Генетический термощит древних жителей Японии 05.08.2026

Последний ледниковый период стал для древних людей серьезным испытанием: климатические условия менялись, температура снижалась, а огромные территории планеты покрывались льдом. Однако человек оказался способен приспосабливаться к таким переменам не только благодаря орудиям труда, одежде и культурным традициям, но и на биологическом уровне. Новое исследование ученых из Токийского университета, проведенное командой Юсуке Ватанабе (Yusuke Watanabe) и Йошики Вакиями (Yoshiki Wakiyama), показывает, что генетические изменения могли существенно повысить шансы древнего населения Японского архипелага на выживание в холодном климате.

Особый интерес исследователей вызвала культура дземон, существовавшая на Японском архипелаге примерно 16 000-3 000 лет назад. Ее представители считаются важным источником информации о древних популяциях Восточной Евразии. Предковая линия дземон, согласно оценкам, отделилась от других восточноевразийских популяций примерно 27 000-19 000 лет назад, то есть в конце последнего ледникового периода. В то время ледяной покров занимал около четверти всей суши, а северные территории Евразии отличались суровым климатом.

Островная изоляция впоследствии помогла сохранить в геномах дземон особенности очень древней генетической линии, следы которой в других регионах сегодня представлены значительно хуже. В рамках исследования ученые секвенировали ДНК останков 25 человек дземон, живших примерно 5400-2300 лет назад, а затем объединили полученные сведения с 17 ранее опубликованными древними геномами из разных районов Японского архипелага. Несмотря на разницу в несколько тысяч лет между отдельными образцами, в них сохранялись общие генетические особенности, восходящие к значительно более древним предкам. Исследователи рассматривают этот набор данных как своеобразный "генетический архив" населения Восточной Евразии эпохи верхнего палеолита.

Работа с древней ДНК осложняется тем, что генетический материал со временем разрушается и сохраняется в виде многочисленных фрагментов. Для восстановления недостающих участков исследователи использовали данные 9290 современных японских геномов. С помощью статистических методов они смогли реконструировать часть утраченных последовательностей, получив более полное представление о геномах древних людей. После этого реконструированные данные сравнили с геномами других популяций, особое внимание уделив признакам положительного естественного отбора - то есть генетическим вариантам, распространенность которых могла увеличиваться благодаря преимуществам для выживания и размножения.

Особенно интересными оказались варианты, связанные с реакцией организма на холод. Некоторые из них могли влиять на нетрепетательный термогенез - производство тепла без мышечной дрожи. Важную роль в этом процессе играет коричневая жировая ткань: в отличие от обычной жировой ткани, она активно расходует энергетические запасы, преобразуя их в тепло. Один из обнаруженных вариантов гена, который в предыдущих экспериментах связывали с повышенной теплопродукцией коричневого жира, присутствовал у дземон с частотой аллеля около 73%, тогда как среди современных восточноазиатских популяций его доля составляет примерно 17%.

Ученые обнаружили и другие признаки естественного отбора, связанные с массой тела и метаболизмом жиров. На первый взгляд такие изменения могут показаться противоречивыми: увеличение жировых запасов помогает организму сохранять тепло, однако одновременно жир должен эффективно расщепляться, чтобы служить источником энергии для теплопродукции. Вероятно, сочетание нескольких генетических особенностей позволяло организмам дземон одновременно накапливать энергетические ресурсы и быстро использовать их для выработки тепла. Любопытно, что в одном из участков генома, участвующем в переработке жирных кислот, представители дземон оказались генетически ближе к гренландским инуитам, чем к современным восточноазиатским популяциям. По мнению авторов, это может быть примером конвергентной эволюции, когда разные группы людей независимо приобретают сходные адаптации в ответ на похожие условия среды.

Археологические находки хорошо согласуются с этой генетической картиной. Древнейшая керамика дземон свидетельствует о значительной роли водных ресурсов в их рационе, а сочетание археологических и генетических данных указывает на возможную адаптацию к питанию, богатому жирами и белками, в условиях холодного климата. Исследователи также попытались определить, когда именно естественный отбор начал активно способствовать распространению связанных с холодом вариантов. Анализ возраста образцов и их генетического родства показал, что наиболее сильное давление отбора, вероятно, пришлось на последний ледниковый период, после чего оно стало слабее. При этом адаптация, судя по всему, не была единичным событием: одни варианты существовали еще у более южных популяций, родственных предкам дземон, тогда как другие получили широкое распространение уже в ветви дземон по мере ее продвижения на север.