ХХ век. Хроника необъяснимого. Открытие за открытием
Шрифт:
Впрочем, даже если удастся избавиться от всех примесей, это не обещает успех: желанных генов в пробе может попросту не оказаться. Совсем недавно один из сотрудников мюнхенской лаборатории, Маттиас Крингс, исследовал более сотни человеческих костей, доставленных из Африки (возраст их достигал, самое большее, 14 тысяч лет). Увы, лишь в трех из них сохранились крохи генетической информации.
Дело в том, что ДНК — очень хрупкая биомолекула. Ее расщепляют ферменты, переваривают микроорганизмы, окисляет кислород.
— Каждый день, — говорит Крингс, — наследственная информация, хранящаяся в каждой нашей
Химические связи легко разрушаются, но — так счастливо устроена живая природа — определенные фрагменты восстанавливают разорванные связи.
После смерти разрушительные процессы продолжаются, но те ферменты, что спасали ДНК, уже не приходят на помощь. ДНК распадается на множество частей. И когда ученые принимаются за дело, исследовать, собственно говоря, уже нечего. Лучше всего генетический материал сохраняется в янтаре. Или же при низких температурах — в мерзлоте или в леднике. Так, когда исследователи имеют дело с костями, доставленными из холодной Скандинавии, они уверены, что гены непременно удастся найти.
— Хуже дела в пустыне, — продолжает Крингс, возвращаясь к своему печальному опыту, — хотя там и сухо, но зато слишком жарко. В таком климате ДНК быстро разлагается. Другой сотрудник Пээбо, Хендрик Н. Пойнар (сын упомянутого уже Джорджа Пойнара), предложил в 1995 году метод, который облегчит работу и убережет исследователей от чрезмерного и бесплодного рвения: речь идет о рацемизации ископаемых останков.
Хендрик Пойнар обратил внимание на следующий эффект: в биологическом материале одновременно с разрушением ДНК меняется и молекулярная структура аминокислот — они «рацемизируются». Например, так называемая «L-форма» молекулы аспарагиновой кислоты постепенно превращается в «D-форму», которая отличается от своего прообраза, как отражение, видимое нами в зеркале, от самого зеркала. Изменения эти легко зафиксировать. Когда содержание D-молекул превысит определенное пороговое значение, тогда ничего хорошего от ДНК можно уже не ожидать — искать гены будет поздно.
— Так обстоит дело, кстати, со всеми останками динозавров, — замечает X. Пойнар. — Когда сообщают, что якобы найдена ДНК динозавра, не верьте этому. Исследователи в очередной раз допустили ошибку и приняли за желаемое нечто другое: ДНК бактерий, грибков или человека.
Где ты, неандерталец?
Увы, природа слишком редко балует археологов. Такие находки, как Этци, редки: около 5200 лет назад этот человек поднялся в Альпы и, повидимому, был застигнут непогодой. Лед одел его панцирем, сквозь который воздух уже не проникал. Даже специалист не сохранит генетический материал лучше, чем это сделала природа.
Правда, три года назад скептики заговорили о том, что тело древнего обитателя Тироля было на самом деле мумией инки, каковую некий шутник и любитель розыгрышей взял и спрятал в альпийском глетчере. Однако гены Этци четко свидетельствовали, что он был древним европейцем, а не жителем Южной Америки. Более того: по своим генетическим особенностям он очень похож на современных обитателей Альпийского региона.
Пээбо, исследовавший «ледникового человека», надеется, что Этци поможет сделать важные открытия и в области истории
Ученого вдохновляет открытие, сделанное американскими коллегами. Те, изучая мумию женщины доинкского периода, обнаружили в ткани легкого следы туберкулезных бактерий. Выходит, индейцы умирали от чахотки задолго до появления испанцев. Прежде считалось, что именно конкистадоры занесли в Америку этот недуг.
Гены помогут прояснить и тайны эволюции человека. Почему бы, например, не найти ДНК неандертальца? Последние неандертальцы загадочно исчезли 34 тысяч лет назад. Неужели не сохранилась их ДНК? Неужели не удастся узнать, какие родственные отношения связывали человека современного и неандертальца?
— Чтобы выяснить степень родства, достаточно отыскать фрагменты ДНК длиной всего 400 базовых пар, — комментирует Маттиас Крингс (сейчас в лаборатории Пээбо как раз ищут ДНК неандертальца).
Со временем возникают случайные мутации; меняется последовательность «букв» ДНК, то есть последовательность нуклеобаз А (аденин), С (цитозин), G (гуанин) и Т (тимин). Чем больше разнятся одни и те же фрагменты ДНК, взятые у двух различных существ, тем дальше эти существа отстоят друг от друга. Так определяется степень родства.
— В наших исследованиях, — продолжает Крингс, — мы обращаем внимание прежде всего на ДНК митохондрий, энергетических станций клетки.
В каждой клетке имеется около 2 тысяч митохондрий, поэтому велики шансы отыскать в ископаемых останках фрагменты генетического материала.
— Кроме того, уровень мутаций здесь в сотни раз выше, чем в клеточном ядре, поэтому мы можем точнее определить родственные связи.
Каждые 10 тысяч лет одна из 400 баз меняется — происходит мутация ее «букв».
Удастся ли обнаружить ДНК неандертальца, пока никто не берется сказать. Проблема еще и в следующем. Возьмем останки мамонта, до которых дотрагивалась рука человеческая. Легко отличить гены человека от генов древнего хоботного. Но как выделить нужные фрагменты ДНК, когда исследуются останки древнего человека? Где подлинная ДНК, где привнесенная? Неясно. Сколько людей прикасались к костям, когда раскапывали захоронение, перевозили останки человека, препарировали их, брали их в руки, украшая музейные экспозиции. Одного прикосновения достаточно, чтобы увековечить свои гены на древних костях. Поэтому исследователю приходится брать пробы материала из самой сердцевины кости.
— Однако эти кости настолько ценны, — подчеркивает Пээбо, — что для начала мы решили исследовать найденные поблизости кости животных. Пока результат неутешительный. Судя по показателям рацемизации, состояние генетического материала очень плохое.
И все же ученые так быстро не сдаются. Поиски ДНК наших отдаленных родственников продолжаются. Итак, пока неясно, появится ли у нас новая родня.
А правомерна ли вообще такая постановка вопроса? Что, если неандертальцы все же сохранились в качестве генетического реликта именно в европейцах? Главными сторонниками этой гипотезы являются антрополог А. Торн из Канберрского университета и М. Уолпофф из Мичиганского. Вот некоторые доводы в пользу их гипотезы.