Карл Циммер - Эволюция: Триумф идеи

Пока Стрингер рассматривал окаменевшие черепа, генетик по имени Аллан Уилсон из Калифорнийского университета в Беркли пытался реконструировать историю человечества на основе биохимии. Он начал изучать митохондриальную ДНК человека — отдельные молекулы ДНК, содержащиеся не в ядре, а в энергетических станциях клетки — митохондриях. Он выбрал митохондриальную ДНК — в противовес генам, содержащимся в ядре, — потому что она передается из поколения в поколение практически неизменной. В отличие от большинства генов, которыми унаследованные от обоих родителей хромосомы время от времени обмениваются, митохондриальную ДНК человек получает только от матери. (Происходит это потому, что сперматозоид не может впрыснуть в яйцеклетку свои митохондрии.) Различия между митохондриальной ДНК матери и ребенка возникают только в результате спонтанных мутаций. От поколения к поколению мутации накапливаются. В результате по митохондриальной ДНК можно различать наследственные линии.

Команда Уилсона проанализировала митохондриальную ДНК в образцах, взятых у самых разных людей по всему миру; ученые секвенировали гены и группировали их по сходным признакам. В процессе работы они составили эволюционное древо человека современного типа. Уилсон выяснил, что корни современных африканцев уходят глубже всего в историю. В целом древо указывало на то, что именно в Африке жил общий предок всех ныне живущих людей [14] Нужно хорошо понимать, что по описанному методу в действительности определяется время и место жизни общего предка всех ныне живущих людей, но вовсе не значит, что одновременно других людей в других частях света не было. Они, конечно жили вместе с общим предком, просто в силу исторических случайностей не оставили далеких потомков. Ситуация подобна генеалогическому древу того или иного семейства с разветвленным набором двоюродных-пятиюродных родственников, отдаленных потомков одной семейной пары; это не означает, что у той семейной пары не было сосуществовавших родичей. Это замечание в полной мере относится и к исследованиям Y-хромосомного предка, приведенными ниже по тексту. Если митохондриальные линии определяют общую праматерь, то Y-хромосомные линии — общего праотца. Они могут быть разного возраста не только в силу естественных ошибок подсчета генетических изменений, но и очевидно разного хода ветвления мужских и женских линий. — Прим. науч. ред. .

Большинство антропологов готовы были бы, вероятно, согласиться с новой идеей, если бы Уилсон говорил о древних видах Homo , обитавших в Африке 2 млн лет назад, задолго до того, как первые гоминиды покинули этот материк. Но, согласно выводам Уилсона, человеческие гены говорили совершенно о другом. Построив эволюционное древо, ученые принялись вычислять, как давно жил общий предок всех современных людей. Они оценили скорость, с которой мутирует митохондриальная ДНК, и сравнили варианты генной структуры, чтобы понять, сколько мутаций успело произойти в разных наследственных линиях. Молекулярные часы дали примерную оценку возраста первого человека современного типа: где-то в окрестностях 200 000 лет.

«Митохондриальная Ева» — под таким именем стала известна общая праматерь всех ныне живущих людей — жила, конечно, давно, но для тех ученых, кто отстаивал мультирегиональное происхождение Homo sapiens , она оказалась слишком молодой. Получилось, что никто из поздних неандертальцев в Европе и Homo erectus в Азии не мог внести свой генный вклад в генотип ныне живущих людей. Зато для теории Стрингера древо Уилсона оказалось неожиданной поддержкой.

Стрингер, Уилсон и другие ученые начали формулировать новый сценарий возникновения человека современного типа, который они назвали «Из Африки». По мере того как Homo расселялся из Африки, говорили они, он эволюционировал в несколько отдельных видов, которые не скрещивались между собой. Homo erectus заселил значительную часть Азии, а неандертальцы (известные также как Homo neanderthalensis , отдельный вид) обосновались в Европе и на Ближнем Востоке. Одновременно с этим в Африке из более древних гоминид развивался Homo sapiens и в какой-то момент тоже мигрировал в Азию и Европу. Как пещерная живопись Шове, так и украшения, оружие, одежда и другие артефакты, имеющие возраст менее 50 000 лет, — все это дело рук Homo sapiens , осваивавшего потихоньку мир. А когда Homo sapiens появился на территориях, занятых человеком прямоходящим или неандертальцами, эти виды людей просто исчезли.

При первом появлении гипотеза «Из Африки» навлекла на себя жесткую критику, но недавние палеонтологические находки в Азии, Европе и Африке неожиданно добавили ей убедительности. Палеоантропологи нашли в Израиле останки неандертальцев, живших бок о бок с анатомически современным человеком в течение 30 000 лет — вплоть до исчезновения неандертальцев — и без всяких признаков смешения. В Азии Homo erectus продолжал жить тысячи и тысячи лет после появления первых останков Homo sapiens . Некоторые данные указывают на то, что 30 000 лет назад человек прямоходящий все еще обитал на острове Ява.

Тем временем открытия в Африке также стали поддержкой новой гипотезы. «Если мы посмотрим на Европу 100 000 лет назад, — говорит Ричард Клейн из Стэнфордского университета, — то все памятники здесь исключительно неандертальские. Но если затем взглянуть на Африку, то станет ясно, что жившие там люди физически выглядели очень современно».

Генетики, повторившие работу Уилсона, в основном тоже подтвердили модель «Из Африки». Какие бы гены они ни анализировали для построения эволюционного древа, африканские неизменно занимали самые близкие к основанию ветви. Теперь, когда возможности расширились и для анализа доступно больше генных последовательностей, митохондриальные гены указывают возраст разделения около 170 000 лет назад. В конце 1990-х гг. группа генетиков провела сравнительный анализ человеческих Y-хромосом (хромосом, которые определяют пол человека и имеются только у мужчин). Эти исследования показывают, что человеку современного типа всего 50 000 лет. Конечно, во всех подобных исследованиях возможная ошибка составляет десятки тысяч лет, поэтому нельзя наверняка сказать, что одно противоречит другому.

Вообще, ученым еще придется разбираться, кто из них прав, а кто нет, но одно ясно совершенно точно: человек — очень молодой вид.

Если бы мы нуждались в дополнительных свидетельствах своей коллективной юности, то теперь у нас есть новый их источник — гены неандертальцев. В 1995 г. немецкое правительство обратилось к Сванте Пяабо из Мюнхенского университета, эксперту по древней ДНК, с просьбой определить, не сохранились ли фрагменты ДНК в самом первом скелете неандертальца, найденном в 1856 г. Пяабо отнесся к этому предложению скептически — ведь гены так недолговечны, — но согласился попробовать. Вместе со своим аспирантом Матиасом Крингсом он взял маленький кусочек кости из плеча скелета и провел тест на аминокислоты — кирпичики, из которых строятся белки. Аминокислоты в образце нашлись, чем исследователи были очень удивлены; но если уцелели аминокислоты, рассудили они, могла уцелеть и ДНК.