Кто мы и как сюда попали. Древняя ДНК и новая наука о человеческом прошлом

Райх Дэвид

Одновременно я запустил проект по выявлению разнообразия ныне живущих человеческих популяций, и для этого использовался тот же микрочип, который мы с немецкими коллегами разработали для исследования человеческого прошлого. С помощью этого микрочипа мы получили данные по 10 тысячам индивидов из тысячи популяций по всему миру. В результате собралась база данных, ставшая основным источником информации не только для нас, но и для других лабораторий во всем мире²¹.

Поразительно, с каким высоким разрешением можно теперь, после этого технологического переворота, рассматривать события прошлого. Мне припоминается обед по окончании университета с моим научным руководителем Дэвидом Голдстейном и его женой Кавитой Наяр, оба они учились у Кавалли-Сфорца. Шел 1999 год, то есть дело было за десять лет до прочтения древней ДНК, и мы сидели и фантазировали, насколько точно можно реконструировать давно минувшие события по оставленным следам. Если в комнате взорвется граната, то можно ли будет по собранным ошметкам и следам шрапнели на стенах понять, кто где сидел во время взрыва? Можно ли восстановить вымершие языки,

если вдруг найти пещеру, где до сих пор звучит эхо тех давным-давно забытых слов? И вот сегодня ископаемая ДНК открывает возможности для изучения именно таких детализированных связей давних человеческих популяций.

Возможности генетического подхода (изучения генетической вариабельности) для реконструкции событий в древних популяциях превзошли по эффективности традиционные археологические методы, работающие с артефактами, оставленными канувшими в прошлое сообществами²². Это стало неожиданностью практически для всех. Карл Циммер, популяризатор науки из The New York Times, постоянно отслеживающий эту тему, как-то признался мне, что когда первый раз газетное начальство попросило его взяться за вопросы с древней ДНК, он согласился, но только в качестве услуги братьям-ученым, решив, что, так уж и быть, сделает небольшое отступление от своей излюбленной темы – эволюционной физиологии человека. Ему представлялось, что он сможет писать заметку каждые полгода и что через годик-другой открытия в этой области сойдут на нет. А в итоге теперь каждые несколько недель Циммер пишет заметку по той или иной масштабной научной статье, а открытия не то что не кончаются, а, наоборот, ускоряются в революционном темпе.

Эта книга посвящена геномной революции в науке о человеческом прошлом. Геномная революция складывается из лавины открытий, связанных с данными по полным человеческим геномам: то есть когда анализируются не небольшие кусочки генома, как, например, митохондриальная ДНК, а весь геном целиком. Другая часть этой революции обусловлена новыми технологиями, позволившими выделять драгоценнейшую ДНК из ископаемых останков. Я даже не буду пытаться проследить всю историю генетических исследований ушедшего человечества – это десятилетия научных поисков, связанных с анализом различий и в скелетах, и в отдельных малюсеньких обрывках генетических последовательностей. Все эти работы привели к некоторому пониманию популяционных связей и миграций, но оно меркнет перед громадой тех знаний, которые мы получили после 2009 года. В любом случае что до, что после технологических инноваций свидетельства в пользу того или иного исторического сценария основываются на изучении изменчивости в определенных нуклеотидных позициях в геноме. Но все же до 2009 года генетические работы служили лишь скромным подспорьем для главной фигуры – археологии. А после 2009-го полногеномные данные начали расшатывать устоявшиеся археологические, исторические, антропологические и даже лингвистические воззрения, а кое в чем и разрешать давние противоречия между ними.

