных останков.
Денисова пещера была открыта в 1970-х годах, и до середины 1980-х специалисты, изучающие железный и бронзовый века, проводили раскопки, завершив исследования культурных слоев этой эпохи. В 1984 году в Денисовой пещере (Центральный зал, самые древние слои) был найден молочный зуб человека, который идентифицировали как денисовский только спустя 30 лет, благодаря активному сотрудничеству Института археологии и Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка. В результате этого сотрудничества в 2010 году впервые была выделена митохондриальная ДНК, а затем и ядерная ДНК (2012) нового таксона древнего человека, обнаруженного в Денисовой пещере. Это был фрагмент фаланги мизинца девочки. Впоследствии к нему присоединились и другие кости денисовцев. На сегодняшний день найдено более 10 костных останков денисовцев, в том числе зубы, фрагменты черепа, фаланги и несколько фрагментов кости, которые сложно определить по морфологии.
Наряду с фрагментами костей денисовцев археологи обнаруживали и останки неандертальцев, что указывало на возможность их одновременного существования и взаимодействия. В 2018 году генетические исследования вновь подтвердили эту гипотезу: один из фрагментов принадлежал девочке, являвшейся гибридом первого поколения с матерью-неандертальцем и отцом-денисовцем. Более того, подробный анализ ДНК выявил, что в родословной денисовца также присутствовали неандертальцы по материнской линии, но несколько поколений назад. Определение человеческой принадлежности фрагмента девочки-гибрида стало возможным благодаря использованию методики зоо-масс-спектрометрии — ZooMS.
За более чем 30 лет раскопок, начавшихся в 1984 году, археологам не удалось обнаружить значительное количество костных останков денисовцев и неандертальцев. Появление технологии зоо-масс-спектрометрии позволило идентифицировать даже мельчайшие костные фрагменты, накопившиеся за десятилетия раскопок в пещере и насчитывающие тысячи единиц. Исследование выявило, что из множества найденных останков животных лишь небольшое количество принадлежит людям. Внедрение метода масс-спектрометрии пептидных последовательностей, выделенных из костных останков, привело к немедленному увеличению общего количества фрагментов костей древних гоминидов из Денисовой пещеры на треть. Эти исследования проводились группой ученых из Оксфорда и Йены под руководством Катерины Дуки.
«Антропологические останки, как правило, представлены единичными экземплярами, в то время как костей животных, обнаруженных в пещерах в виде фрагментированного материала, насчитывается нередко десятки тысяч, — отмечает руководитель Отдела археологии каменного века ИАЭТ СО РАН, член-корреспондент РАН, доктор исторических наук Михаил Шуньков. Помимо первобытного человека, на животных, преимущественно копытных, охотились и его наиболее опасные соперники — пещерные гиены, медведи, волки. В тех же археологических горизонтах, где были найдены фрагменты человеческих костей, обнаруживались и каменные орудия – индустрия, характерная для ранней стадии среднего палеолита, которая не встречается на территории Северной Азии больше нигде, кроме Денисовой пещеры. При этом наблюдаются довольно тесные соответствия с палеолитическими каменными орудиями Ближнего Востока».
«Изначально предполагалось, что денисовцы появились на Алтае примерно 300 тысяч лет назад, мигрировав с Ближнего Востока. Ученый пояснил, что это предположение основано на схожести каменных орудий, найденных в археологических слоях Леванта и Денисовой пещеры, датируемых этим периодом. Палеогенетические исследования подтвердили, что первыми обитателями Денисовой пещеры были денисовцы, и позволили установить, что древнейшие каменные орудия были созданы именно ими».
Археологи выделяют две основные формы каменных орудий среднего палеолита: скребла и острия, которые со временем претерпевали изменения в форме, улучшался их рабочий край. Постепенно формировалась так называемая пластинчатая индустрия. Денисовцы владели навыками изготовления тонких и удлиненных каменных пластин. Микропластины ножевидного типа в период верхнего палеолита уже не применялись как самостоятельные инструменты, а служили лезвиями, вставляемыми в паз составного орудия с рукоятью из дерева или кости. На всех этапах эволюции каменного инвентаря ученые констатируют преемственность технологий. Появление нового инструмента не предполагало отказа от изготовления более старых разновидностей орудий. Технологии совершенствовались со временем. Среди орудий верхнепалеолитического типа можно найти большое количество остроконечников, миниатюрных проколок, долотовидных орудий. Вместе с украшениями из кости и поделочного камня в тех же отложениях обнаруживаются орудия, с помощью которых они могли быть изготовлены.
Генетические признаки денисовцев были найдены в генах современных жителей высокогорий Тибета, а также у коренного населения Австралии и островов Океании (5-6%). На сегодняшний день останки денисовцев обнаружены лишь в двух пещерах. Анализ ДНК костных останков свидетельствует о высоком уровне генетического разнообразия у денисовцев, что указывает на многочисленность их популяции и широкое распространение, охватывающее тропические регионы Восточной и Южной Азии. Они обитали на Алтае в течение очень длительного периода – около 300 тысяч лет. В геноме денисовцев, выделенном из фаланги мизинца, идентифицированы аллели, отвечающие за смуглую кожу, карие глаза и каштановые волосы. Однако, внешность более древних представителей этого вида гоминидов могла отличаться. В связи с этим исследователи называют Homo sapiens altaiensis носителя культуры раннего верхнего палеолита (ок. 50 тыс. л. н.), а термин «денисовцы» используют для обозначения более древних представителей этого таксона.