Генетическая одиссея человека - Спенсер Уэллс

Вместе с исследованием 12 000 азиатских Y-хромосом, обсуждавшимся в предыдущей главе, результаты, полученные в ходе анализа ДНК из костей неандертальца, вбили последний гвоздь в гроб мультирегионализма. Было ясно, что на смену нашим гоминидным родственникам пришли современные люди, которые распространились из Африки в течение последних 50 000 лет. Хотя некоторые антропологи и отстаивают мультирегиональную модель эволюции человека, большинство из них признает, что для нее попросту нет убедительных доказательств. Призрак Карлтона Куна наконец-то был похоронен современной молекулярной биологией. «Но, — можете подумать вы, — если неандертальцы были вытеснены, то кем?»

Осенью 1922 года двое мальчишек-подростков вошли в пещеру близ Кабрере (расположенную во Франции, в двух часах езды на северо-восток от Тулузы). Несмотря на отговоры своего приходского священника, с которым они впервые побывали в этой пещере в 1920 году, они намеревались исследовать ее более подробно. То, что они увидели там, было необычайным. Позднее аббат Анри Брей, французский эксперт по древнему пещерному искусству, назвал живопись Пеш-Мерля (как стала впоследствии называться эта пещера) местной «Сикстинской капеллой». Его обстоятельные исследования десятков французских пещер выявили богатые художественные традиции прошлого давностью в тридцать тысяч лет, дающие уникальную возможность заглянуть в умы европейцев эпохи палеолита.

Изображения на стенах этой и других пещер Европы эпохи верхнего палеолита определенно указывают на концептуальное, абстрактное мышление их создателей и являются самыми древними в мире доказательствами этому. Чрезвычайно детальным рисункам пещеры Шове, старейшим во Франции, около 32 000 лет. Недавно обнаруженные изображения в пещере Фумане, расположенной в северной Италии недалеко от Вероны, могут быть датированы как выполненные 35 000 лет назад, что делает их старейшими в мире образцами пещерного искусства. Во всех этих местах сложность объектов и мастерство, с которым они изображены, отмечают резкий отход от прошлого. По сути это детальные «капсулы времени», оставленные древними европейцами — красиво исполненные моментальные снимки их жизни, спрятанные внутри запечатанных пещер до тех пор, пока их не обнаружили в XIX и XX веках.

Обитатели этих европейских пещер определено были талантливыми художниками, и их культура демонстрирует явный отход от культуры предшествовавших им неандертальцев. Она знаменует начало в Европе эпохи позднего палеолита и говорит о выходе на сцену вполне современного человека. Их искусство, наряду с оставленными ими разнообразными орудиями, дает нам возможность немного заглянуть в умы создавших их людей. Но были ли эти первые европейские художники, создатели Пеш-Мерля, Шове и Фумане, предками западных европейцев? И если да, то почему они появляются так внезапно, около 35 000 лет назад? Генетические данные дают нам ключи к разгадке этой головоломки.

Ранее мы видели, что наиболее очевидное место, из которого можно попасть в Европу, Ближний Восток, не внес, похоже, существенного вклада в генофонд современных европейцев. Определяемая исключительно маркером М89 Y-хромосомная линия, которая могла характеризовать древние ближневосточные популяции около 45 000 лет назад, не очень распространена в Западной Европе. Расстояние от Ближнего Востока до Европы через Босфор столь незначительное, что мы могли бы спросить, почему современным людям потребовалось так много времени — возможно, 10 000 лет — для того чтобы совершить знаменательную вылазку в Западную Европу. Чтобы разгадать загадку, откуда пришло большинство европейцев позднего палеолита, мы должны изучить генетические маркеры в Западной Европе и задаться вопросом, от каких именно евразийских линий они могли произойти и когда.

