Мэтт Ридли - Геном

• Название: Геном
• Автор: Мэтт Ридли
• Жанр: Биология

Стремительное развитие генетики в последние два десятилетия называют не иначе как революцией. Начиная с 1990-х годов, когда в практику вошли прин­ципиально новые методы исследований ДНК, каждый год приносит больше от­крытий, чем было сделано за все предыдущие годы, начиная со старины Менделя.

Генетика развивается столь стремительно, что уследить за тем, как изменя­ются наши представления о фундаментальных основах жизни и наследствен­ности, не успевает не только широкая публика, но и специалисты. Это порожда­ет массу слухов и домыслов о страшных мутантах, которых коварные ученые штампуют в своих лабораториях, тогда как поразительные открытия новых ме­тодов диагностики и лечения генетических заболеваний, включая рак, остаются незамеченными или непонятыми. Книга Мэтта Ридли очень актуальна. Просто и доступно автор представил историю генетики от первых догадок до ошелом­ляющего прорыва, начавшегося с открытия структуры ДНК Уотсоном и Криком. На английском языке книга вышла в свет в конце 1999 года, в канун нового тыся­челетия. Но эта книга по-прежнему занимает топовые позиции в рейтингах продаж по всему миру. В ней есть то, что не устаревает: дух научных открытий и история генетики, представленная со всем драматизмом споров, дискуссий, озарений одних ученых и черной завистью других.

---

Каким бы ни был механизм изоляции, мы можем предпо­ложить, что наши предки составляли небольшую изолиро­ванную группу, тогда как предки шимпанзе были превалиру­ющей расой. Мы можем это предположить, поскольку, судя по данным популяционной генетики, известно, что наш вид «прошел сквозь горлышко бутылки», т.е. в недавней истории наших предков был момент, когда популяция нахо­дилась на грани вымирания из-за малочисленности особей. В истории шимпанзе такого момента не было. Поэтому случайное варьирование генома в популяции шимпанзе намного больше, чем варьирование у разных рас людей (Rogers A., Jorde R. В. 1995. Genetic evidence and modern hu­man origins. Human Biology 67: 1-36).

Давайте предположим, что эта маленькая группа особей сохранилась на острове. Изоляция балансирующей на грани исчезновения группы привела к близкородственному скре­щиванию, что в свою очередь вызвало эффект генетическо­го дрейфа. (Этот эффект проявляется в том, что в малых популяциях частота возникновения и накопления мутаций существенно возрастает.) Именно в такой ограниченной популяции могла закрепиться мутация слияния двух хромо­сом. Эта мутация привела теперь уже к генетической изоля­ции вида, поскольку здоровое потомство не могло родиться от двух родителей с разным числом хромосом. Эта граница уже никогда не могла быть преодолена, даже после слияния островной популяции с материковой. Межпопуляционные гибриды должны были быть бесплодными. (По этическим соображениям эксперименты по скрещиванию шимпанзе и человека никогда не проводились, но появление потом­ства действительно маловероятно.)

Параллельно происходили другие существенные измене­ния в анатомии предков человека. Скелет изменился таким образом, что стало возможным прямохождение на двух но­гах, которое в большей степени подходило для перемеще­ния на значительное расстояние по открытой равнинной местности. Напротив, способ передвижения обезьян боль­ше подходит для оседлого образа жизни в лесу или на холми­стой местности. Стала также изменяться кожа. Волосяной покров сокращался, и появилось обильное потоотделение в жаркую погоду, что совершенно не свойственно другим человекообразным обезьянам. Эти изменения вместе с со­хранившейся шапкой волос на макушке и системой возврат- но-теплообменных вен на голове говорят о том, что наши предки больше уже не жили в тени и туманах экваториаль­ного леса, а ходили прямо под палящим экваториальным солнцем (Boaz N. Т. 1997. Eco homo. Basic Books, New York).

Можно дальше обсуждать изменения в экологии, кото­рые привели к таким разительным отличиям в строении скелета, но основной вывод мы можем сделать уже сейчас: наши предки были изолированы в довольно сухой, равнин­ной местности, покрытой травой. Эта среда обитания на­шла наших предков, а не они ее. Примерно в то время, ког­да произошло разделение предков человека и шимпанзе, действительно, во многих областях Африки джунгли сме­нила саванна. Чуть позже, примерно 3,6 млн лет назад, про­изошло извержение вулкана Садиман, который находится на территории современной Танзании. На свежевыпавшем пепле четко отпечатались следы трех гоминидов лаетоли, которые куда-то шли с юга на север по своим делам. Впереди шла наиболее крупная особь, средняя особь отставала всего на шаг, а чуть левее семенила маленькая особь. На полпути они остановились и посмотрели на запад, а затем продол­жили свой путь. Окаменевшие следы рассказали неболь­шую историю о наших вероятных предках, людях лаетоли, которые уже в те времена уверенно передвигались прямо на двух ногах.