Революция в исторической генетике (можно ее так назвать) быстро перестраивает наши представления о прошлом. Но пока нет такой книги, которая бы на профессиональном уровне описывала мощный импульс, порожденный этой наукой, объясняла, как она находит новые, исключительно убедительные факты по истории. Результаты работ в этой области разбросаны по многочисленным статьям, которые написаны сухо и изобилуют малопонятными терминами и многостраничными приложениями, отсылающими читателя к развернутым методическим деталям. В этой книге я предлагаю читателю просто посмотреть на прошлое сквозь необычное окно исторической генетики, и не важно, далек мой читатель от генетики или, наоборот, искушен в ней. Я не ставил целью сделать обзор всей темы, для этого историческая генетика развивается слишком быстро. Ко времени, когда книга дойдет до читателя, некоторые ее утверждения будут оспорены, другие и вовсе опровергнуты. За три года, пока я писал, появилось немало свежих данных, поэтому многое из написанного здесь основано на результатах, полученных уже после начала работы над книгой. И я очень надеюсь, что читатель воспримет этот труд не как портрет современного состояния в данной дисциплине, а как антологию примеров, показывающих прорывную мощь полногеномных исследований.

Я хотел провести читателя по дороге открытий, и, начиная каждую главу с одним взглядом на предмет, пусть он заканчивает ее уже с другим. Рассказывая, где это уместно, о работах моей собственной лаборатории (а их я знаю, понятно, лучше всего), я попытался высветить ее ключевую роль в революционном взлете исторической генетики, но также по ходу рассказа я обсуждаю и другие исследования, в которых лично участия не принимал. В силу такого устройства текста работа моей лаборатории кажется нарочито выпяченной. Потому я прошу прощения за то, что смог назвать лишь немногих из тех, кто наравне с нами внес важный вклад в нашу дисциплину. Моей первейшей целью было передать весь восторг и сюрпризы геномной революции, изложить ее интригующий сюжет, а вовсе не написать научный обзор.

Я также останавливался на крупных темах, появлявшихся по ходу исследований, в особенности на скрещивании между давно разошедшимися популяциями; а оно, как выяснилось, происходило постоянно в человеческом прошлом. Многие люди считают, что человечество подразделяется на несколько изначальных групп, тех, что мы называем “расами”, берущими происхождение от популяций, разошедшихся десятки тысяч лет назад. Но в последние несколько лет было доказано, что эта надежно устоявшаяся “расовая” доктрина неверна. И, что интересно, новые “генетические” доводы против расового деления сильно отличаются от доводов антропологии, собранных за сто прошедших лет. По мере разворачивания геномной революции мы с большим удивлением начали понимать, что в прошлом человеческие популяции были столь же разнообразны, как и сегодня, однако демаркационные

линии между теми ушедшими популяциями сейчас уже почти неразличимы, и они совсем не те, что теперешние. По ДНК людей, живших, к примеру, тысячу лет назад, можно видеть, что структура их популяций качественно отличалась от нашей. Нынешние популяции представляют собой смесь древних групп, которые, в свою очередь, и сами были сборной солянкой. В Америках афроамериканцы и латиноамериканцы являются лишь позднейшей добавкой к длинной цепочке крупных популяционных вливаний.

В этой книге три части. В первой части “Ранняя история нашего вида” рассказывается о геноме, но не только как об информационной программе, необходимой для развития оплодотворенной яйцеклетки до взрослого организма, но и как о хранилище истории нашего вида. Глава 1 “Как геном объясняет, кто мы” показывает взгляд на человека с точки зрения геномной революции: она обращает внимание не на отличительные черты нашей биологии по сравнению с другими животными, а на историю миграций и популяционных перемешиваний, сформировавших нас. В главе 2 “Встреча с неандертальцами” читатель увидит, как с помощью поразительных современных технологий исторической генетики были добыты данные по ДНК неандертальцев, наших большеголовых родичей, и как выяснилось, что они скрещивались с предками современного неафриканского человечества. В этой главе также поясняется, как генетические данные можно использовать для выявления древних примесей в популяциях. Глава 3 “Древняя ДНК открывает шлюзы”: и здесь речь идет о том, что древняя ДНК может выявить такие картины прошлого, о которых никто и не подозревал. Первыми в этой череде открытий были денисовцы, архаичные популяции, до времени неизвестные и никак не предугаданные археологами. Тем не менее они оставили свою генетическую примесь у нынешних жителей Новой Гвинеи. Прочтение денисовской ДНК запустило цепь открытий о других архаичных популяциях и других смешениях; стало совершенно ясно, что это и есть главное для человеческой природы – популяционное перемешивание.

