Эвелин Эйер - Одиссея генов. Захватывающая история человечества, извлеченная из ДНК

Если рост и телосложение первых европейцев можно определить по их скелетам, то об их внешности кости, разумеется, ничего не рассказывают. Какого цвета была их кожа? А глаза, а волосы? В кинофильме «Борьба за огонь» и в большинстве документальных фильмов первые европейские Homo sapiens показаны белокожими. Так вот, сценаристам придется пересмотреть эту деталь, поскольку исследователи из лондонского Музея естественной истории выяснили, что довольно долго среди европейцев преобладали люди с темной кожей и голубыми глазами!

В 2018 году эта новость занимала первые полосы газет. Ученые пришли к такому заключению, исследовав ДНК чеддарского человека — это самый полный и самый древний скелет, найденный в Великобритании (посетители музея могут увидеть его в экспозиции). Но как ученые сделали этот вывод по одной лишь ДНК? Дело в том, что цвет кожи зависит прежде всего от количества меланина — пигмента, содержащегося в клетках кожи. Темная кожа, богатая меланином, больше подходит для жизни там, где много солнца, тогда как светлая кожа лучше приспособлена для высоких широт, где свет слабее. Почему? Потому что меланин защищает от ультрафиолетовых лучей, разрушающих фолаты — питательные вещества, необходимые для клеточного деления и играющие важнейшую роль в эмбриогенезе (при формировании нервной системы) и сперматогенезе. Следовательно, под палящим солнцем лучше иметь темную кожу, поскольку меланин блокирует б о льшую часть УФ-лучей А (преобладающих в солнечном спектре).

Зато в высоких широтах полезно иметь светлую кожу: УФ-лучи B глубже проникают в кожу и стимулируют выработку витамина D . Ведь человек, не получающий его в достаточном для обмена веществ количестве, подвержен риску рахита. Нет ничего удивительного в том, что этими двумя важнейшими потребностями нашего организма (защищаться от УФ-лучей А и вырабатывать витамин D ) объясняется, почему современный градиент оттенков кожи соответствует карте инсоляции.

С момента зарождения нашего вида в Африке б о льшая часть его эволюции происходила в разных условиях, в тропическом и субтропическом климате, но всегда в регионах с интенсивной инсоляцией. Так что первые африканские Homo sapiens были темнокожими. В геноме африканцев заметны следы адаптации к сильному солнечному облучению. Вероятно, она происходила около 1,2 миллиона лет назад, когда, как считается, на теле людей исчезли волосы, защищавшие кожу от солнца.

Позднее, во время колонизации Европы, первые Homo sapiens оказались в условиях с меньшим количеством солнечного света, и начались мутации, из-за которых цвет кожи светлел. Хотя в выработке меланина участвуют 150 генов, в настоящее время идентифицировано лишь несколько генов, объясняющих часть различий в цвете кожи (помимо загара). Опираясь на наши знания о современных популяциях Европы, можно попытаться угадать, каким был цвет кожи первых европейцев. Но увлекаться не стоит: не исключено, что эти люди были носителями вариантов генов, связанных с таким цветом кожи, который у современных людей не встречается. Тем не менее известны два гена, играющие важную роль в том, что у современных европейцев кожа более светлая: это SLC24A5 и SLC45A2 .

Почти в десятке человеческих останков (в том числе из грота Виллабруна в Италии и из Дольни-Вестонице в Чехии) сохранилась ДНК достаточно хорошего качества, чтобы ученые могли отыскать варианты этих генов. Исследования показали, что у первых западных европейцев, несомненно, была темная кожа — чего и следовало ожидать, поскольку мы пришли из Африки. Но что произошло потом?

До анализа древней ДНК считалось, что естественный отбор, ведущий к более светлому цвету кожи, начался с прихода этих людей в Европу. Затем исследователи из лондонского Музея естественной истории доказали, что темный цвет кожи сохранялся до позднего доисторического периода. Действительно, чеддарский человек жил 9100 лет назад (Англия заселялась значительно позднее континентальной Европы), стало быть, в то время некоторые европейцы еще были очень смуглыми. И темный цвет кожи встречался еще 5700 лет назад, как совсем недавно доказала… жвачка из березовой смолы, из которой удалось извлечь ДНК женщины, жившей на территории современной Дании.

Палеогенетики не ограничились цветом кожи. Они сумели частично определить цвет глаз, изучив варианты гена HERC2, один из которых отвечает за голубой цвет глаз. И сделали однозначный вывод: голубые глаза у первых европейцев были нормой. Мутация, вероятно, произошла около 40 тысяч лет назад. Словом, темная кожа и голубые глаза — вот характерные черты первых европейцев. Сегодня это сочетание для нас скорее не типично — модели с такой внешностью красуются на обложках журналов!

И все же не стоит думать, будто все жители Европы выглядели одинаково. Переход к более светлой коже не был равномерным по всей части света. Считается, что одна из двух мутаций, дающих светлый оттенок кожи, возникла примерно 29 тысяч лет назад, возможно, на востоке Европы или на Ближнем Востоке, то есть задолго до рождения темнокожего чеддарского человека; для более точной географической локализации требуются новые исследования.

Таким образом, даже в позднем палеолите и в мезолите (6000–9000 лет до н. э.) все еще сохранялись различия между западными европейцами, темнокожими и голубоглазыми, и восточными. Например, человеческие останки из Карелии содержат аллель одного из двух «светлых» генов и один «темный» ген. У этого человека, вероятно, был средний между темным и светлым оттенок кожи и карие глаза — в отличие от голубоглазых и светлокожих обитателей уральских степей (возможно, еще и светловолосых). Таким образом, у восточноевропейских охотников-собирателей кожа была светлее, чем у их западных сородичей.

Чем объясняются эти различия? Известно, что на цвет кожи влияет не только инсоляция, но и питание. Так, у инуитов, живущих на Крайнем Севере, кожа, казалось бы, должна быть очень светлой, но в действительности она у них довольно смуглая. Дело в том, что их пища богата витамином D , который содержится в морепродуктах (инуиты питаются главным образом морскими млекопитающими), и это ослабляет давление отбора, его воздействие на эпидермис.

Вероятно, и рацион первых европейцев был богат витамином D благодаря рыбьему жиру, мясу морских млекопитающих и северного оленя. В конечном счете переход к светлой коже по-настоящему начался тогда, когда содержание витамина D в рационе уменьшилось. Некоторые ученые полагают, что это произошло лишь в промежутке между 10 и 15 тысячелетиями до н. э. Как правило, от начала давления отбора до заметного увеличения частотности соответствующего генетического признака проходит немало времени, так что переход к светлой коже мог начаться и раньше.