Журнал «Знание-сила» - Знание-сила, 1997 № 07 (841)

• Закономерные мутации в ДНК митохондрии (энергетический центр клетки) служат молекулярным хронометром, позволяющим проследить за временем эволюции любого биологического вида, в том числе и человека.

Это означает, что у четверти семей, где были одни мальчики, женская линия прерывалась и навсегда исчезал тот клон мтДНК, который имелся в этой семье у матери, то есть бесследно терялась та уникальная последовательность нуклеотидов, которой она отличалась от других мтДНК. У остальных трех четвертей семей, где родилась и выросла хотя бы одна девочка, их индивидуальный клон мтДНК сохранялся, а в семьях, где выросло две или больше девочек, число его носителей соответственно увеличивалось.

Итак, из пятидесяти тысяч индивидуальных клонов мтДНК уже в первом поколении потеряется одна четверть, и клоны будут продолжать теряться с каждым новым поколением. Но только в среднем. В действительности же в одних семьях, где уже в первом поколении были одни мальчики, он теряется сразу, в других же, где девочки рождаются и оставляют потомство тоже девочек, он может сохраняться очень и очень долго. Элементарная статистика предсказывает, что чем больше поколений пройдет, тем меньше вероятность того, что хоть в некоторых семьях сохранится та исходная мтДНК, с которой начинался данный клон. Вероятность сохранения исходного клона мтДНК в первом поколении равна трем четвертям, то есть 0,75, а через сорок поколений — 0,00001 (здесь мы пока не учитываем семьи, где родились две девочки).

Таким образом, через сорок — пятьдесят поколений исходные клоны мтДНК должны были бы, казалось, исчезнуть все до одного. Однако это не так. Ведь все это время количество женщин в популяции остается постоянным и чью- то мтДНК они содержат. Чья же у них мтДНК? Вспомним о тех семьях, где родилось две или больше девочек. Их-то мтДНК и будет занимать место исчезнувших клонов. Эти клоны мтДНК будут сохраняться и передаваться дальше. Их доля в популяции будет расти, и полное исчезновение таких клонов будет происходить значительно медленнее.

Но существует и другое обстоятельство, которое должно сильно ускорять процесс исчезновения некоторых клонов. Это происходящие время от времени значительные сокращения размеров популяции, так называемые горлышки бутылок, или узкие звенья, через которые проходит только небольшая часть популяции. Не обязательно это действительное сокращение числа людей за счет голода, эпидемий или войны, хотя бывало и так. По-видимому, чаше это была просто изоляция части популяции, в результате которой в дальнейшей эволюции участвовала только эта, может быть, очень небольшая, «отколовшаяся» часть. По некоторым расчетам, в течение короткого времени в ней могло быть не более четырехсот человек, а среди них женщин в детородном возрасте еще гораздо меньше. Число клонов мтДНК в таких нередких случаях могло оказаться совсем небольшим, может быть, всего один.

Так или иначе, но должен наступить момент, когда в популяции исчезнут все исходные клоны мтДНК, кроме одного, который и будет содержаться в митохондриях всех женщин. Этот единственный клон будет тем, который был у какой-то одной женщины из той популяции, с которой мы и начали наши расчеты. Именно ее и следует считать той «митохондриальной Евой» — прародительницей всех женщин и мужчин. Митохондрии этого клона не должны обладать каким-то преимуществом. «Победивший» клон — результат простой игры случайности, по которой при равных шансах кто-то непременно в конце концов должен выиграть. Это чем-то напоминает лотерею, когда подписчиков газеты заманивают одним-единственным крупным выигрышем — машиной или квартирой. Шансы каждого настолько ничтожны, что их можно просто не принимать во внимание. Но ведь кто-то один, если игра честная, непременно этот выигрыш получит.

Надо сказать, что наши расчеты здесь сильно упрощены. Они и не могут быть точнее, потому что мы не можем сегодня учесть целый ряд важных обстоятельств, усложняющих ситуацию. Мы не знаем, какова была действительная численность исходной популяции и как она менялась со временем. Мы не можем учесть того, что в то время люди быстро расселялись по всей Земле и разделялись на более или менее изолированные популяции. Мы не учитываем и того, что отдельные популяции могли иметь какие-то генетические преимущества или случайно оказаться в очень благоприятных или, напротив, неблагоприятных условиях.

Весь этот ход рассуждений в полной мере относится и к мужчинам, обладателям Y-хромосомы. По тем же соображениям, которые Приводились выше, через несколько тысяч Поколений сохранится популяция, у которой все мужчины будут иметь только один клон Y-ДНК.

Тот мужчина, у которого в свое время была Y-хромосома, случайно вытеснившая все остальные клоны, и может называться Адамом для всей популяции современных людей. Все мы, как мужчины, так и, заметьте, женщины, формально являемся его прямыми потомками. По некоторым данным, он жил позднее Евы, и в отличие от библейских Адама и Евы она была ему не женой, а может быть, пра-пра-прабабушкой.

За сотни тысяч лет после Адама и Евы в хромосомах наших предков появлялись новые мутации, в том числе и такие важные, которые определяли процесс антропогенеза и превратили наших человекоподобных предков в современных людей. Поэтому современные люди, хотя и являются потомками Евы и Адама, получили от них только их мтДНК и Y-ДНК, причем несколько измененные последующими мутациями. Подавляющее большинство наших генов и, соответственно, признаков мы получили не от них, а от других наших предков, живших одновременно с Евой и Адамом.

Вспомним, что каждый из нас имеет двух родителей, четырех дедушек и бабушек, восемь прадедушек и прабабушек и т. д. Нетрудно подсчитать, что сто тысяч лет, или пять тысяч поколений назад мы должны были бы иметь сверхастрономическое число предков, если бы оно многократно не уменьшалось за счет кузин и кузенов различной степени родства. Поэтому, называя Адама и Еву своими прямыми предками, мы правы лишь формально. От Евы мы получили лишь мтДНК. От Адама современные мужчины получили только Y-хромосому. Женщины же не получили от него совсем ничего, хотя он и является их прямым предком.

Мы начали с того, что назвали Еву и Адама нашими генетическими предками. Пожалуй, это неверно. Как раз общих генов с ними у нас очень мало. Поэтому они наши, скорее, юридические или генеалогические предки. По существу же, мы потомки всей или почти всей популяции первых разумных людей — Homo sapiens и несем их случайно скомбинированные гены. Но и этого мало. Очень многие наши гены — подавляющее их большинство,— почти не изменившись, связывают нас не только с обезьянами, но и с предками млекопитающих, амфибий, рыб и т. д.