Генетики установили стократное снижение численности древних людей в эпоху падения астероида

Международная группа ученых опубликовала в журнале Science работу с результатами своего исследования. В ней представлены доказательства того, что почти миллион лет назад представителей рода Homo стало очень мало — не более 1280 размножающихся особей одновременно.

Люди современного вида появились в Африке примерно 300 тысяч лет назад — пока более древних окаменелостей просто не нашли. К тому моменту род Homo уже прошел разделение на неандертальцев, денисовцев и человека гейдельбергского. Но когда это разделение произошло, было совершенно непонятно.

На коллаже представлены основные формулы метода FitCoal / ©Shanghai Institute of Nutrition and Health, CAS

При этом археологи и антропологи неоднократно отмечали, что на границе между ранним и средним плейстоценом (примерно 800 тысяч лет назад) они находят очень мало человеческих окаменелостей — то есть в ископаемой истории Homo существует значительный пробел.

Авторы новой работы исследовали геномы более 3150 современных людей из десяти африканских и 40 неафриканских популяций. Они разработали новый аналитический инструмент, позволяющий определить размер группы, составлявшей предков современных людей, на основе разнообразия генетических последовательностей, наблюдаемых у их потомков. Этот метод называется FitCoal (Fast infinitesimal time coalescent process).

С его помощью ученые установили, что в период между 813 и 930 тысячами лет назад численность человеческой популяции сократилась на 98,7 процента. Осталось не более 1280 представителей рода Homo. И такой непростой период в жизни наших предков продолжался примерно 117 тысяч лет.

Ситуацию, когда численность популяции резко сокращается, называют «бутылочным горлышком». По современным представлениям, человечество несколько раз умудрилось проскользнуть через него. Первый раз это случилось примерно 1,2 миллиона лет назад — тогда на планете осталось 18 500 наших предков.

Около 75 тысяч лет назад люди опять чуть не вымерли — их осталось около двух тысяч. По мнению ряда ученых, этому способствовало извержение вулкана Тоба. Но это предположение неоднократно оспаривали другие исследователи.

Пять-семь тысяч лет назад население Европы и Африки столкнулось с особым видом «бутылочного горлышка»: резко сократилась численность мужчин, оставляющих потомство. На одного приходилось 17 женщин. Ученые обычно объясняют такую ситуацию социальными изменениями, которые сопровождались масштабными войнами.

Если авторы новой работы правы в своих выводах (не все их коллеги согласны), то они нашли самое узкое «бутылочное горлышко» в известной нам истории человечества. Но о причинах таких трагических событий пока можно только гадать.

На иллюстрации показана временная шкала «бутылочного горлышка» и количество особей, существовавших в это время / © Wangjie Hu et al.

Ученые отметили, что этот обвал популяции совпал с резким похолоданием, которое привело к появлению ледников, падению температуры поверхности океана и, возможно, длительным засухам в Африке и Евразии. Правда, это не вполне сочетается с другими известными фактами: человечество неоднократно переживало периоды резкого похолодания, но ни в один из них численность популяции не сокращалась так серьезно. Самым холодным ледниковым периодом в истории рода Homo был последний, закончившийся 15 тысяч лет назад, однако для него никакого «бутылочного горлышка» генетики не обнаружили.

В последние годы геологи находят все больше следов двух крупных ударных событий возрастом около 790 и 770 тысяч лет. По их оценкам, минимальная мощность первого составляет один миллион мегатонн. Это следует из разлета тектитов (кусочков стекла, образующегося при мощных ударных событиях) на площади диаметром 9000 километров.

Минимальные размеры вызвавшего это событие астероида оценивают в один километр. По современным представлениям, настолько мощный удар астероида неизбежно вызывает астероидную зиму. То есть, помимо гибели всех, кто оказался рядом с районом взрыва (считается, что это современный Южный Лаос), значительная часть людей могла погибнуть от внезапного глобального похолодания, вызванного затемнением солнечного света пылью, поднявшейся в стратосферу после удара астероида.

Учитывая, что хронологическая точность генетических методов на больших отрезках времени снижается, трудно исключать, что падение крупных астероидов 770–790 тысяч лет назад на самом деле совпало с «бутылочным горлышком».

Также авторы работы предположили, что именно прохождение через «бутылочное горлышко» поспособствовало разделению рода Homo. У человека современного вида — 23 хромосомы, между тем у большинства гоминидов и древних Homo — 24. По мнению ученых, это изменение сформировалось именно во время катастрофы, ставшей причиной «бутылочного горлышка». Поскольку популяция долгое время оставалась крайне малочисленной, то такая вариация человеческой ДНК быстро распространилась.