Анализ древней ДНК раскрывает, как земледелие распространилось и едва не уничтожило целую цивилизацию
Древняя ДНК раскрывает, как семейные узы помогли андским общинам пережить климатический кризис, болезни и трудности раннего земледелия.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature, реконструирует более чем 2000-летнюю историю населения аргентинской долины Успаллата (UV), региона на южной окраине древней андской сельскохозяйственной экспансии. Исследование проливает новый свет на то, как сельское хозяйство трансформировало общества и как общины реагировали на экологические и медицинские кризисы с течением времени.
Используя древнюю ДНК человека и патогенов, изотопный анализ, археологию и палеоклиматические данные, а также тесно сотрудничая с коренными общинами Уарпе, исследователи обнаружили, что местные охотники-собиратели постепенно перенимали методы земледелия, а не были вытеснены приходящим населением. Результаты также показывают, что более поздние общины, занимавшиеся выращиванием кукурузы, пережили длительные трудности, и что миграция через расширенные семейные сети, возможно, помогла людям пережить периоды нестабильности.
Один из главных вопросов, касающихся распространения земледелия, заключается в том, расширялось ли земледелие в основном за счет перемещения земледельческого населения в новые районы или за счет того, что местные охотники-собиратели перенимали культуры и сельскохозяйственные знания. Археологические данные сами по себе часто не позволяют четко различить эти возможности, поскольку обе могут оставлять схожие следы. Долина Успаллата предоставляет редкую возможность изучить этот переход, поскольку земледелие появилось там гораздо позже, чем в основных центрах одомашнивания в Южной Америке.
Исследователи из Отдела микробной палеогеномики (MPU) Института Пастера проанализировали древнюю ДНК 46 человек, охватывающую период от ранних обществ охотников-собирателей до более поздних земледельческих популяций. Результаты показали сильную генетическую преемственность между охотниками-собирателями, жившими в долине около 2200 лет назад, и земледельческими общинами, которые жили там более 1000 лет спустя, по мере расширения выращивания кукурузы и других культур.
Глубокие корни коренных генетических линий в Южных Андах
Исследование также предоставляет важные новые данные о долгосрочной генетической истории южных андских популяций.
«Помимо местной истории Успаллаты, мы также заполняем пробел в изучении генетического разнообразия южноамериканского населения, документируя генетический компонент, который ранее лишь предполагался на основе анализа современных популяций, и который теперь демонстрирует очень глубокую дивергенцию и сохраняется в регионе», — объясняет Пьер Луизи, соавтор исследования, научный сотрудник CONICET в Аргентине, начавший эту работу в качестве постдока в MPU Института Пастера во Франции.
«Сохранение этого генетического компонента предков в современных популяциях имеет важное значение, поскольку оно опровергает утверждения о вымирании коренных потомков в регионе со времени образования и роста аргентинского государства-государства».
Стабильные изотопы раскрывают особенности питания и миграции
Чтобы лучше понять, как жили люди, команда объединила генетические данные с анализом стабильных изотопов из костей и зубов. Изотопы углерода и азота дают представление о долгосрочном рационе питания, в то время как изотопы стронция могут показать, где человек жил и перемещался ли он в течение своей жизни.
Результаты показали, что потребление кукурузы в УФ-диапазоне менялось со временем, что указывает на гибкий подход к земледелию, а не на постоянное увеличение зависимости от сельского хозяйства. Однако другая картина наблюдалась примерно 800–600 лет назад на крупном кладбище под названием Потреро-Лас-Колониас. Многие люди там демонстрировали необычайно высокую зависимость от кукурузы — одни из самых высоких уровней, задокументированных в южных Андах, — а также имели неместные стронциевые сигнатуры, указывающие на их миграцию в этот район.
Кто были эти мигранты и откуда они пришли?
Исследователи обнаружили, что эти перемещения происходили в пределах относительно ограниченной географической области, а не затрагивали отдаленные, неродственные популяции. Генетические данные показали, что мигранты были тесно связаны с местными группами и принадлежали к одной и той же более широкой популяционной сети. Тем не менее, геномные данные также показали, что эта группа пережила серьезный и длительный демографический спад, что свидетельствует о многолетнем постоянном стрессе.
