Путешествие наших генов
Шрифт:
Открытие денисовца и второе открытие неандертальцев показывают, насколько стремительно развивалась археогенетика на своем самом раннем этапе и как быстро она будет развиваться и дальше. Наука, еще только набирающая высоту, уже переросла детские болезни, или, точнее, уже оставила позади пубертат. К истории этого молодого научного направления относится также дикий период, когда по иррациональным причинам порой публиковались ужасные по качеству работы — просто потому, что все были буквально очарованы свершившимся прогрессом. Из-за этого многие генетики еще несколько лет назад сомневались в том, что старые ДНК вообще возможно достоверно расшифровать. Чрезмерная эйфория, которая выдвинула на первый план скептиков, была связана с одним из главных фильмов Стивена
Редкие кости подходят для секвенирования, ведь для этого в них должна хорошо сохраниться ДНК. Излучение, тепло и влажность — ее злейшие враги, а самый злой враг — время. Чем дольше кость лежит, тем меньше вероятность найти в ней пригодную для исследования ДНК. Впрочем, кое-какую ДНК всегда можно обнаружить. Она происходит от бактерий, которые населяют соседние кости, археологов, которые ее выкопали, и от всех, кто когда бы то ни было к ней приближался, например, в музее. ДНК, как песок в домике у моря, заполняет собой пространство почти беспрерывно, пока не займет каждый уголок. Например, ДНК, которую в 80-е годы Сванте Паабо извлек из мумии, происходила, как мы теперь знаем, не из Египта, а из Швеции. Это была его собственная ДНК.
Несмотря ни на что, в 90-е началась настоящая волна секвенирования ДНК. Эта тема цепляла публику, это был многообещающий предмет исследований. Многие думали, что из древнего комара, застрявшего в янтаре, можно пробудить к жизни динозавра — потому что «Парк Юрского периода» Спилберга представлял все именно так.
Многое, что тогда секвенировали из старой ДНК, не стоило бумаги, на которой печатали результаты исследований. Чаще всего дело было в загрязненных ископаемых. Даже если пробы были взяты самым тщательным образом, практически ничего невозможно было расшифровать, потому что образцы оказывались загрязнены ДНК бактерий или ДНК самих исследователей. И хотя ближе к концу 1980-х появились научные критерии аутентичности древних ДНК, многие исследователи их в расчет не принимали.
В середине нулевых техническая революция секвенаторов значительно повысила их пропускную способность, и исключать загрязнения стало гораздо проще. Новый прорыв произошел в 2009 году во вверенной мне студии MPI-EVA. Мы впервые расшифровали полную митохондриальную ДНК человека ледникового периода, который жил в западной части России. Но наиболее важным в этой работе, с сегодняшней точки зрения, была методическая часть. Мы разработали процесс, в ходе которого анализируется вред, нанесенный человеческой ДНК. Сегодня это уже стандарт археогенетики. При этом перепроверяются специфические образцы повреждений, которые возникают гарантированно, ведь ДНК с течением времени разрушается. Чем сильнее она разрушена, тем, значит, она старше. Исходя из этого для старой ДНК можно вывести своего рода принцип чистоты. Если в ней находятся образцы повреждений, свойственные молодой ДНК, значит, образец загрязнен и его не следует рассматривать дальше. В случае с русским человеком ледникового периода мы впервые надежно доказали, что ДНК не была загрязнена.
Вред, нанесенный псевдонаучными открытиями за прошедшие годы, до сих пор имеет свои последствия. У археогенетиков волосы встают дыбом от того, сколько вокруг недопонимания относительно наследственности и как нагло эти недопонимания монетизируются. Есть целые фирмы, которые вешают лапшу на уши, будто могут установить, к каким «пранародам» принадлежали предки их клиентов. Того и гляди обнаружат у вас ген Наполеона. Такие генетические тесты недешевы, за них отдают и четырехзначные суммы. К сожалению, зачастую они все равно не работают.
