Дэвид Райх - Кто мы и как сюда попали [Древняя ДНК и новая наука о человеческом прошлом]

Так или иначе, вне зависимости от функции FOXP2 у современных людей, именно поиском генетической базы становления современного человека Пэабо обосновывал работы по секвенированию геномов древних людей 17 . В серии статей, вышедших между 2010 и 2013 годами, где разбирались прочтения полных древних геномов, в том числе и неандертальских, Пэабо указал сотню тысяч участков ДНК, по которым все современные люди отличаются от неандертальцев 18 . И в этом списке мутаций наверняка прячутся какие-то очень важные, но мы еще не умеем как следует в них разбираться, что еще раз подчеркивает нашу общую проблему – в вопросах чтения генома мы пока сущие дети. И если мы уже научились расшифровывать отдельные слова – мы знаем, как последовательность “букв” ДНК преобразуется в белки, – то смысл целых предложений пока нам неведом.

Открою печальную правду: примеры мутаций, подобных FOXP2, то есть частота которых увеличилась только у современного человека и функция которых известна, можно по пальцам пересчитать. И в каждом из таких случаев знания добывались в упорной многолетней битве, аспиранты и специалисты выводили с помощью генной инженерии мышей и рыбок… Так что потребуется что-то вроде эволюционного Манхэттенского проекта, чтобы проверить функцию каждой мутации, отличающей нас от неандертальцев. Мы, как представители своего вида, просто обязаны запустить такой Манхэттенский проект по эволюционной биологии человека. Но даже если мы его запустим и выполним, результаты, как я предвижу, будут настолько сложны – ведь человеческое в нас складывается из очень и очень многих отдельных генетических изменений, – что мало кто сможет понять их суть. По моему мнению, на уровне молекулярных механизмов вряд ли найдется когда-нибудь логически красивое и эмоционально удовлетворительное объяснение поведенческим новшествам современных людей.

Пускай изучение одного-двух участков генома не может дать содержательного объяснения эволюции поведения современного человека, но вот что удивительно: достижения геномной революции позволили осветить другую часть проблемы – историческую. Анализируя весь геном целиком – не только митохондриальную ДНК или Y-хромосому, которые дают нам короткие временные отрезки, но всю историю предков, записанную в геноме, – мы начали набрасывать новую картину нашего пути к тем нам, которыми мы теперь стали. Она строится на миграциях человека, и в этой книге мы рассмотрим, как перемешивались популяции.

В 1987 году журналист Роджер Льюин окрестил общего предка по женской линии (прародительницу) всех живущих сегодня людей “митохондриальной Евой”, и это наименование сразу стало ассоциироваться с историей творения: вот она, женщина, наша общая праматерь, чьи потомки расселились по всему свету 19 . “Митохондриальная Ева” захватила воображение буквально всех, это наименование используется сейчас не только в обиходе, но и многими учеными, обозначая общего предка людей по материнской линии. Но оно больше сбивает с толку, чем помогает что-то понять. Кажется, будто наша ДНК унаследована от каких-то двух конкретных индивидов, и чтобы узнать нашу историю, достаточно проследить изменения в женской линии и в мужской линии; первая представлена митохондриальной ДНК, а вторая Y-хромосомой. В рамках этой вдохновляющей возможности в 2005 году Национальное географическое общество запустило “Генографический проект”: были собраны образцы мтДНК и Y-хромосом у миллиона людей из самых разных этнических групп. Но проект устарел, даже не начавшись. Он был скорее познавательно-развлекательным, а научных результатов дал не так много. С самого начала было ясно, что информация о человеческом прошлом, которую можно извлечь из мтДНК и Y-хромосомы, уже по большей части разобрана и гораздо более интересные сюжеты скрываются в целых геномах.

На самом деле в геномах записана история самых разных предков – десятков тысяч независимых генеалогических линий, а не только тех, которые прослеживаются по мтДНК и Y-хромосоме. Чтобы это понять, нужно хорошо себе представлять, что геном за пределами мтДНК – это не одна нераздельная последовательность, передающаяся в поколениях от конкретного предка, а последовательность мозаичная. В клетке сорок шесть мозаичных кусочков – это хромосомы, сорок шесть физически обособленных длинных цепочек. Геном состоит из 23 хромосом, а так как у человека два генома, от папы и от мамы, то общее число хромосом получается сорок шесть.

Но и сама хромосома состоит из мозаики еще более мелких кусочков. Представим, что в женской хромосоме, попавшей в яйцеклетку, одна треть, скажем, принадлежала отцу женщины, а две трети – ее матери, и это результат переплетения материнской и отцовской копий данной хромосомы в яичниках женщины. Когда в яичниках формируется яйцо, то в среднем происходит сорок пять подобных перетасовок, а у мужчин при образовании спермы – двадцать шесть перетасовок, так что в сумме на поколение приходится семьдесят одна перетасовка 20 . А когда мы углубляемся в прошлое от какого-то конкретного генома, то с каждым поколением число возможных перетасовок в нем будет многократно увеличиваться, и этот геном будет слагаться из все большего числа перетасованных фрагментов предковых геномов.

Все это означает, что наши геномы хранят информацию от великого множества предков. Геном любого человека составляют 47 цепочек ДНК, представляющих хромосомы от мамы и от папы плюс материнская митохондриальная последовательность. Отодвинемся на поколение в прошлое – теперь в этом геноме будут 47 фрагментов хромосом от мамы и папы и 71 фрагмент от их мам и пап, то есть около 118 разных фрагментов. Если отойти еще на одно поколение в прошлое, то в геноме окажется уже 189 разных фрагментов (47 плюс 71 плюс следующие 71), переданных от четырех прабабушек и прадедушек. Смотрим в прошлое дальше – и добавляемое в поколении число предковых фрагментов ДНК быстро увеличивается, но число предков обгоняет его за счет того, что предыдущих прародителей всегда двое. Скажем, десять поколений предков дадут 757 фрагментов, а число самих предков будет 1024 – значит, среди них наверняка окажется сотня-другая предков, от которых в конкретном геноме вообще не осталось никакой ДНК. А если отступить на двадцать поколений в прошлое, то число предков окажется в тысячу раз больше числа предковых фрагментов ДНК в нашем конкретном геноме, поэтому очевидно, что подавляющая часть реально существовавших предков любого человека не оставила в его геноме никаких фрагментов своих ДНК.

Эти цифры показывают: генеалогическая история, реконструированная по историческим свидетельствам, совсем не то же самое, что история генетического наследия. Так, Библия или хроники королевских фамилий содержат записи, кто родил кого на протяжении десятков поколений. Но, даже имея подобные точные сведения, можно утверждать почти наверняка, что королева Елизавета II английская не унаследовала никакой ДНК от Вильгельма Завоевателя, который пришел в Англию в 1066 году и, как считается, был праотцом Елизаветы в 24-м поколении 21 . Это вовсе не означает, что у нее нет ДНК от столь далеких предков; мы должны это понимать в том смысле, что лишь 1751 из всех ее 16 777 216 генеалогических предков 24-х поколений оставили королеве свою ДНК. А это настолько ничтожная доля, что единственное, что могло поставить Вильгельма в ряд Елизаветиных генетических предков, – это тысячекратное пересечение его генеалогических потомков, что выглядит маловероятным даже с учетом высокого уровня инбридинга в английской королевской семье.