Краткая история всех, кто когда-либо жил

Резерфорд Адам

На протяжении сотни лет мы считали неандертальцев неотесанными пещерными людьми. Восстановленное по костям изображение их черепа отличается от нашего и выглядит не слишком привлекательно. Однако красота – понятие относительное, и хотя нам они не кажутся красавцами, это вовсе не означает, что такого же мнения придерживались наши предки. В любом случае, совершенно очевидно, что эти два вида людей – Homo neanderthalensis и Homo sapiens – вступали в сексуальные контакты.

Во мне есть ДНК неандертальцев, следовательно, они были моими предками. Если у вас есть их ДНК, значит, они были и вашими предками. Если в вас течет европейская кровь, почти наверняка у вас есть ДНК неандертальцев. Включение ДНК отдельной группы индивидов в ДНК родственной группы называется интрогрессией. В частности, интрогрессия происходит при скрещивании представителей различных популяций. С момента обнаружения неандертальцев мы считали их нашими двоюродными братьями или какими-то другими близкими родственниками. Но из

результатов генетического анализа следует, что одновременно они были и нашими предками [21] . Это один из важнейших выводов генеалогического ДНК-тестирования, который ломает красивые и четкие гипотетические ветви нашего семейного дерева. Вместо него возникает картина слияния родственных популяций – обмена генов между популяциями, ранее разошедшимися от общего предка.

21

Я хочу поблагодарить Лару Кассиди из Тринити колледжа в Дублине. Я не задумывался о неандертальцах и проблемах определения пределов вида, пока не побывал на ее лекции. Она была права, а я был неправ. Она заставила меня задуматься, и я ей за это благодарен.

В геноме разных народов содержится разное количество ДНК неандертальцев: у африканцев ее очень немного, а у некоторых азиатов – больше, чем у европейцев. «Поток генов» – наукоемкий термин для обозначения сути процесса смешивания популяций. Но если говорить всем понятным языком, речь идет о сексуальных отношениях. За всю историю своего существования современные люди много раз имели сексуальные контакты с неандертальцами.

ДНК из костей хорватского неандертальца поведала нам, что мы имели сексуальные контакты с неандертальцами примерно 60 тысяч лет назад, когда Homo sapiens, по-видимому, впервые попал в Евразию. Мы встретились и тут же спарились. Кости, обнаруженные в Румынии, доказывают, что то же самое произошло 40 тысяч лет назад. Начинает казаться, что как только наши предки встречали неандертальцев, они срочно начинали заниматься с ними любовью.

Неандертальская женщина, умершая 50 тысяч лет назад в Алтайских горах в Сибири, вступила в геномный клуб в 2014 году. Кость большого пальца ее ноги стала источником самой подробной генетической информации о людях ее вида. Однако через два года, в феврале 2016-го, еще более подробный анализ ее генома показал, что кое о чем мы не догадывались. Выяснилось, что неандертальская женщина имела некоторое количество ДНК современного Homo sapiens, и путем сравнения ее ДНК с ДНК других неандертальцев было установлено, что интрогрессия произошла примерно за 50 тысяч лет до ее рождения. Мы не знаем, от кого происходит эта ДНК, но мы знаем, что этот «кто-то» был таким, как мы, и уже проделал длинный путь во времени и в пространстве от того места и того времени, где, как мы думали, обосновалась вышедшая из Африки диаспора Homo sapiens. Возможно, эти люди представляли собой первую волну эмигрантов из Африки – направившиеся на восток разведчики, покинувшие родину на десятки тысяч лет раньше, чем мы предполагали. В принципе, это не опровергает гипотезу африканского происхождения людей, но благодаря анализу древней ДНК временные рамки и общий ход истории значительно меняются.

При каждой встрече двух видов людей происходил перенос генов. Впрочем, термин «перенос генов» может ввести в заблуждение, как и термин «миграция». Учитывая широкое распространение ДНК неандертальцев у европейских народов, вряд ли это могло быть результатом однократного совокупления кого-то из наших предков с низкорослым и коренастым человеком из другого племени. Перенос генов происходит на уровне популяций, и вопрос о причинах интрогрессии весьма интересен.

При формировании сперматозоидов и яйцеклеток происходит рекомбинация генов с их случайным перемешиванием, так что набор генов, приобретаемый потомством в результате межвидового скрещивания, тоже случайный. По мере распространения «чужих» генов в результате всех индивидуальных случаев межвидового скрещивания начинает действовать естественный отбор, оценивающий полезность тех или иных генов. Осенью 2015 года были опубликованы результаты нескольких исследований, посвященных изучению эволюции геномного наследия, полученного нами от неандертальцев. Поскольку ДНК наследуется фрагментами, полезность определенных фрагментов генома можно оценить по размеру сохраняющихся в популяции фрагментов. Полезная версия гена, уцелевшая в процессе естественного отбора, может передаваться по наследству вместе с фланкирующими участками ДНК – как пелотон в велосипедной гонке движется вслед за лидером. Но если эти участки опасны, геном постепенно от них избавляется. Сравнивая участки ДНК неандертальцев с участками ДНК современного человека, которые, как мы полагаем, достались нам от неандертальцев, можно получить весьма интересную модель эволюционной успешности таких гибридизаций.