Дело в том, что в подобных фирмах сравнивают митохондриальную ДНК и Y-хромосому клиента с ДНК человека из прошлого. Приманкой служит, например, ДНК кельтов. Если ДНК клиента совпадает с образцом ДНК из кельтского захоронения, на основе этого выстраивают прямую родословную. Но митохондриальная ДНК кельтов происходит из каменного, бронзового века или из средневековой Европы, а к тому времени кельтской культуры еще не существовало. Митохондриальная ДНК совершенно не подходит для того, чтобы устанавливать с кем-либо тесное родство. Это всего лишь наследственная информация одной-единственной женщины, одной из миллионов прародительниц. Представления о кельтском пранароде не больше чем россказни. И про родство с Наполеоном такие тесты не расскажут. Носителем митохондриальной ДНК Наполеона был не только он сам, но и его мать, а кроме того, вероятно, тысячи других людей, живших в то же время.
В остальном можно практически
12
У каждого человека двое родителей, четыре бабушки и дедушки, восемь прабабушек и прадедушек и 16 прапрабабушек и прапрадедушек. Так охватываются четыре поколения — от 80 до 100 лет. Если же родословная уходит на 20 поколений назад, то есть на 400–500 лет, то речь идет уже примерно о миллионе «прародителей». Для 30 поколений их уже больше миллиарда — по большей части это люди, жившие на земле 650 лет назад. А если вернуться на 40 поколений, прошедших со времен Карла Великого, мы чисто арифметически придем к более чем миллиарду праотцов и праматерей. Чисто теоретический расчет: тогда не у всех людей были дети, но у некоторых их было больше обычного. Многие линии родословной, которые прослеживаются во времени, пересекаются и концентрируются на тех предках, у кого детей было больше среднего. Из этого следует, что все люди, жившие 600–700 лет назад, которые имели детей и потомки которых до сих пор последовательно обзаводились потомством, с большой вероятностью встречаются в родословных всех ныне живущих европейцев.
Другими словами, у всех европейцев за последнюю тысячу лет были общие предки.
Однако общая с неким предком ДНК в каждом поколении уменьшается вполовину. Наследственность предполагаемого предка, отстоящего от вас на 10 поколений, с высокой вероятностью отследить по современному геному невозможно. Конечно, есть и серьезные специалисты, которые обследуют весь ядерный геном и предлагают достоверные результаты генетического происхождения. При этом генетические особенности соотносятся с регионами. Принцип, который за этим стоит, прост: чем ближе друг к другу живут люди, тем больше между ними родства, ведь это значит, что тем меньше времени прошло с тех пор, как у них был общий предок. При этом бритты и греки так же генетически далеки друг от друга, как испанцы и балты, а между ними находятся жители Центральной Европы. Если изобразить генетическую удаленность между европейцами с помощью осей X и Y, эти координаты будут практически конгруэнтны географической карте Европы.
Никакого отношения к «пранародам» все это не имеет. Например, если обратиться к Великому переселению народов, ключевому положению широко распространенной идеи о «пранародах», то обнаружится большой генетический обмен между европейцами, но никакого серьезного генетического сдвига мы не увидим. Нужно вернуться на 5000 лет назад, чтобы столкнуться с последним большим миграционным движением, которое ощутимо изменило ДНК всех европейцев. ДНК людей, которые в то время вышли из восточноевропейской степи, до сих пор остается одним из трех доминирующих генетических компонентов на континенте. Два других компонента восходят к ранним охотникам и собирателям, а также к земледельцам, вышедшим из Анатолии. Генетический вклад этих трех прапопуляций (лишь в этом случае уместно подобное обозначение) для каждого человека с европейскими корнями можно вычислить с помощью расшифровки ДНК. Такие тесты тоже предлагают многие фирмы. Принимать ли подобные предложения, каждый должен решать сам.
Без сомнения, интересно узнать, к кому вы генетически ближе — к охотникам и собирателям, древним земледельцам или жителям степей. Но большинство коммерческих проектов не могут предложить ничего, кроме фольклора: различающиеся компоненты могут сообщить нам кое-что о генетическом происхождении, но ничего о наших склонностях. Генетически наиболее удаленные друг от друга люди на земле все равно несут в себе ДНК, которая может быть идентичной на 99,8 %. Даже от неандертальцев нас отличает менее процента нашего генома. Так что когда говорят о генетическом сдвиге, на самом деле речь идет лишь о крошечной частичке ДНК. Когда мы имеем дело с популяциями настолько географически и генетически близкими друг другу, как французы и португальцы, различить их можно только с помощью секвенирования на высокопроизводительных устройствах.