Ученые обнаружили биологическую капсулу времени на дне отдаленного озера в Гималаях, которая свидетельствует о том, что люди обитали в высокогорных районах тысячи лет раньше, чем предполагалось ранее. Многопрофильная группа исследователей проанализировала древнюю ДНК и химические молекулярные окаменелости, застрявшие в иле озера Толи в штате Уттаракханд, и восстановила непрерывную историю климатических изменений, режимов лесных пожаров и миграции человека за последние 15 000 лет.
Это открытие ставит под сомнение текущие представления о миграции человека, поскольку команда обнаружила человеческую ДНК в слоях осадочных пород, датируемых примерно 8 300 лет назад, что на пять тысячелетий опережает физические археологические находки в этом регионе.
Расследование было проведено учеными из Индийского технологического института (IIT) Рурки, Индийского института науки и образования и исследований (IISER) Мохали, Бирбал Сахниского института палеобиологии, Межвузовского ускорительного центра и Индийского института геомагнетизма. Для анализа использовался многопроксисный подход, который не фокусировался на одном типе доказательств, а изучал профиль озерного ила толщиной в 178 сантиметров. Из него были извлечены различные материалы — от восковых выделений листьев и частиц сажи до микроскопических фрагментов генетического материала, известного как седаДНК.
Это стало первым случаем использования таких метагеномных данных для изучения озера в центральных Гималаях. Исследование дает представление о том, как окружающая среда реагировала на окончание последнего ледникового периода и последующее усиление индийского летнего муссона.
По мере взаимодействия растений, животных и людей с ландшафтом, они оставляют химические следы, которые оседают в водоемах, таких как озера, и со временем погребаются слоями ила. Благодаря этому древние дна озер служат естественными хранилищами окружающей среды и экосистем, существовавших тысячелетия назад. Одним из маркеров, использованных исследователями, является изучение н-алканов — длинноцепочечных углеводородов, содержащихся в восковом покрытии листьев растений. Измеряя длину этих углеродных цепей, ученые могут определить происхождение органического вещества в конкретном слое: это может указывать на водные растения при высоком уровне воды или на наземные деревья и травы, сигнализируя о смене растительности.
Аналогичным образом, команда отслеживала полициклические ароматические углеводороды — химические остатки огня. Высокие концентрации этих маркеров сажи позволили исследователям установить периоды интенсивного горения в регионе, что они связали как с естественными климатическими циклами, так и с более поздними усилиями человека по расчистке земель для сельского хозяйства.
Полученная временная шкала в 15 000 лет повествует об истории Гималаев во время масштабной экологической трансформации Ледникового периода и Индийского летнего муссона. Самые древние слои, датируемые 15 000–9 500 годами, демонстрируют холодный, сухой ландшафт, когда регион выходил из последнего ледникового периода. В этот период озеро Толи представляло собой мелкий, спокойный водоем с минимальной биологической активностью.
Однако, по мере потепления Земли и усиления Индийского летнего муссона между 9 500 и 3 600 годами назад, регион стал пышным и влажным. Этот период, известный как Оптимум климата Голоцена, ознаменовался подъемом уровня озера и взрывным ростом биоразнообразия. Именно в этот плодородный отрезок времени, около 8 300 лет назад, исследователи обнаружили первые следы человеческой ДНК. Хотя физические артефакты, такие как керамика, были найдены только в гораздо более молодых слоях, возрастом примерно 3 300 лет, генетические данные указывают на то, что мигрирующие или кочевые группы использовали эти горные долины значительно раньше.
Исследователи полагают, что эти группы могли прибывать вслед за сезонными животными или в поисках ресурсов по мере отступления ледников. Сочетание химических биомаркеров с седаДНК также позволило обнаружить присутствие определенных растений, таких как культивированный рис и тропическая гуава, даже если у них не было видимых семян или пыльцы. Этот мост между генетикой и геологией обеспечивает гораздо более глубокое понимание того, как люди адаптировались к меняющемуся климату.
История озера Толи завершается предупреждением для настоящего времени. После теплого и влажного периода климат начал снова высыхать около 3 600 лет назад. Примерно 2 100 лет назад химические записи показывают резкий всплеск активности пожаров и изменение моделей землепользования. Это явно сигнализирует о переходе от небольших мигрирующих групп к постоянным человеческим поселениям, которые активно управляли ландшафтом посредством выжигания.
Тем не менее, исследователи отмечают, что они проанализировали лишь небольшое количество образцов для древней ДНК, что ограничивает временное разрешение, или детализацию генетической летописи. Кроме того, они подчеркнули, что ДНК может подтвердить присутствие человека, но не всегда раскрывает, кем он был или что делал, что требует будущих исследований для выявления более специфических маркеров человеческой деятельности, например, грибковых спор, растущих на навозе домашних животных.
Используя седаДНК впервые в этом регионе, исследование доказывает, что можно отслеживать миграцию человека и состояние окружающей среды даже при отсутствии физических руин. Эта генетическая история также предоставляет жизненно важную основу для понимания того, как хрупкая экосистема Гималаев реагирует как на естественные изменения климата, так и на давление человека. Она дает представление о том, как хрупкая экосистема Гималаев реагировала на колебания температуры и вмешательство человека за последние 15 000 лет, что позволяет лучше прогнозировать реакцию Третьего полюса мира на нынешнее глобальное потепление.