Грэхем Куп с коллегами провели анализ и выяснили, что наш геном медленно очищается от ДНК неандертальцев. Это означает, скорее всего, что ДНК неандертальцев не приносит нам пользы, однако не приносит и явного вреда. Наша ДНК вокруг фрагментов ДНК неандертальцев подвергается слабому негативному отбору:

пелотон медленно замедляет движение из-за слабости лидера. Возможно, это имеет отношение к размеру популяции. Вполне вероятно, что численность неандертальцев всегда была невысока. Образцы мтДНК из костей разных неандертальцев очень похожи друг на друга, что указывает на слабое генетическое разнообразие. А это, в свою очередь, свидетельствует о небольшом размере популяции, состоявшей, возможно, из нескольких тысяч человек. Вероятно, когда современные люди встречались с неандертальцами, нас было намного больше. Когда их ДНК смешивалась с нашей, даже если она не давала нам никаких преимуществ, она просто поглощалась более значительным пулом нашей ДНК. А в их геноме она сохранялась, поскольку лучшей ДНК у них просто не было. Келли Харрис и Расмус Нильсон обнаружили аналогичную закономерность и подтвердили, что отбор против интрогрессии не был достаточно сильным и не препятствовал рождению способного к воспроизведению потомства, как это происходит в случае неблизкородственных видов.

Еще кое-что можно прояснить, воспользовавшись математическими расчетами. Количество ДНК неандертальцев относительно ниже на X-хромосоме современного человека, чем на всех остальных хромосомах. X-хромосомы передаются потомству мужчинами только в половине случаев, поскольку у мужчин есть еще Y-хромосома, но женщинами передаются всегда, поскольку у них две X-хромосомы. Таким образом, тот факт, что на нашей X-хромосоме меньше ДНК неандертальцев, может говорить о том, что первые сексуальные контакты, приведшие к появлению потомства, происходили между мужчинами-неандертальцами и женщинами Homo sapiens.

Нужна ли нам зачем-нибудь ДНК неандертальцев? По-видимому, нет. Мы не знаем, почему очень медленно, на протяжении тысяч поколений, мы отторгаем их ДНК. Один из важных выводов из всего этого заключается в том, что эволюция происходит чрезвычайно медленно. Любые сколько-нибудь серьезные негативные элементы ДНК были бы незамедлительно удалены из генома и, вероятно, потеряны навсегда. Тот факт, что ДНК неандертальцев смешивалась с нашей и сохранялась на протяжении тысяч поколений, указывает на отсутствие несовместимости. Это очень тонкий анализ, для которого требуется точная статистическая обработка данных. И этот анализ не подтверждает, что неандертальцы были людьми другого вида.

Мы не можем сказать, как происходили эти сексуальные контакты. Были ли они насильственными или совершались по взаимному согласию? Мы не знаем. Сначала мы встретились в Сибири 100 тысяч лет назад. Мы сосуществовали бок о бок в Европе на протяжении более 5000 лет, что сравнимо с длительностью всей письменной истории человечества. Если сопоставить все, что нам известно о жизни человечества за последние 5000 лет, когда значительная часть событий документировалась, с документальными свидетельствами из доисторического прошлого, можно оценить степень сложности восстановления глубокого прошлого. Мы изучаем наши связи с неандертальцами уже на протяжении нескольких десятилетий и знаем, что жили рядом с ними и скрещивались с ними. Однако некоторые археологические данные показывают, что мы также могли охотиться на других людей и поедать их. Неандертальцы расселились повсюду, и мы могли встречаться на всей территории Евразии, но, возможно также, что их небольшая численность стала проблемой, приведшей к отсутствию генетического разнообразия и, как следствие, к слабому здоровью популяции. Возможно, вместе с генами мы взяли себе их болезни, с которыми они не справились. Мы в конечном итоге их пережили. Неандертальцы были протовидом, тонкой веточкой на эволюционном дереве, недостаточно сильной, чтобы пробиться сквозь эпохи. В чем бы ни заключалась причина их полного исчезновения, мы несем в себе их гены, так что они бессмертны в той же степени, что и мы.

Зуб и фаланга пальца

Алтайские горы вырастают из земли примерно на границе России с Китаем и Монголией. Там холодно и дико. В этой дальней сибирской глуши есть Денисова пещера, названная по имени отшельника, жившего в пещере в XVIII веке. Из-за сурового климата здешние места малодоступны на протяжении большей части года. За 40 лет раскопок отсюда были извлечены на свет останки современных людей – Homo sapiens, и неандертальцев, а также десятков видов животных – от львов и гиен до шерстистых носорогов и, что вполне естественно, поскольку это их родина, множества медведей. С конца 1970-х годов российские ученые обнаружили здесь более 50 тысяч артефактов, относящихся к периоду от глубочайшей древности до Средних веков.

Сибирь – один из наименее населенных регионов планеты; сейчас ее население в среднем составляет около трех человек на квадратный километр. Поэтому тот факт, что пещера, позже названная Денисовой, оставалась в той или иной степени обитаемой на протяжении 230 тысяч лет, является интересным исключением. Дело вот в чем. Несмотря на суровые погодные условия, это очень удобное убежище. Рядом – симпатичная речка (Ануй); пещера имеет удобный широкий прямоугольный вход, открывающийся на юг. При входе – небольшой грот размером девять на одиннадцать метров с отверстием в потолке, служившим одновременно световым окном и дымоходом; от грота отходят три небольшие галереи, ведущие в «спальные» помещения и некое подобие кабинета отшельника. Общая площадь пещеры – 270 м^2.