Элис Робертс - Приручение. 10 биологических видов, изменивших мир

Подводные раскопки у утеса Болднор продолжались с 2000 по 2012 год. Изучение всего полученного материала продлится еще не один год. Было найдено немало интересного – с археологической и палеоэкологической точки зрения – для дальнейших исследований. Помимо стандартного материала: осколков кремней, кусочков угля и обугленных ореховых скорлупок – исследователи собрали на морском дне ил. Большое количество ила. Эти образцы осадочной породы несомненно содержат еще множество мелких деталей, позволяющих узнать, каким был утес Болднор в доисторические времена, например крошечные кости грызунов, частицы растений и даже пыльцу, которые можно разглядеть только под микроскопом. Однако в 2013 году на остров Уайт прибыла еще одна группа археологов. Им также нужен был ил, только то, что они искали на этот раз, нельзя было бы разглядеть и под самым мощным микроскопом. Искали они молекулы. Длинные, нитеобразные молекулы, наполненные информацией. Исследователи искали ДНК.

При изучении ила из пролива Те-Солент генетики придерживались открытого подхода. Они не строили гипотез о том, что могут найти, чтобы потом подтвердить их или опровергнуть. Исследователи внимательно изучили добытые образцы, в том числе ореховые скорлупки, и использовали секвенирование методом дробовика [7]  Секвенирование ДНК – процедура определения последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Метод дробовика – получение случайной массированной выборки клонированных фрагментов ДНК организма (то есть «дробление» генома на случайные фрагменты), на основе которых создается его геномная библиотека; полученные последовательности используют для секвенирования генома ( Тарантул В. З. Толковый биотехнологический словарь. Русско-английский. М.: Языки славянских культур, 2009). – Прим. ред. , то есть, как можно предположить по названию, «беспорядочное» секвенирование. Кажется, что такой подход – полная противоположность исследованию, опирающемуся на гипотезу, которое служит золотым стандартом, к которому должны стремиться все ученые, то есть Научному методу. Однако существует не единственный Научный метод . Порой лучший способ начать понимать что-то – задаться вопросом: с чем мы имеем дело? Затем уже можно собирать данные и пытаться в них разобраться. Возможно, место гипотезе есть даже при таком широком подходе, и именно она определяет направление для сбора данных, однако отсутствует эксперимент как таковой, просто все данные подвергаются тщательному анализу. На данном принципе по большей части основана геномика: ученые собирают огромные объемы данных и ищут закономерности. В нашем же случае гипотеза была, но очень обширная: «в образцах будет найдена древняя ДНК современных организмов». И пусть это прозвучит как ересь, я убеждена, что, именно формулируя максимально широкие гипотезы, избавляясь от предвзятости и ожиданий, мы увеличиваем свои шансы открыть нечто новое и удивительное.

Итак, генетики, изучавшие ил с утеса Болднор, извлекли из него множество фрагментов ДНК разных организмов, населявших его когда-то, а именно 8000 лет назад, примерно в 6000 году до н.э. Были найдены генетические следы дуба, тополя, яблони и бука, а также различных трав, в том числе из семейства злаков. Обнаружились и останки псовых – либо волков, либо собак – и настоящих быков, по всей вероятности туров, предков домашнего скота. Помимо этого, в осадочной породе были спрятаны молекулярные призраки оленей, куропаток и грызунов. Фрагмент за фрагментом генетики собирали мозаику древней экосистемы леса на берегу пролива Те-Солент, где обосновались в эпоху мезолита охотники-собиратели.

Но один из найденных на морском дне фрагментов ДНК очень удивил ученых, это был ясный след Triticum. Пшеницы. Его, однако, не должно было там быть. Ведь речь шла о Британских островах до эпохи земледелия. Более того, ученые уже проверяли образцы на наличие пыльцы, безошибочно указывающей на распространение конкретных растений. Пыльцы пшеницы обнаружено не было. Неужели это ошибка? Открытие было столь неожиданным, что генетикам нужно было добиться полной уверенности в том, что они не ошибались. Тем не менее последовательность ДНК четко указывала на пшеницу. Ученые провели тщательную проверку, чтобы убедиться, что образец ДНК не принадлежит другому, похожему на пшеницу автохтонному злаку с Британских островов, например колосняку песчаному, пырею ползучему или житняку. Но древняя ДНК не походила на ДНК какого-либо из этих видов. Наоборот, самым близким совпадением оказался конкретный вид пшеницы, а именно Triticum monococcum, или пшеница однозернянка. В каждом крошечном вторичном колоске этого растения содержится одно-единственное зерно, заключенное в плотную оболочку. Пшеница однозернянка была одной из первых культур, однако ранее считалось, что она появилась на Британских островах лишь 6000 лет назад (4000 год до н.э.), то есть двумя тысячелетиями позже, чем растение, чьи четкие генетические следы были найдены на утесе Болднор.

Чтобы добраться до Те-Солента, найденная на его дне пшеница однозернянка должна была преодолеть в древности большое расстояние за короткое время. Ведь культурная пшеница появилась за четыре с лишним тысячи километров отсюда, на восточном побережье Средиземного моря. И первым человеком, который взялся за изучение истинной родины пшеницы однозернянки и других видов пшеницы, был ботаник и генетик, родившийся в 1887 году в Москве.

В 1916 году двадцатидевятилетний Николай Иванович Вавилов отправился из Санкт-Петербурга в экспедицию в Персию, современный Иран. У этого путешествия была одна цель: проследить происхождение наиболее важных мировых культур.

Николай Вавилов учился в Великобритании, под руководством выдающегося биолога Уильяма Бэтсона. Скорее всего, именно от учителя Николай Иванович узнал о законах наследственности Менделя. Уильям Бэтсон способствовал возрождению и распространению трудов монаха-августинца Грегора Менделя, в частности работ, описывающих его известнейшие эксперименты с горохом. Мендель пришел к выводу, что должны быть некие «единицы наследственности», оказывающие влияние на внешние признаки гороха: будет он зеленым или желтым, гладким или морщинистым. Хотя ученый не знал, что это за единицы – сегодня нам известно, что речь идет о генах, – он предсказал их существование. «Опыты над растительными гибридами» были опубликованы Менделем на немецком языке в 1866 году. Более чем 40 лет спустя Бэтсон перевел эту богатую научными идеями книгу на английский, и именно он придумал название научной дисциплине, изучающей наследственность и основанной на наблюдениях и законах Менделя, – генетика.