Эволюция. Триумф идеи - Карл Циммер

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.

ДНК неандертальцев

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.

Поиски были нелегкими, поскольку даже случайная пылинка могла занести в образец современную человеческую ДНК. Чтобы исключить эту опасность, Крингс отбелил кость снаружи и подготовил оборудование в особом стерильном помещении. Только уверившись в том, что загрязнение образцу не грозит, он распилил кость неандертальца и обработал ее химическими веществами, которые должны были скопировать любые содержащиеся в кости фрагменты ДНК.

Крингс сидел перед компьютером; вот на экране появляется результат теста, и по спине бежит холодок: обнаружена последовательность из 379 оснований, схожая — но не совпадающая — с человеческой ДНК. Тем не менее исследователи не спешили открывать шампанское до тех пор, пока всю эту процедуру не повторили исследователи в лаборатории Марка Стоункинга из Пенсильванского университета на втором образце того же неандертальского скелета. Стоункинг независимо обнаружил ту же последовательность.

После этого команда Пяабо сравнила ДНК неандертальца с почти 1000 последовательностей из человеческой ДНК, а также с ДНК шимпанзе и на базе полученных результатов построила эволюционное древо. На этом древе европейцы и африканцы оказались вместе, на одной ветке, а неандертальцы угодили на совершенно отдельную ветвь. Исходя из количества накопленных отличий между генами неандертальцев и Homo sapiens, Крингс с коллегами подсчитал, что общий предок двух видов жил не меньше 600 000 лет назад. Вероятно, этот общий предок жил в Африке; одна из линий его потомков мигрировала в Европу и стала неандертальцами. Другая — та, что осталась на месте, — эволюционировала в Homo sapiens.

Команда Пяабо опубликовала данные о своих исследованиях в 1997 г. Скептики усомнились, что по такому маленькому фрагменту неандертальской ДНК можно определить истинную эволюционную позицию вида. (Не слишком ли мало информации содержится в последовательности из 379 оснований?) Однако к 2000 г. в руках ученых оказались еще два фрагмента. Один из них обнаружила команда Пяабо в костях возрастом 42 000 лет, найденных в Хорватии, второй — другая группа ученых в неандертальских останках возрастом 29 000 лет, найденных в горах Кавказа. В обоих случаях ученым удалось выделить тот же фрагмент ДНК, который Пяабо извлек из самого первого неандертальского материала. Три последовательности ДНК походили одна на другую гораздо больше, чем любая из них — на гены любого из ныне живущих людей. Неандертальцев, у которых были получены эти фрагменты, отделяли друг от друга сотни километров и тысячелетия. Вероятность того, что такие похожие последовательности в их генах оказались случайно, близка к нулю.