Краткая история всех, кто когда-либо жил
Шрифт:
В 2008 году на поверхность были извлечены останки одного из самых первых обитателей пещеры. Впрочем, в данном случае слово «останки» звучит чересчур роскошно, поскольку речь идет об одном зубе и одной дистальной фаланге пятого пальца руки молодого человека, говоря нормальным языком, о кончике мизинца ребенка. Учитывая, из какого слоя земли извлекли эти раритеты, их возраст составляет от 30 тысяч до 50 тысяч лет. Единственной фаланги пальца хватило, чтобы палеоантропологи смогли отнести ее бывшего владельца к подсемейству гоминин, к которому относятся все представители рода Homo, а также гориллы и шимпанзе. Но для более точной классификации одной фаланги явно недостаточно.
Однако в этот раз все было иначе. Человеческий зуб оказался крупным, крупнее, чем должен быть у Homo sapiens или Homo neanderthalensis.
Для анализа ДНК российские ученые передали кость в лабораторию Сванте Паабо, и им страшно повезло. Команде Паабо удалось выделить из этой маленькой косточки митохондриальный геном (кость при этом разрушилась), и результаты были опубликованы в журнале Nature как раз перед Пасхой 2010 года. Хотя в последовательности, естественно, были пробелы, связанные с неизбежным распадом материала за сотни столетий, результат оказался невероятным. Этот палец принадлежал не нам и не неандертальцу. Ученым не было известно, чтобы в тот период в Европе или Азии жили люди каких-то других видов из рода Homo, но выявленная последовательность ДНК не принадлежала и нашим родственникам приматам, таким как шимпанзе или бонобо. Этот человек (девушка, как мы вскоре узнали) относился к неизвестному ранее виду людей.
На основании ограниченного количества информации, извлеченной из небольшого фрагмента ДНК, удалось установить, что предки девушки вышли из Африки не с предками неандертальцев примерно полмиллиона лет назад и не с нашими предками 100 тысяч лет назад. Количество различий между ДНК того вида, к которому она принадлежала, и ДНК современного человека и неандертальца вдвое превышало количество различий между нами и неандертальцами, и на основании этих данных можно было рассчитать, когда эти три вида разошлись от общего предка.
Итак, примерно миллион лет назад где-то в Африке жила группа людей, которой предстояло дать начало нам, неандертальцам и денисовцам. Это разделение было временным и продлилось всего несколько сотен тысяч лет.
К Рождеству 2010 года была завершена расшифровка оставшейся части генома. В первой статье на эту тему говорилось о «неизвестном гоминиде из Южной Сибири». Окаменелости встречаются не так уж часто, поскольку для превращения кости в камень требуется счастливое стечение обстоятельств. Ученым необыкновенно повезло, поскольку это все же случилось с одной косточкой из 200 костей этой девушки. Причем и ДНК внутри этой кости тоже сохранилась лучше, чем в найденных до сих пор костях неандертальцев.
Судя по размеру кости в сравнении с костями пальцев неандертальцев или современных людей, ее хозяин был молод, почти ребенок. Но о половой принадлежности хозяина нельзя судить по кости. Об этом рассказала ДНК. Да, пол можно определить по ДНК, но только в древних образцах нельзя разглядеть хромосомы. Хромосомы имеют симпатичную и узнаваемую всеми форму только в определенный момент клеточного цикла, и увидеть это можно только в клетках, выделенных из живых организмов. Так что в пальце денисовского человека нельзя было разглядеть Y-хромосому или пару X-хромосом. Исследователи из группы Паабо выделили фрагменты ДНК и встроили их в специальную конструкцию, тоже состоящую из ДНК и предназначенную для включения неизвестных последовательностей. Когда эта так называемая «библиотека» создана, ее можно использовать для воспроизведения интересующей последовательности и ее компьютерного анализа, уже не трогая кость. Один из первых вопросов заключался в том, есть ли в древней ДНК фрагменты, напоминающие ДНК современных Y-хромосом. Ответ оказался отрицательным, так что кость, скорее всего, принадлежала девочке. Ученые любят напоминать другим людям, что отсутствие доказательств – совсем не то же самое, что доказательство отсутствия. Однако в данном случае отсутствие совпадений с Y-хромосомой – вполне достаточное доказательство половой принадлежности. Кроме того, было установлено, что у девочки были карие глаза, каштановые волосы и темная кожа – типичные признаки Homo до появления светлой кожи и голубых глаз в более позднее время (все это мы обсудим в главе 2).
