Геном человека: Энциклопедия, написанная четырьмя буквами - Вячеслав Тарантул

Ученые продолжают изучать детали миграционных процессов, происходивших в истории человечества. И постепенно выяснилось еще много интереснейших фактов, которые удалось установить только благодаря исследованиям ДНК человека. Так, было определено, что полинезийцы скорее всего открыли Америку задолго до Колумба. К такому выводу пришли ученые в результате сравнения ДНК коренных жителей Самоа с ДНК индейских племен Южной Америки. В генетике людей, живущих за шесть тысяч километров друг от друга, обнаружилось заметное сходство. Вероятно, около 500 года новой эры мореплаватели из южной части Тихого океана, передвигаясь на парусных суденышках, достигли Америки. Какое-то время полинезийцы поддерживали торговые отношения с коренным населением континента. Подкрепляет эту теорию следующий негенетический факт: уже около 1000 года новой эры в Полинезии появляется батат, хотя этот клубнеплод был «официально» открыт лишь пять столетий спустя, когда в Америке побывал Колумб.

Так откуда же в конечном итоге пришли люди в Америку? И на этот вопрос уже получены первые ответы. Согласно данным анализа ДНК современных людей, прародителями первоамериканцев являются предки из Южной Сибири. Обнаружены многочисленные следы, оставленные в Y-хромосоме, связывающие население Америки с их отдаленными предками, жившими в районе Байкала. Сложнее обстоит пока дело с предками по женской линии. Но так или иначе генетики уже дали существенную подсказку, где искать истоки американизма — на территории современной России. (Теперь у американцев имеются «веские» основания претендовать на нашу Сибирь как на свою историческую родину!).

Исследуя мутации, которые проникли в ДНК Y-хромосомы, ученые могут оценить, насколько мужчины из двух этнических групп отдалены (в генетическом смысле) от нашего общего предка. Некоторые из полученных этим способом результатов оказались весьма удивительными. Например, выяснилось, что уэльсцы и англичане генетически почти не связаны между собой. (Может быть, в этом и кроется причина постоянных противоречий между ними). При этом только уэльсцы оказались истинными потомками бриттов (древних жителей Британии), а современные англичане оказались генетически наиболее близки к жителям Нидерландов, где ранее предположительно они и проживали.

Проведенные исследования ДНК дали много и других любопытных результатов. Так, всегда считалось, что путешествия есть прерогатива мужского пола. Однако, как показали анализы митДНК и ДНК Y-хромосом, женщины в те далекие времена мигрировали гораздо интенсивнее, чем мужчины. Этот факт можно объяснить, по-видимому, тем, что для большинства разнообразных человеческих сообществ всегда был характерен уход женщин после замужества в дом мужа. Таким образом, миграции женщин, связанные с браком, вероятно, оставили в геноме человечества не меньший, а, может быть, более заметный след, чем, скажем, исход евреев из Египта или все военные походы Александра Македонского.

Итак, без всяких археологических находок и исторических источников, а только лишь по ДНКовым текстам, содержащимся в ядерном и митохондриальном геноме современных людей, генетикам удается восстановить историю появления первых людей на Земле, описать пути их миграции, отследить глубокие родственные связи между разными расами, народами и нациями. Отсюда следует важный вывод: природа сохранила в нашей ДНК единственный достоверный сотневековый летописный текст.

Анализ нуклеотидных последовательностей геномов позволяет разными методами оценивать степень родства между разными популяциями ныне живущих людей. Осуществляют это, например, по специальным картам, на которые нанесена информация о распределении частот вариаций сотен вариантов (аллелей) генов в разных регионах Земли. Такие карты называют иногда «генетическими ландшафтами», а сам подход — геногеографией. Слово география по-гречески обозначает «землеописание». Описывать территорию можно по разным критериям. Так, рельеф земной поверхности описывает физическая география, размещение государств на земле — экономическая, территориальное распространение языков — лингвическая. География генома изучает и описывает территориальное распространение различного рода структурных особенностей генома индивидуумов. Сам термин геногеография был предложен российским ученым А. С. Серебровским в 1928 году задолго до появления программы «Геном человека». Тогда же было введено понятие «генофонд», обозначающее совокупность генов у особей популяции, занимающей отдельную административную или национальную территорию. Однако начало геногеографии было положено по сути дела еще раньше, благодаря работам Н. И. Вавилова по изучению географических закономерностей в распределении генов культурных растений и выявлению генетических центров их происхождения. Уже тогда пришло понимание того, что эволюционный процесс, до того рассматриваемый лишь во времени, необходимо изучать и как географический процесс возникновения разнообразия генов в определенных центрах с последующим распространением их по периферии.

Современная геногеография основывается на изучении и сравнении полиморфизма генома человека в разных популяциях людей. С помощью построения генетических карт она позволяет определять генетические расстояния между разными существующими на нашей планете группами людей и на этом основании вычислять время их разделения в ходе эволюции, то есть позволяет воспроизводить сюжеты из истории человечества. Картографический метод исследования в геногеографии создает специальные карты, которые отражают результаты генетических процессов, возникающих в ходе формирования и развития народонаселения и их взаимодействия со специфической географической средой обитания. На рис. 40 на цветной вклейке в качестве примера приведена одна из таких карт.

Рис. 40. Карта географической изменчивости в населении Старого Света частоты гена CCR5-Δ32, который обуславливает устойчивость людей к инфицированию вирусом иммунодефицита человека. Цветовой переход соответствует изменению значений частоты (указан в шкале интервалов). Карта выявляет четкую клинальную изменчивость: падение частоты мутации от Северной Европы (выше 15 %) к югу и востоку. Так, если в Европе в целом частота мутации превышает 5 %, то в Африке южнее Сахары и Восточной Азии мутация отсутствует. (Карта любезно предоставлена доктором биологических наук Е. В. Балановской).

Это интересное направление исследований сейчас интенсивно развивается во всем мире и особенно бурно в многонациональной России с ее многочисленными этническими группами. Чем, например, отличаются башкиры от славян? А монголы от турок? Удмурты от грузин? То, что они говорят на разных языках, знают все. А вот каковы ДНКовые различия между ними? Оказывается, что, хотя раз личия в геномах представителей разных этнических групп чрезвычайно незначительны, они абсолютно достоверны. Поэтому можно в ДНК выделить определенный «рисунок» последовательности нуклеотидов, который будет говорить о том, что этот человек — башкир, а этот — татарин. На базе этих фактов российские ученые показали, например, что русские, и в целом славяне, очень близки к западноевропейцам, но очень далеки, например, от монголов и китайцев. Это не соответствует существовавшим долгое время подозрениям, что после татаро-монгольского ига русские как нация могли сильно «загрязниться». По нашей ДНК этого совсем не видно. Среди русских, населяющих центральные области Европейской части нашей страны (Рязанской, Курской и Калужской областей), 97–98 % материнских линий являются европеоидными, и лишь 2–3 % составляют монголоидные. В Волго-Уральском регионе столкнулись две волны расселения: европеоидная и монголоидная. Следы этого также хранят наши геномы. Согласно записанным в них «преданиям», у всех современных народов, населяющих этот район, кроме башкир, по материнской линии преобладает европеоидный тип. Но по мере продвижения с запада на восток происходит уменьшение численности европеоидов и увеличение монголоидов.