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

В общих чертах это выглядит так: в популяции были многодетные семьи, дети из которых в большинстве своем оставались жить в том же регионе, и другие многодетные семьи, чьи дети уезжали. Это был регион первопроходцев, а значит, вполне вероятно, что некоторые семьи, оставаясь поблизости от Сагеней — Озера Сен-Жан, отправлялись корчевать лес, чтобы обеспечить жильем всех своих детей. Нередко случалось описывать семьи, в которых насчитывалась сотня внуков, обосновавшихся в одной местности!

Именно эта традиция некоторых семей селиться и обустраиваться на одном месте привела к непропорциональному генетическому вкладу горстки людей, живших в XVII веке. Речь идет о культурной передаче репродуктивного успеха — феномене, который мы наблюдали в Центральной Азии, где репродуктивный успех передается исключительно через мужчин.

Французам за подобными эффектами основателя далеко ходить не надо. Мне довелось изучать случай долины Вальсерин в департаменте Эн, и он прекрасно иллюстрирует этот феномен и хорошо задокументирован. В этой прекрасной долине к югу от горного массива Юра приютились несколько деревень. Врачи выявили там эндемичное генетическое заболевание, синдром Рандю — Ослера, также известный как наследственная геморрагическая телеангиэктазия. Эта болезнь вызывает кровотечения из носа и кровоизлияния разной степени тяжести. Она поражает носителей мутации в гене ACVRL1.

В своей гомозиготной форме болезнь быстро приводит к смерти (не отмечено ни одного рождения гомозиготных по ней индивидов; эта комбинация генов, когда мутация передается одновременно через мать и через отца, несовместима с жизнью). А значит, она должна была исчезнуть в результате естественного отбора. Тем не менее она существует и встречается довольно часто, до одного случая на 300 человек в округах Жекс и Нантюа.

Чем объяснить этот факт? На первый взгляд, когда речь идет о таком типе локализованной болезни, можно предположить, что затронутая ею популяция долгое время оставалась изолированной и что из-за эффекта дрейфа генов болезнь проникла в популяцию и сохранялась из поколения в поколение. Действительно, когда популяция невелика и живет уединенно, эффект дрейфа генов усиливается: случайность воспроизводства приводит к тому, что мутация может стать более частой или удерживаться на одном уровне, даже если ей противостоит естественный отбор.

Для проверки этой гипотезы историки восстановили все родословные жителей долины от наших дней до XVIII века. В сумме это 46 тысяч человек, и нам известны их даты рождения, вступления в брак и родственные связи. Благодаря этим данным мы сделали первое открытие: не все больные происходят от одного общего предка, жившего в XVIII веке. Тем не менее молекулярные данные однозначно указывают на то, что больные — носители одной и той же мутации. Значит, эта мутация возникла не в XVIII веке, а раньше. Ее датировали, опираясь на теорию вероятности: носителем должен быть единственный общий предок, живший в XVI веке. Получается, это давняя мутация, которая во всех поколениях «ускользала» от естественного отбора.

Вторая неожиданность: проанализировав места рождения супругов за весь исторический период, мы поняли, что долина не была изолированной: в 30% случаев ее жители вступали в брак с уроженцами других мест. Но для сильного дрейфа генов популяция должна быть закрытой. Теперь уже совсем ничего не сходится: мутация оказалась давней, а популяция — открытой для миграций…

Как разрешить этот парадокс? Я тщательно проанализировала родословные и пришла к выводу: у коренных жителей долины (то есть у тех, у кого б о льшая часть предков оттуда родом) больше детей оставалось жить там же. Одно явно связано с другим: чем больше у индивида из любого поколения предков внутри популяции, тем большее число его детей поселяется в долине. Словом, генеалогическая укорененность дает репродуктивное преимущество. И наоборот: индивиды, у которых один или оба родителя или бабушки и дедушки когда-то мигрировали в долину, оказываются в неблагоприятном положении с точки зрения воспроизводства.

Так сформировалась структура популяции: ядро из индивидов, закрепившихся во многих поколениях, и меньшинство из мобильных индивидов, которые задерживаются в долине лишь на одно-два поколения.

Объясняется все довольно просто: люди, входящие в ядро, владеют полями и пастбищами, которые передают потомкам. Мигранты, не имеющие собственной земли, меньше привязаны к месту и им проще переехать куда-то еще. Если у индивидов, входящих в стабильное ядро, есть перед ними репродуктивное преимущество, то лишь по социально-экономическим причинам и из-за передачи имущества по наследству.

Но вернемся к синдрому Рандю — Ослера: носителями этой мутации становятся именно индивиды, входящие в стабильное ядро. И социальное преимущество от принадлежности к ядру компенсирует ущерб, причиняемый болезнью. Прекрасный пример того, как социальное компенсирует биологическое, — по крайней мере, с точки зрения генетической эволюции.

Мэри, американка африканского происхождения, живущая в Чикаго, решила восстановить свою родословную. Стала погружаться в прошлое поколение за поколением, но, добравшись до XVIII века, столкнулась с нехваткой данных. Некоторые ее предки, рабы, прибыли из Африки, и ей хотелось узнать, откуда именно. Но если в некоторых документах и был назван порт, откуда насильно увозили африканцев, то о том, откуда они родом, ничего не говорилось. Работорговцы набирали невольников отовсюду — не только с побережья, но и из глубины континента.

Многие афроамериканцы хотели бы узнать о своем происхождении, но, как и Мэри, сталкиваются с отсутствием нужных сведений. Сначала отдельные исследователи, а затем и целые организации, стремясь помочь людям в поисках корней, стали предлагать им обратиться к генетике. Каким образом? Генетики могут сравнить ДНК потомков африканцев с ДНК современных африканских популяций.

Когда первые афроамериканцы начали свои расследования, в Африке не хватало изученных популяций для сравнения, а анализировать ученые умели лишь митохондриальную ДНК, которая передается от матери. То есть люди могли узнать только о своем происхождении по материнской линии. Так Мэри выяснила, что один из ее предков по материнской линии прибыл из Западной Африки. С тех пор данных стало больше, методы усовершенствовались, и если бы Мэри снова захотела узнать свой генетический профиль, она получила бы сведения и о других своих предках, не только по материнской линии, по которой ей передалась митохондриальная ДНК. Возможно, она выяснила бы, что ее корни уходят в Центральную Африку. Сегодня считается, что 30% предков афроамериканцев происходят из Центральной Африки, а 70% — из Западной Африки, и половина из них приходится на регион залива Бенин.