Вторая задача заключалась в том, чтобы установить время расхождения этих людей, нас и неандертальцев от общего предка. Чтобы это сделать, нужно досконально проанализировать несколько фрагментов ДНК из разных видов и сравнить соответствующие последовательности между собой. Чем больше сходство, тем ближе родство. Этот метод работает для всех живых существ – от однояйцевых близнецов до бактерий. Сравнительный анализ показал, что денисовцы и неандертальцы ближе друг к другу, чем к нам. Но совершенно неожиданно выяснилось, что ДНК денисовского человека продолжает
Жители Тибета адаптированы к большой высоте, поскольку живут на негостеприимных равнинах вокруг Эвереста с низким содержанием кислорода в воздухе. А вот жители северных областей Китая и юга Индии такой адаптации не имеют. В основном эта адаптация связана с геном EPAS1: последовательности ДНК в области этого гена у жителей Тибета и других народов заметно различаются. Сравнивая этот необычный участок ДНК с последовательностями ДНК других близких и дальних народов, ученые пришли к выводу, что эта адаптация передалась потомкам от денисовского человека. Данная интрогрессия позволила жителям Тибета прекрасно чувствовать себя в таких условиях, в которых вы и я неизбежно страдали бы.
Ученые не смогли установить, сколько хромосом было у неандертальцев и денисовцев. Скорее всего, их было столько же, сколько у нас; в частности, это предположение подтверждается успешностью скрещивания наших предков. Однако мы знаем кое-что важное о структуре генома этих людей. Сейчас существует четыре рода гоминид, относящихся к надсемейству человекообразных обезьян: Pan (шимпанзе и бонобо), Pongo (орангутаны), Gorilla (гориллы) и Homo (мы). У первых трех групп 24 пары хромосом, тогда как у нас только 23. Однако все гоминиды, включая нас, фактически имеют в геноме одни и те же гены. Различие связано с нашей хромосомой 2 – это вторая по размеру человеческая хромосома. На самом деле у шимпанзе, орангутанов и горилл тоже есть эта ДНК, только она разделена на две хромосомы. Гены на хромосомах наших лохматых родичей – те же самые и расположены в том же порядке, что и у нас на хромосоме 2. Кроме того, мы можем различить структурные детали бывших независимых хромосом, ставшие ненужными после соединения двух хромосом в одну. На всех хромосомах имеется узкая перемычка, называемая центромерой. Две хромосомы шимпанзе имеют по центромере, а наша двойная хромосома 2 имеет одну нормальную центромеру и остатки другой, что напоминает о нашем родстве с лохматыми существами. Эта последовательность ДНК существует в геноме как неандертальцев, так и денисовцев. Следовательно, такая характеристика Homo существовала еще до того, как все мы разошлись от общего предка.
В 1996 году папа Иоанн Павел II сообщил всему миру, что эволюция представляет собой «больше, чем просто теорию». Хотя этот благородный жест был направлен на примирение науки и религии, на самом деле, он не учитывает тот факт, что в научной терминологии, в отличие от бытовой речи, теория – это вершина интеллектуального труда, оптимальный способ выражения сути природного явления. Теории – лучшее, что у нас есть. В любом случае папа пытался совместить идею об акте божественного творения с неопровержимыми доказательствами нашего происхождения от обезьян, исходя из предпосылки «онтологической прерывистости»: именно в тот момент, когда божественный дух якобы вошел в нас, и должно было произойти слияние этих двух хромосом. Если это так, денисовцы и неандертальцы тоже являются членами нашего закрытого клуба. В противном случае нет никакой прерывистости, а просто неравномерный переход в настоящее.
Какова дальнейшая судьба этих людей? Мы не знаем. История денисовского человека загадочна, и хотя поговаривают о том, что в сибирской пещере были обнаружены еще какие-то кости, пока мы оперируем лишь данными, полученными на основании анализа одного зуба и одной фаланги пальца. В конце 2015 года был найден второй зуб, и мне говорили, что впереди нас ждут новые открытия. Геном денисовского человека (который, по сути, пока представляет собой геном одной девочки – первый зуб на самом деле принадлежал другой молодой особе) отличается и от генома Homo sapiens, и от генома Homo neanderthalensis. Впрочем, самые последние данные показывают, что неандертальцы скрещивались не только с нашими предками, но и с денисовцами. Денисовцы жили независимо от нас на протяжении миллиона лет и независимо от неандертальцев на протяжении 800 тысяч лет. Но в определенный момент какая-то их популяция встретилась с племенем Homo sapiens, и их общие потомки расселились на обширных территориях на Востоке, особенно на Меланезийских островах.