Вторая часть под названием “Как мы сюда попали” рассказывает, как геномная революция и древняя ДНК перевернули бытующие представления о нашей линии современных людей, той самой, к которой все мы принадлежим. Читателю предстоит кругосветное путешествие, в котором будет постоянно звучать лейтмотив популяционного перемешивания. Глава 4 “Призраки человечества” познакомит с возможностью реконструкции популяций, которых в явном виде больше не существует. Возможность эта основана на выявлении генетических добавок, оставленных ими в геномах ныне живущих людей. В главе 5 “Как сложилась современная Европа” объясняется, как сегодняшние европейцы стали наследниками трех совершенно различных групп, слившихся воедино в последние 9 тысяч лет. До открытия древней ДНК археологи и помыслить не могли о таком сюжетном повороте. Далее глава 6 “Столкновение, сотворившее Индию”: в ней читатель увидит, что формирование южноазиатских популяций шло параллельно с европейскими. В обоих случаях происходило перемешивание мигрировавших с Ближнего Востока фермеров с коренными местными охотниками-собирателями. А 5 тысяч лет назад наследственный материал пополнился мигрантами второй большой волны из евразийской степи, давшей, по-видимому, начало индоевропейским языкам. Глава 7 “В поисках предков индейцев” рассказывает, как из анализа современной и древней ДНК стало понятно, что индейцы являются потомками множественных миграционных импульсов из Азии (речь идет о времени до прибытия европейцев). Глава 8 “Генетические корни восточных азиатов” описывает происхождение народов Восточной Азии: они, как выясняется, являются в известной степени наследниками разраставшихся сельскохозяйственных популяций Центрального Китая. Глава 9 называется “Африка снова включается в историю человечества”, она о том, как в результате анализа древней ДНК стали мало-помалу проступать черты далекой истории африканского человечества, затертые наступательной волной фермеров, смешавшихся с прежним коренным населением или даже заместивших его.

Часть третья – “Геномный прорыв”. Она сосредоточена на тех аспектах геномной революции, которые важны для общества. В ней предлагаются некоторые идеи, как понять свое место в этом мире, свою связь с остальными семью миллиардами людей на планете и с теми бесчисленными людьми, которые жили до нас и придут после. Глава 10 “Геномика неравенства” раскрывает, как с помощью древней ДНК можно увидеть исторические корни неравенства различных социумов, корни гендерного неравенства, истоки неравенства между отдельными людьми в пределах одной популяции – основой для этого служат вариации в репродуктивном успехе или, наоборот, в репродуктивных неудачах. Добравшись до главы 11 “Геномика рас и национальностей”, мы увидим, что та ортодоксальная концепция, которая сформировалась за последнее столетие – будто человеческие популяции настолько близки между собой, что трудно говорить о каких-то биологических различиях между ними, – больше не работает, но также очевидно, что неверен и взгляд расистского толка, издавна служивший альтернативой концепции равенства, он еще больше противоречит генетическим данным. Так что в этой главе предлагается новый путь обсуждения различий между человеческими популяциями, проторенный геномной революций. “Будущее древней ДНК” – это глава 12. В ней речь идет о следующих шагах геномной революции. То, о чем мечтал Лука Кавалли-Сфорца, работа с древней ДНК, обернулось действенным инструментом изучения доисторических популяций, инструментом столь же полезным, как и традиционные археология и историческая лингвистика. И теперь мы можем отвечать на вопросы о нашем прошлом, казавшиеся прежде неразрешимыми, можем представить себе, что же все-таки происходило. Как древние люди между собой соотносились, какую роль играли миграции в формировании той изменчивой картины, которую дает нам археологическая летопись. Археологам древняя ДНК, по-видимому, тоже облегчила жизнь, потому что тот круг ответов, который она способна дать, позволяет им двинуться дальше в области их безусловного интереса, к вопросам “почему”: почему археологические картины менялись так, а не иначе.