Удивительная генетика
Шрифт:
Сначала из числа возможных предков человека разумного пришлось исключить неандертальца. Анализ митохондриальной ДНК (мх-ДНК) показал, что общих с палеоантропами генов у нас практически нет, и расхождение этих линий произошло еще в незапамятные времена, когда на планете безраздельно хозяйничал Homo erectus.
Разумеется, ученые на этом не успокоились. Митохондриальный метод приспособили не только к анализу ископаемых останков неандертальцев и сапиенсов, но и применили для изучения генетических последовательностей современных людей, принадлежащих к различным расам. Наиболее вариабельной оказалась митохондриальная ДНК некоторых этнических групп африканского континента, что говорит о ее глубочайшей древности.
Праматерь всего современного человечества, так называемая «митохондриальная Ева», жила, по всей видимости, где-то в Восточной или Северо-Восточной Африке примерно 200 тысяч
Пожалуй, имеет смысл более подробно остановиться на методе анализа митохондриальной ДНК и заодно объяснить, почему для оценки возраста Homo sapiens и реконструкции основных путей миграций наших предков не годится хромосомная ДНК. Как известно, половину генов мы получаем от матери и половину – от отца. Поскольку наши родители выращены отнюдь не в пробирке, у каждого из них были свои собственные отец и мать. Отсюда понятно, что хромосомные наборы причудливо тасуются в длинном ряду поколений, и с помощью несложной формулы мы даже можем рассчитать их количество за любое заданное число поколений. Резюме: ядерная ДНК (а хромосомы располагаются внутри клеточного ядра) отличается высокой изменчивостью и вряд ли сможет пригодиться в качестве «молекулярных часов».
Совсем другое дело – небольшая кольцеобразная молекула ДНК, находящаяся вне ядра, в митохондриях. Она не принимает участия в половом размножении, не обменивается своими участками с ДНК клеточного ядра и наследуется исключительно по материнской линии. У всех представителей одного вида, ведущих происхождение от общего предка, она должна иметь сходное строение и потому является почти идеальным инструментом для проведения молекулярно-генетических исследований.
Разумеется, абсолютно полной идентичности митохондриальной ДНК даже у особей одного и того же вида мы все равно не обнаружим, поскольку спонтанные мутации неизбежно вносят в этот процесс свои коррективы и пусть медленно, но изменяют исходную структуру молекулы. Но скорость накопления мутаций – величина более или менее постоянная, поэтому, сравнивая по разнообразию вариаций митохондриальной ДНК представителей различных этнических групп, мы можем вычислить не только время жизни праматери всего современного человечества, но и определить, какими путями шло расселение ее потомков по лику нашей планеты. Чем вариабельнее митохондриальная ДНК того или иного этноса, чем богаче она генными замещениями, тем больше время жизни данной человеческой популяции.
А поскольку максимальным разнообразием отличается как раз митохондриальная ДНК некоторых африканских народностей, ученые пришли к выводу, что первые люди современного типа появились в Африке.
Однако здесь необходимо сделать одно существенное уточнение. При упоминании словосочетания «митохондриальная Ева» у неподготовленного читателя может сложиться впечатление, что у истоков рода человеческого стояла одна-единственная супружеская пара, как это описано в Библии. Ничего подобного биологи, конечно же, не имели в виду. Ева в данном контексте – не более чем метафора, и это выражение ни в коем случае нельзя понимать буквально. Попробуем пояснить это на примере.
Почти наверняка разнообразие в строении митохондриальной ДНК у наших прапрабабушек двести тысяч лет тому назад было весьма существенным. Но однажды в потомстве какой-то женщины стали преобладать девочки. Это вовсе не означает, что она отличалась исключительной плодовитостью: просто ее товарки чаще рожали мальчиков, или эти мальчики в силу неведомых нам причин оказывались более жизнеспособными. Как мы помним, митохондриальная ДНК наследуется по женской линии, поэтому в организме мальчиков она находила свой естественный конец. Популяции доисторического человека были очень немногочисленными, и через несколько десятков поколений ДНК нашей гипотетической Евы стала решительно преобладать.
На генетическом разнообразии вида в целом это никак не отразилось и не могло отразиться: все женщины исправно рожали здоровых детей, и только по одному-единственному, второстепенному и совершенно случайному признаку популяция сделалась однородной. Таким образом, в начале всех начал стояла, конечно же, не уникальная супружеская пара, а дружный коллектив ранних сапиенсов.
Аналогичным образом обстоит дело и с Y-хромосомой,
А что же неандертальцы? Эти кряжистые ребята с низким лбом и могучей мускулатурой, населявшие Европу в эпоху последнего ледникового периода, приручили огонь, достигли весьма неплохих успехов в обработке камня и даже хоронили своих покойников, что говорит о развитом абстрактном мышлении этого племени, ибо религиозные обряды не возникают на пустом месте. Почему им отказано в праве считаться нашими предками?
Виноваты опять генетики. Не так давно был проведен сравнительный анализ митохондриальной ДНК, извлеченной из костных останков ископаемых неандертальцев, и мх-ДНК, полученной от 2000 современных людей. Выборка, как мы видим, самая что ни на есть репрезентативная. Более того, неандертальскую мх-ДНК сравнили с митохондриальной ДНК из ископаемых останков Homo sapiens возрастом около 25 тысяч лет. Возраст неандертальских костей колебался в пределах от 30 до 42 тысяч лет. Перекрестное сравнение показало высокую близость ДНК ископаемых кроманьонцев [39] и современных людей и резкие (многократно превышающие статистическую погрешность) отличия ДНК неандертальцев как от кроманьонцев, бывших практически их современниками, так и от ДНК людей нашего времени. Таким образом, был сделан вывод, что Homo sapiens и Homo neanderthalensis – это биологически разные виды.
39
Кроманьонцы – люди современного типа и соседи неандертальцев, населявшие Европу в эпоху последнего оледенения. Получили свое имя по названию грота Кро-Маньон, где были сделаны первые находки.
Неандерталец (слева) и кроманьонец (справа). Реконструкция по черепу
Вероятнее всего, у человека либо вообще нет неандертальских генов, либо их доля пренебрежимо мала. Даже по самым оптимистическим оценкам, эта величина не может превышать 0,1 %.
Сколько рас на свете
Тот факт, что люди, населяющие разные страны и континенты, порой очень сильно отличаются друг от друга, никого не удивляет. Светлоглазый и рослый швед ничуть не похож на желтолицего китайца, а черный, как вакса, уроженец Эфиопского нагорья не имеет ничего общего с коренастым чукчей, закутанным в тяжелые меха. Однако при ближайшем рассмотрении картина несколько размывается: если мы двинемся с севера на юг, то легко увидим, что белокожие финны куда светлее южных народов по ту сторону Альп. Но даже там мы без труда обнаружим белокожих шатенов, а вот на Крите или в Сицилии черные волосы и темные глаза преобладают уже абсолютно.
Тем не менее, даже в Египте, в стране фараонов, сфинксов и пирамид, где коренное население куда темнее сицилийцев или критян, мы не найдем классических негроидов. Они предпочитают селиться за южной кромкой великих песков, а Сахару еще в античные времена освоили легендарные гараманты – кочевой воинственный народ, с которым долго и безуспешно сражались полководцы Древнего Рима. Их потомки – берберы и туареги – до сих пор вольно кочуют от оазиса к оазису. При этом антропологически все они европейцы, хотя африканская примесь ощутима – контакты со странами Сахеля [40] не могли остаться без последствий.
40
Сахель – широкая полоса сухих степей и полупустынь, лежащая между южными границами Сахары и саваннами Черной Африки.