Брайан Сайкс - Расшифрованный код Ледового человека: От кого мы произошли, или Семь дочерей Евы

Прошел еще год, и к началу лета 1995 года в научной литературе стали появляться отдельные работы, посвященные митохондриальной ДНК, из Испании, Швейцарии и даже Саудовской Аравии. Непременное условие публикаций в научных журналах состоит в том, что исходные данные (в данном случае — последовательность митохондриальной ДНК) становятся общим достоянием, так что у нас появилась возможность с их помощью пополнить свою базу данных. Сами по себе статьи не внушали большого энтузиазма. Проводимая статистическая обработка данных сводилась, главным образом, к тому, что авторы с помощью имевшихся тогда компьютерных программ сравнивали усредненные данные по одной популяции с такими же усредненными данными по другой и строили пресловутое популяционное древо. При таком среднестатистическом подходе все популяции выглядели монотонными и похожими одна на другую, и авторы неизбежно приходили к пессимистическим прогнозам насчет того, стоит ли вообще заниматься митохондриальной ДНК в Европе. Рядом с яркой и впечатляющей генетической картиной в Африке, где в разных регионах обнаруживались куда более существенные различия в последовательностях ДНК, Европа проигрывала и начала приобретать репутацию скучной части света, не заслуживающей внимания. Я никак не мог с этим согласиться. Тут была масса вариаций. Нам лишь в редких случаях удавалось найти две полностью совпадающие последовательности. Что ж с того, что Африка «увлекательнее»? Нам хотелось разобраться с Европой, и я был уверен, что у нас все получится.

Собрав воедино все европейские данные, мы решили попробовать расположить их так, чтобы выявить эволюционные взаимоотношения между ними. Такой подход прекрасно сработал в Полинезии, где мы сразу обнаружили две различные группы последовательностей и смогли выяснить их географическое происхождение. Почти сразу стало ясно, что с Европой нам предстоит повозиться. Когда мы запустили данные в компьютер и обработали их с помощью специальной программы, переводящей молекулярные последовательности в подобие эволюционного древа, результаты напоминали ночной кошмар. Компьютер очень долго соображал, а потом выдал тысячи вариантов, на вид одинаково жизнеспособных. Выбрать из них «правильное» древо, казалось, невозможно. Картина была просто безнадежная. Это был удар. Без приличной эволюционной схемы, объединяющей все европейские последовательности, вся наша трехлетняя работа превращалась в набор слабых и довольно бессмысленных, на мой взгляд, сопоставлений между популяциями и не самых остроумных выводов, например, что голландцы генетически ближе к немцам, чем, скажем, к испанцам. Ах, какая неожиданность, ну кто бы мог предположить.

Публиковать такое нам совсем не улыбалось, а по условиям гранта мы должны были напечатать что-то вроде отчета, если рассчитывали на продолжение финансирования. Прежде чем покориться печальной судьбе, мы еще раз вернулись к исходным данным. На сей раз мы не стали «кормить» ими компьютер, а вместо этого начали вручную чертить диаграммы на листках бумаги. Результаты по-прежнему не наполнялись смыслом. Например, у нас имелись четыре родственные последовательности, но даже их нам никак не удавалось расположить в приемлемую эволюционную схему. Посмотрите на схему 6а.

Последовательность А служила нам в качестве эталонной, последовательность В отличалась от нее одной мутацией в позиции 189, а у последовательности С мутация была в позиции 311. Пока все достаточно просто. Сначала была последовательность А, потом мутация 189 привела к появлению последовательности В. Аналогичным путем мутация 311 превратила последовательность А в последовательность С. Пока никаких проблем. Никакого противоречия. Но что прикажете делать с последовательностью D, в которой имеются мутации 189 прямо и 311? D могла появиться из В с добавлением мутации в пункте 311 (или из С), если там случилась мутация 189 (см. схему 6б). В обоих случаях было очевидно, что мутации, от которых все зависело, возникали больше одного раза. И повторялись в одних и тех же позициях. Неудивительно, что компьютер приходил в замешательство.

Не в силах разрешить противоречие он старательно вырисовывал оба варианта древа. Если же где-то на последующих этапах возникала новая двусмысленность, это приводило к построению четвертого древа. Еще одно — и машина изображала восемь вариантов и так далее. Нетрудно понять, что потребовалось не так уж много периодически повторяющихся мутаций, чтобы заставить компьютер плодить эволюционные схемы в сотнях и даже тысячах вариантов. Как же обойти это препятствие? Похоже, мы застряли. Всю следующую неделю, как только мне казалось, что ответ найден, я хватался за бумагу и начинал чертить, но всякий раз понимал, что и этот вариант не работает. Как-то я сидел в буфете, чертя бесконечные варианты схем на салфетках, и тут забрезжило решение. Нечего и пытаться построить безупречное древо. Надо отвлечься от неясностей и несоответствий в схемах. Вместо того чтобы ломать голову, какое выбрать древо, следует начертить вместо него квадрат (схема 6с).

Пора раз и навсегда признать — да, мы не знаем, какая дорога вела к появлению варианта D. Ну и нечего вообще ломать над этим голову. Как только я освободил себя от необходимости мучиться над этой дилеммой, остальное пошло легче. Я расслабился. Мне больше не грозила перспектива строить совершенное древо, выбирая из тысяч альтернативных вариантов. Строить надо было одну-единственную диаграмму в виде не древа, а сети. Эта сеть, безусловно, будет содержать кое-какие противоречия, по зато ее всеобъемлющая форма и структура будет наполнена информацией.

Мы тогда не знали о существовании немецкого математика Ханса Юргена Бандельта, который разрабатывал теоретическое обоснование как раз для подобного случая. Он искал оптимальный способ, позволяющий группировать последовательности ДНК с такими параллельными мутациями, как те, что мы находили в эволюционных диаграммах. Он связался с нашей командой, так как нуждался в реальных данных, и сразу стало ясно, что мыслим мы в одинаковом направлении и просто необходимо объединить усилия. Действительно, он тоже предлагал схему в виде большой сети, а не диаграммы. Отличие состояло в том, что Ханс Юрген подходил к процессу построения сеток со строгой точностью математика, и в этом заключалось то принципиальное и неоспоримое преимущество, без которого невозможно было обосновать применимость этих сетей вместо традиционных диаграмм в форме древа.