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

Итак, наш общий генеалогический предок жил 3000 лет назад. А 5000 лет назад жили вообще все наши предки. Поясню: не у всех людей, живших 5000 лет назад, остались живущие в наши дни потомки, но те, кто оставил таких потомков, стали предками всего человечества. Доля людей, чьи потомки дожили до наших дней, в зависимости от модели колеблется от 60 до 80%. Иначе говоря, если бы 5000 лет назад вы вошли в какую-нибудь деревню или город, то большинство встреченных вами людей оказались бы общими предками всего человечества.

Конечно, место этих предков в вашей родословной будет зависеть от того, где вы живете. В родословной шведа чаще будут встречаться общие европейские предки, тогда как в родословной габонца стоит ожидать скорее африканских. Тем не менее у каждого из нас среди древних предков найдется хотя бы один земледелец, выращивавший рис на берегах Янцзы, сибирский охотник на медведей, африканский охотник на слонов, вавилонский ученый, папуас — любитель свинины… Полученная с помощью модели дата (5000 лет) рассчитана с учетом прежних способов миграции; в частности, предполагается, что произошло несколько миграций на достаточно далекие расстояния. В модели, где миграции происходят постепенно, короткими переходами, нашим общим предкам скорее было бы несколько десятков тысяч лет. Истина, несомненно, где-то посередине: локальные миграции дополнялись несколькими миграциями на большие расстояния.

Итак, все мы родственники, и, если углубиться в генеалогию популяции, у всех быстро отыщутся общие предки. Дональд Трамп, пусть это его и смутит, состоит в родстве с Бараком Обамой, а тот, если верить Историческому генеалогическому обществу Новой Англии, — родственник Брэда Питта. Кроме того, в любом поколении не у всех есть потомки в будущих поколениях: мы все происходим от ограниченного числа людей — общих предков. Предок одного — предок всех!

Но это вовсе не значит, что до нас дошли переданные всеми этими предками части генома. Каждый из родителей передает детям только половину своего генома, бабушки и дедушки — по четверти. Значит, чем дальше, тем меньше генов достается нам от предков. До шестого поколения часть генома передается всегда, но для более старших поколений эта доля стремительно уменьшается. У вашего предка в десятом поколении один шанс из двух ничего вам не передать. Из 4096 ваших предков 12 поколений назад каждый с вероятностью 82% не передал вам никаких своих генов! Генеалогический предок — не обязательно предок генетический.

Поначалу, услышав о генетической генеалогии, Лоран засомневался. Он знал сайты, которые предлагают сравнить вас со знаменитостями и рассказать, в родстве ли вы с Марией-Антуанеттой, Людовиком XVI и т. д. Впрочем, многие его знакомые, обратившиеся за этой услугой, и правда были объявлены родственниками Марии-Антуанетты! Надо сказать, что эти анализы поначалу основывались лишь на митохондриальной ДНК, позволяющей установить родство только по материнской линии, а главное — не сильно различающейся у разных людей. Тип митохондриальной ДНК, которым обладала Мария-Антуанетта, часто встречается в популяции, по меньшей мере у каждого пятого, и, несомненно, в ту эпоху он был не только у знаменитой «австриячки». Так что результат теста указывал лишь на очень отдаленное родство с королевой французов.

Новые методы генетической генеалогии отличаются тем, что позволяют анализировать не только митохондриальную ДНК (или Y-хромосому, чтобы узнать родословную по отцовской линии), но и геном в целом. Если точнее, речь идет о приблизительно 700 тысячах маркеров, которые покрывают весь геном. Эти маркеры, выбранные в тех местах генома, где существует вариабельность среди индивидов, выявляют сходство и различия между ними. Применительно к генеалогии такие маркеры позволяют узнать, есть ли у вас общие предки с другим человеком, который уже прошел тестирование, и определить, когда жили эти предки. Достаточно сравнить фрагменты ДНК двух индивидов, следуя простому правилу: чем длиннее общий фрагмент ДНК, тем ближе общий предок.

Даже если суть этого правила кажется очевидной, рассмотрим его чуть более подробно, чтобы узнать о его ограничениях. Попробуем представить нашу ДНК в виде длинных бус, состоящих из бусин четырех цветов, из четырех нуклеотидов — A, C, T, G . Все мы получили по две нитки бус: одну от отца, другую от матери. Каждая нитка бус уникальна в том смысле, что в ней есть мелкие особенности, свойственные конкретному индивиду: кое-где бусина отличается — к примеру, А вместо Т . Чтобы создать следующее поколение, мы производим гаметы, половые клетки: женщины — яйцеклетки, мужчины — сперматозоиды. В каждой гамете находится только одна нитка бус, и лишь при оплодотворении две нитки, одна от мужской гаметы, другая от женской, соединятся, чтобы появился новый индивид.

При образовании гамет первые бусины поступают из нитки, полученной от матери, следующие — из нитки отца, потом еще один фрагмент от матери, и т. д. Это как если бы мы аккуратно выложили рядом обе нитки, разрезали их на части и складывали кусочки по порядку, беря их случайным образом из материнской и отцовской ниток. Я уже говорила об этом явлении, называемом рекомбинацией. Длина фрагментов ДНК измеряется в сантиморганах, они обозначаются аббревиатурой сМ (один сантиморган равен отрезку, на котором вероятность рекомбинации составляет 1%; это приблизительно миллион нуклеотидов).

Длина полного генома, полученного от одного из родителей, то есть одной из двух ниток бус, 3400 сМ. Нитка обрезается в случайных местах, и они меняются при образовании каждой новой гаметы: подсчитано, что цепочка ДНК «разрезается» каждый раз в 34 местах, а значит, длина каждого отрезка в среднем составляет 100 сМ (3400 сМ ÷ 34). Но сами эти фрагменты происходят от ДНК наших бабушек и дедушек: в среднем мы получаем от каждого из них 1700 сМ фрагментами приблизительно по 50 сМ.

Из-за рекомбинации длина доставшегося от предка фрагмента ДНК будет тем меньше, чем более древний этот предок. Эта информация полезна в теории: она помогает узнать, давно ли жил общий предок двух индивидов. На практике же нужно учесть некоторые оговорки. Рекомбинация — процесс случайный. Таким образом, один далекий предок мог случайно передать мало фрагментов ДНК, но большой длины, тогда как другой — только короткие фрагменты. На деле, чтобы определить, в родстве ли между собой два индивида и есть ли у них общий предок, надо изучить все фрагменты генома. Количество идентичных фрагментов и их длина позволяют вычислить родственные связи.

Эти расчеты часто используют на сайтах, посвященных генетической генеалогии. Изучив вашу ДНК и сравнив ее с уже имеющимися в базе данными, можно найти ваших генетических родственников. Но при отдаленном родстве, начиная с третьей-четвертой степени, вполне может оказаться, что с одним из родственников у вас нет общей ДНК, поскольку, как я уже говорила, ваши генеалогические предки не обязательно стали предками генетическими (у вас вполне может быть общий прапрапрадед, который не передал вам свою ДНК).