Климатическая нестабильность, туберкулез и сокращение численности населения
Несколько линий доказательств указывают на сложный кризис, затронувший эти земледельческие общины. Палеоклиматические данные свидетельствуют о длительных периодах климатической нестабильности, совпавших с сокращением численности населения. На уровне отдельных жизней (жизни отдельных людей) скелетные останки показали признаки, соответствующие детскому недоеданию и инфекционному заболеванию.
Древняя ДНК также выявила туберкулез на этом месте. Обнаруженный штамм принадлежал к линии, уже известной из доколониальной Южной Америки. Обнаружение его так далеко на юге, за пределами ранее задокументированных случаев в Перу и Колумбии, поднимает новые вопросы о том, как распространялась болезнь и какие условия окружающей среды позволили ей сохраниться.
«Обнаружение туберкулеза так далеко на юге в доколониальном контексте поразительно», — говорит Николас Раскован, руководитель отдела микробной палеогеномики в Институте Пастера. «Это расширяет географические рамки для понимания того, как туберкулез циркулировал в прошлом, и подчеркивает ценность интеграции геномики патогенов в более широкие реконструкции истории человечества».
Семейные связи, возможно, помогли общинам выжить.
Генетический анализ родства добавил еще один важный слой к этой истории. Многие мигранты были близкородственны, хотя и были похоронены в разное время. Эта закономерность предполагает организованное, многопоколенное перемещение в УФ-регион на протяжении нескольких десятилетий.
Сеть родства в основном формировалась по материнским линиям, и одна митохондриальная линия неоднократно встречалась среди мигрантов. Это указывает на потенциально центральную роль женщин в поддержании семейной преемственности и координации перемещения между общинами.
Исследователи не обнаружили доказательств насильственных конфликтов. В некоторых случаях мигранты и местные жители были похоронены вместе, что свидетельствует о мирном сосуществовании между группами в регионе.
В совокупности эти результаты предполагают, что миграция, основанная на семейных связях, служила стратегией устойчивости в условиях перекрывающихся факторов, таких как нестабильность окружающей среды, нехватка продовольствия и болезни.
«Ни одна фермерская община не бросает поля и дома легкомысленно», — говорит археолог и соавтор исследования Рамиро Барберена, научный сотрудник CONICET. «Наши результаты наиболее соответствуют ситуации, когда люди перемещаются в условиях форс-мажора, полагаясь на семейные связи для преодоления кризисов».
Барберена добавляет: «Понимание того, как происходили эти переходы и что они означали для демографии, экономики и здравоохранения, помогает нам лучше понять пути, которые сформировали современное общество, а также задуматься о рисках и проблемах изменения климата и демографического давления».
Сотрудничество с коренными общинами
Исследование также подчеркивает важность тесного сотрудничества с коренными общинами на протяжении всего исследовательского процесса. Члены общины Уарпе активно участвовали в проекте, помогали формировать интерпретации и нарративную структуру, а три члена общины стали соавторами исследования (Клаудия Эррера, Грасиэла Коз и Матиас Кандито).
Исследователи и члены общины регулярно встречались для обсуждения разрешений, неопределенностей и информирования о результатах. Исследование также сопровождалось переводом на испанский язык с пояснениями для неспециализированной аудитории, чтобы сделать исследование более доступным для местного населения.
«Археология и палеогеномика не являются нейтральными, когда речь идет о предках ныне живущих людей», — говорит Раскован. «Работа с сообществами меняет подход к науке: она формирует задаваемые нами вопросы, интерпретацию доказательств и способы донесения выводов, которые мы можем — и не можем — сделать».
Уроки сельского хозяйства, кризиса и устойчивости человечества
В более широком смысле, исследование показывает, что внедрение сельского хозяйства, одного из самых преобразующих событий в истории человечества, не происходило единым универсальным образом. Вместо этого разные сообщества следовали разными путями, сформированными местной средой и социальными сетями.
Объединяя генетику, археологию, изотопы, данные о климате и патогенах, исследование показывает, как древние общества справлялись с взаимосвязанными проблемами, такими как климатическая нестабильность, нехватка продовольствия и болезни. Исследователи говорят, что эти долгосрочные выводы о сотрудничестве, миграции и устойчивости могут также помочь в современных дискуссиях о проблемах климата и общественного здравоохранения.