Я уже сказал в начале главы 5, что моя Y-хромосома характеризуется маркером, известным как M173. Оказывается, что этот маркер не является уникальным для меня — на самом деле его частота высока по всей Западной Европе. Интересно, что чаще всего он встречается на крайнем западе, в Испании и Ирландии, где M173 присутствует более чем у 90 % мужчин. Следовательно, это доминирующий маркер в Западной Европе, так как большинство мужчин относятся к определяемой им родословной линии. Высокая частота говорит нам о двух вещах. Во-первых, о том, что подавляющее большинство жителей Западной Европы имело в определенный момент прошлого одного мужского предка. А во-вторых, случилось нечто такое, что стало причиной исчезновения других линий.

Первое, что большинство из нас хочет знать, когда слышит, что почти все западные европейцы ведут свой род от одного человека — это то, «когда он жил». Вот когда в дело вступают наши абсолютные методы датировки. Если мы изучим генетические вариации — полиморфизмы — в Y-хромосомах M173, то сможем оценить, сколько времени потребовалось бы нашим мутационным часам для того, чтобы создать их. Ну а если все эти Y-хромосомы относятся к линии M173, как мы можем изучать изменчивость? Действительно ли все они одинаковые?

К счастью для нас, нет. Хотя все они имеют очень близкое родство и соответственно общий маркер M173, у них есть и другие маркеры, которые помогают различить их. В отличие от стабильных маркеров, которые мы исследовали для определения порядка возникновения — или относительного возраста — Y-хромосомных линий, эти другие маркеры содержат в своем генетическом коде не просто однобуквенные замены. Скорее, они возникли из-за биохимического «заикания». Когда мы копируем нашу ДНК, ее двойные нити расплетаются, и крошечные машины, известные как полимеразы, выполняют действительно тяжелую работу по сборке дополнительной копии. Не забудьте, что если мы знаем последовательность одной нити двухцепочечной молекулы ДНК, то мы знаем последовательность и другой благодаря незыблемым правилам молекулярной биологии. А всегда образует пару с Т, а Ц — с Г. Это очень хорошо работает для более чем 99 % генома, где буквы встречаются в уникальном порядке, и легко сказать, как должно происходить образование пар. К сожалению, есть небольшая часть нашего генома, которая не так проста. Она состоит из так называемых тандемных повторов — коротких участков ДНК, в которых одна и та же последовательность повторяется несколько раз подряд. Они часто принимают форму пары букв, таких как ЦАЦАЦАЦАЦА…, но повторяющаяся последовательность может состоять из трех, четырех и более букв. Как и следовало ожидать, сталкиваясь с этими участками генома, полимеразы могут начать путаться. В конце концов, если перед вами десяток или более повторов, как вам узнать, в каком месте последовательности вы находитесь — это повтор номер десять или одиннадцать? Так в некоторых случаях (примерно в одном на каждую тысячу) при сборке комплементарной нити ДНК полимераза делает ошибку, добавляя или убирая повтор. Если первоначальная нить имела двенадцать повторов, копия может иметь одиннадцать или тринадцать — случайно, из-за ошибки на молекулярном уровне. Именно этот процесс Лука Кавалли-Сфорца назвал «генетическим заиканием».

Одна ошибка на тысячу может показаться не очень распространенным явлением, но это слишком много, когда мы говорим о копировании ДНК. Если бы полимеразы при копировании делали однобуквенные ошибки с такой скоростью, то в среднем мы получили бы более миллиона ошибок, или мутаций, в нашей ДНК каждый раз, когда она копируется. Поскольку генетическое копирование имеет место и тогда, когда мы производим потомство, это означает, что каждый ребенок должен рождаться с более чем миллионом новых мутаций. Биология недоверчиво относится к такому уровню мутаций, и вполне вероятно, что такой ребенок умрет от страшного наследственного заболевания, если вообще появится на свет. Таким образом, обычная скорость появления новых мутаций гораздо ниже: может, двадцать или тридцать в поколение. Это примерно в 100 000 раз ниже, чем частота мутаций, которую мы наблюдали для повторов. А это значит, что новые мутации в «правильных» последовательностях встречаются гораздо реже, чем в повторах. Повторы словно участвуют в эволюционном спидвее, накапливая разнообразие с чрезвычайной скоростью.