Эман Фридман - Занимательная приматология

Перелом в наших знаниях наступил 17 июня 1959 г., когда Луис и Мэри Лики нашли в тогдашней Танганьике (Восточная Африка) окаменелый череп зинджантропа...

Но наступление на прежние знания по антропогенезу вела далеко не одна палеонтология, которая многие годы сопротивлялась натиску других наук, исподволь подтачивавших старые данные. Глядя сегодня на вырисовывающуюся убедительную картину происхождения человека и других гоминоидов, невольно задумываешься над тем, до чего же извилисты, неожиданны, разнообразны и, несмотря на постоянную дифференциацию, все-таки взаимосвязаны, переплетены пути в науке! И еще, как это уже не раз случалось в истории науки, мнения, казавшиеся поначалу абсолютно непримиримыми, противоречивыми, в итоге нередко оказываются достаточно близки.

Ну кто бы мог подумать в середине 50-х гг., что такое пусть и великое открытие XX в., как расшифровка генетического кода, тайны наследственности живых организмов, поможет определению времени появления на Земле животных и самого человека! Думали ли первооткрыватели физической структуры гигантских молекул нуклеиновых кислот или тонкого строения белков, что их работа послужит и пересмотру положений антропогенеза? Или автор методики диффузии белков в агаре, или девушка, отправлявшаяся одна в африканский лес для изучения шимпанзе, — что их конкретные, специфические исследования повлияют на представления о происхождении человека? На деле все это так и случилось: новые знания, а то и новые науки существенно повлияли на идеи антропологов, еще более укрепив теорию Дарвина в целом.

Первыми восстали против прежних знаний иммунохимики. Они воскресили довольно старый принцип (начало XX века) определения родства видов по крови. Если сыворотку крови одного и того же «стандартного» животного (например, кролика), имеющую антитела против антигенов вида, скажем, человека, т. е. «иммунную» против крови человека, смешать с нормальной сывороткой последнего, наступит реакция преципитации: антитела соединятся с «родственниками» — антигенами, и эта слепленная смесь выпадет в осадок. Количество; осадка примем за единицу.

Но дело в том, что весь животный мир в той или иной степени родствен! Если сыворотку с антителами против белков крови человека смешивать с кровью любых животных, некоторое количество осадка (конечно, меньше принятой единицы) все равно выпадет в зависимости от уровня биологического родства животного с человеком.

В общих чертах этот принцип использовал с 1901 г. английский ученый Дж. Нутталь, который работал с кровью многих видов животных и человека и установил, что ближе всех по крови к человеку два африканских антропоида: шимпанзе и горилла. (Тогда же, заметим, впервые была успешно перелита кровь от человека шимпанзе. В 1931 г. переливание крови с положительным результатом сделано от шимпанзе человеку). Эти сведения широко использовал и пропагандировал в своих теоретических обоснованиях и в практических экспериментах родоначальник современной медицинской приматологии Илья Ильич Мечников (в книге «Этюды о природе человека», в опытах по сифилису, брюшному тифу протейной инфекции и др.)

Можно только удивляться, почему это направление иммуносистематики и установления родства в животном мире было почти предано забвению на несколько десятков лет. В конце 50-х гг. Моррис Гудмен из Уэйнского университета (Детройт, США) стал проводить подобные опыты в огромных масштабах, но по усовершенствованной методике диффузии в агаре (метод Охтерлони). Помешенные в агар молекулы белков крови и антитела диффундируют, образуя при встрече нерастворимые комплексы (преципитаты). По интенсивности преципитатов можно судить о родстве разных организмов. Уже к 1970 г. группа Гудмена произвела около 6000 сопоставлений белков 70 видов приматов и около 50 видов других животных. Данные по альбумину, трансферину, церулоплазмину, тирео- и гамма-глобулинам обрабатывались на компьютерах и показали почти полное сходство белков человека, шимпанзе и гориллы; несколько меньшее сходство между белками человека и орангутана, еще меньшее — человека и гиббона; далее шли в очередности родства низшие обезьяны Старого Света, затем Нового Света, полуобезьяны. Все другие млекопитающие резко отличались по белкам от человека.

В целом эти данные соответствовали принятой классификации животного мира и, в частности, отряда приматов. Но вот с шимпанзе и гориллой вышел конфуз. В принятой поныне таксономии они, как уже знает читатель, входят в семейство понгидов (Pongidae), тогда как человек находится в другом семействе (Hominidae). По данным же М. Гудмена, они оказываются роднее, чем собака и лисица, составляющие одно семейство Canidae. Далее мы увидим, что они ближе друг другу, чем виды лев и тигр — представители одного рода, и даже чем виды-двойники лягушек и птиц или подвиды домовой мыши или ящерицы.

В это время биохимики Винсент Сарич и Алан Вильсон из Калифорнии, работая с очень удобным для таких опытов белком сыворотки крови — альбумином, при помощи несколько иной реакции (связывания комплемента) показали такие же результаты сродства крови человека и африканских человекообразных. Наряду с установленным ими «индексом сходства» они вывели и «индекс несходства»: насколько следует повысить концентрацию антисыворотки, чтобы альбумин различных животных дал ту же степень связывания комплемента, что и человеческий. Это была так называемая иммунологическая дистанция: индекс несходства, равный для человека, понятно, единице, оказался у гориллы 1,09, у шимпанзе — 1,14, у макака — 2,23, у лемура — 18, а у свиньи — 35...

Отсюда было рукой подать до идеи «эволюционных часов». Ведь, в частности, сила иммунной реакции зависит от строения молекулы белка. А раз так, то, зная, что белок представляет собой определенную последовательность аминокислот, можно по количеству замещений аминокислот оценить не только разнородность белка (а значит, организмов), но и установить время, когда и вовсе не было отличий! Разумеется, если принять, что замещения появляются с одинаковой скоростью...

Вот что нам известно сейчас о сходстве аминокислотной последовательности белков у человека и шимпанзе: по фибринопептидам А и В (всего 30 аминокислот) число замещений равно 0; по цитохрому С (104 аминокислоты) — 0; по лизоциму (130 аминокислот) — 0; по четырем цепям гемоглобина (141 и 146 аминокислот) — 0; по миоглобину (153) — 1; по карбоангидразе (264) — 3; по альбумину сыворотки (560) — 6; по трансферину (647) — 8 замещений.

Итого, по данным Кинг и Вильсона (1975 г.), на 2633 аминокислоты 19 замещений, что составляет менее 1 % отличий, т. е. перечисленные белки по аминокислотам сходны у человека и шимпанзе более чем на 99 %!