Биологические капсулы времени: что рассказывает пыль из древних пещер об истории человечества

Это открытие помогает понять миграции людей, их отношения с неандертальцами и развитие древних экосистем, рассказывает 24 Канал со ссылкой на Live Science.

Смотрите также Возвращение из мертвых: "вымершую" рыбу снова нашли в боливийском пруду через 20 лет

Как ученые считывают историю из обычной пещерной грязи?

В течение последних двух десятилетий в методах реконструкции прошлого произошел настоящий переворот благодаря технологическому прогрессу в извлечении и анализе ДНК из древних останков. Эти достижения опровергли предыдущие теории, доказав, что неандертальцы и современные люди на самом деле скрещивались между собой.

Такой подход позволил исследователям распутать сложные маршруты миграций, сформировавших современное население, а также секвенировать геномы вымерших видов, например мамонтов, или возбудителей древних болезней, например, штаммов чумы.

Хотя раньше палеогенетики работали преимущественно с костями, сегодня они научились изымать генетический материал непосредственно из пещерных отложений. Пещеры являются идеальными архивами, десятилетиями сохраняют генетическую историю и взаимодействие людей с экосистемами, превращая обычную пыль под ногами в биологические временные капсулы.

У Тюбингенском университете (Германия) ученые используют этот метод, чтобы выяснить, кто населял Европу во время ледникового периода и делили ли люди и неандертальцы одни и те же пещеры.

Кроме почвы, источником информации становятся даже фекалии древних животных: сейчас исследователи изучают помет пещерной гиены, которая жила около 40 000 лет назад.

Древнейшая ДНК из отложений, найдена в Гренландии, имеет возраст 2 миллиона лет, как стало известно из работы опубликованной в журнале Nature. С момента первого секвенирования генома вымершей зебры квагги в 1984 году палеогенетика прошла огромный путь.

Как используют анализ ДНК сегодня?

Благодаря робототехнике и биоинформатике анализ ДНК превратился из научного интереса в мощный инструмент. Современные машины способны декодировать в 100 миллионов раз больше генетического материала, чем их предшественники: если первый геном человека расшифровывали более десяти лет, то современная лаборатория может обработать сотни полных геномов за один день.

Важность этих исследований подтвердила Нобелевская премия 2022 года, которую получил Сванте Пяабо за изучение эволюции человека. Сейчас ученые работают над воспроизведением мамонтоподобных слонов и отслеживанием присутствия людей в разных уголках мира в течение сотен тысяч лет.

Процесс извлечения ДНК из почвы напоминает поиск иголки в сене, поскольку молекулы очень фрагментированы и смешаны с современным загрязнением от посетителей пещер. Для выявления настоящих молекул ледникового периода используют ультрачистые лаборатории и роботов, реагирующих на специфические химические повреждения древней ДНК.

Основная работа ведется в пещерах Швабского Альбу (объекты ЮНЕСКО), где в стабильных условиях хранятся древнейшие музыкальные инструменты, фигурное искусство и ДНК Homo sapiens и неандертальцев. Это позволяет обнаружить виды, от которых не осталось даже костей, и понять, конкурировали ли люди с пещерными медведями за ресурсы.

Пещерная ДНК также отражает жизнь вне пещеры, поскольку хищники приносили туда добычу, а люди оставляли отходы. Отслеживая изменения в ДНК людей, животных и микробов, ученые изучают древние вымирания, что помогает лучше понимать современный кризис биоразнообразия.

Впереди исследователей ждут новые открытия: ожидается расшифровка первых геномов пещерных медведей и обнаружение сложных микробных сообществ, некогда процветавших в темноте.