Ключ к загадкам человечества
Это — революция!
Доступ к полному геному человека — ключ к загадкам человеческой истории. В 2010 году были опубликованы первые пять геномов древних людей, в том числе геном неандертальца. А к августу 2017 года только в лаборатории автора книги Дэвида Райха удалось прочесть полные геномы трех тысяч наших давних предков!
Такое резкое ускорение темпов исследования известно как геномная революция — вторая научная революция в археологии. Первая была связана с открытием радиоуглеродного датирования, которое позволило определять реальный возраст артефактов и перевело археологию из категории описательных наук в категорию точных.
Что сделало геномную революцию возможной?
Полностью расшифровать геном человека не так уж сложно, ученые давно умеют это делать. Первый человеческий геном был секвенирован еще в 2001 году, однако эта тогда процедура была невероятно дорогой, долгой и трудоемкой.
В 2006 году появились роботы, уменьшившие затраты на полногеномное прочтение, это сделало экономически доступным геномное картирование множества людей. Кроме того, была успешно решена проблема отделения человеческой ДНК от ДНК бактерий, которые участвовали в процессе разложения останков. А технология «чистых комнат» позволила избавиться от следов ДНК самих ученых и других людей, взаимодействовавших с образцами.
Геном — архив нашего вида
Надо сказать, что представление о геноме как о хранилище истории вида —нетрадиционное. Чаще всего исследователи рассматривают геном как информационную программу, необходимую для развития особи от оплодотворенной яйцеклетки до взрослого организма.
В 1987 году была расшифрована митохондриальная ДНК (мтДНК) нескольких сотен людей из разных уголков нашей планеты. Эта ДНК передается от матери к дочери, и исследователям удалось построить генеалогическое дерево по материнской линии для всех участников эксперимента. Они увидели, что мутации самой древней ветви этого дерева выявляются только у людей, живущих южнее Сахары. Это позволило предположить, что предки современных людей были родом из Африки. Зная скорость накопления мутаций, ученые смогли подсчитать, что последний общий предок всех линий, а точнее общая прародительница, «митохондриальная Ева», жила около 200 000 лет назад.
Ее потомки практиковали изготовление новых сложных изделий, и они же по большей части замещали коренное население любых регионов, куда бы ни пришли. У многих исследователей, например у Ричарда Клейна, возникла идея о том, что поведенческие инновации, отличающие нас от наших предков, могут объясняться неким генетическим изменением. Мутации могли влиять на работу мозга — отсюда и новые технологии, и сложное поведение, и конкурентное преимущество.
Забегая вперед, можно сказать, что эта теория не подтвердилась: ученые обнаружили слишком мало мутаций, частота которых увеличилась только у современного человека и функция которых известна. Однако целые геномы скрывают намного больше информации, чем мтДНК.
Геном за пределами мтДНК — это мозаика, а не строгая последовательность. Человеческие хромосомы — 46 кусочков сложного «пазла», каждый из которых состоит из еще более мелких элементов.
Наши геномы хранят информацию от великого множества предков, это ковер из цветных ниток, которые переплетаются, соединяются в пучки и снова разделяются. В них зашифрована история десятков тысяч независимых генеалогических линий.
После опубликования баз данных по полным геномам многие генетики начали искать и успешно нашли мутации, произошедшие действием естественного отбора:
- позволившие переваривать коровье молоко во взрослом возрасте;
- вызвавшие изменение оттенка кожи для адаптации к местному климату;
- обеспечившие устойчивость к специфичным паразитам.
Подобные события оставляют глубокие следы на общей картине геномной изменчивости, и их без особого труда можно обнаружить.
Встреча с неандертальцами
Сейчас существует только одна группа людей — Homo sapiens, и мы принадлежим именно к ней, однако 40 000 лет назад существовало множество групп архаичных людей, отличных от нас физически, но прямоходящих и обладающих многими нашими способностями. И вот вопрос, на который не может ответить археология, но легко отвечает генетика: как архаические группы людей связаны с нами?
Особенно интересен этот вопрос по отношению к неандертальцам — ведь это самые близкие родственники современного человека. Ученые доказали, что эти две популяции определенно встречались. Но скрещивались ли они между собой?
По скелетным остаткам видны некоторые признаки гибридизации — то есть смешения отдельных групп. Но сходство признаков может порой говорить о жизни в одинаковой среде, а не о родстве. Геномное исследование доказало, что неандертальцы в равной мере похожи на европейцев, азиатов и новогвинейцев, но меньше похожи на африканское население к югу от Сахары. Это значит, что неандертальцы скрещивались с предками неафриканского населения, но не с предками африканцев. Такой вывод противоречит изначальным научным представлениям, однако он подтвердился при дальнейших исследованиях.
В геноме сегодняшних неафриканцев содержится 1,5–2,1% ДНК неандертальского происхождения, при этом у восточных азиатов эти цифры немного выше, чем у европейцев, несмотря на то что родиной неандертальцев была Европа.
Радикальная смена доктрин
Первые 7 дней доступа — бесплатно.