Но до сих пор нам известно очень мало. Были люди ла­етоли мужчиной, женщиной и ребенком или мужчиной и двумя женщинами? Чем они питались? Где жили? Восточная Африка становилась все более сухой по мере того, как в рифтовые долины переставал поступать влажный воздух с запада. Вряд ли люди пришли сюда в поисках менее дождли­вого климата. Напротив, нам необходима вода. Наше свой­ство обильно потеть на жаре, адаптация пищеварительного тракта к перевариванию разнообразной пищи, в том числе и рыбы, и даже наше стремление к отдыху на морском или речном берегу и умение плавать говорят о том, что для на­ших предков всегда предпочтительнее был влажный кли­мат. Окаменевшие останки наших предков следует искать у берегов древних рек и озер.

В какой-то момент древние люди превратились в хищ­ников. Несколько новых видов людей появились уже по­сле того, как лаетоли оставили свои следы на пепле. Одним из широко известных видов являлись австралопитеки. Возможно, они были потомками лаетоли, но точно не на­шими предками. Это была травоядная ветвь гоминидов. Генетика мало может рассказать о них, поскольку они вы­мерли, не оставив потомков. Сведения об австралопите­ках были получены в результате изучения их окаменелых останков. Этим занимались семья Лики (Leakey), Дональд

Иохансон (Donald Johanson) и другие антропологи. Если не считать огромных челюстей, австралопитеки были мел­кими созданиями. Они были меньше и глупее, чем шимпан­зе, но ходили прямо на двух ногах. Их огромные челюсти имели мощную мускулатуру. Они постоянно что-то жевали, вероятно, траву и другую грубую растительность и поэтому утратили клыки, которые мешали жевать жесткую пищу из стороны в сторону. В какой-то момент они исчезли, при­мерно около миллиона лет назад. Вполне возможно, что их съели предки современного человека.

Наши непосредственные предки были более крупными существами — примерно такого же роста, как современные люди, или даже чуть выше. Об этом свидетельствует из­вестная находка мальчика из Нариокотоме, обнаруженная Аланом Уокером (Alan Walker) и Ричардом Лики (Richard Leakey) и датируемая 1,6 млн лет (Walker A., Shipman Р. 1996. The wisdom of bones. Phoenix, London). В это время пред­ки людей уже используют каменные орудия в качестве заме­ны утраченным клыкам. Они удивительно приспособлены для того, чтобы убивать и поедать беззащитных австрало­питеков. В мире животных следует опасаться двоюродных братьев. Львы убивают леопардов, волки убивают койотов. Наши головастые разбойники были вооружены каменным оружием и ходили на охоту группами. Небольшое преиму­щество в борьбе за существование наставило наших пред­ков на путь, который привел их к ошеломительному эволю­ционному успеху. С этих пор мозг становится все больше и больше. Один любознательный математик подсчитал, что каждые 100 ООО лет мозг увеличивался на 150 млн нервных клеток — один из примеров бесполезной статистики, кото­рыми изобилуют проспекты для туристов. Большой мозг, мясной рацион, медленное развитие с длинным детством. (Даже во взрослом возрасте у людей стали сохраняться чер­ты, присущие детям: голая кожа без волосяного покрова, уменьшенные челюсти и высокий лоб.) Все эти признаки развивались параллельно. Без мяса требующий протеинов большой мозг становился слишком дорогой роскошью.

Если бы не произошло уменьшения челюстей, мозгу бы не хватило места в голове. Без увеличения продолжительно­сти детства недоставало бы времени для учения, в процессе которого нужно было заполнить большой мозг необходи­мыми знаниями.

Локомотивом процесса эволюции являлись половые предпочтения. Помимо изменения размеров мозга проис­ходили существенные изменения во внешнем виде наших предков. Так, заметно сокращалось отличие в росте между мужчинами и женщинами. Если у шимпанзе и австралопи­теков самцы были в 1,5 раза больше самок, у современных людей эта разница в росте значительно меньше. Факт по­степенного увеличения размеров самок у предков людей мало обсуждался исследователями. А ведь это свидетель­ствует о смене половых отношений в популяции. Вместо беспорядочных половых связей без образования прочных семейных уз у шимпанзе и полигамных гаремов у горилл появились более длительные семейные объединения с тен­денцией к моногамии. Выравнивание половой диспропор­ции в росте определенно свидетельствует об этом. В попу­ляциях, где половые связи устанавливаются на длительное время, особое влияние на отбор индивидуумов для продол­жения рода оказывают взаимные предпочтения самцов и самок. Если в полигамных семьях определяющим было количество половых связей, то в моногамной семье на первое место выходит качество партнера. Половые пред­почтения, способствующие плодовитости семьи, закрепля­лись в наследственности. Так, предпочтение самцами мо­лодых самок было целесообразным, поскольку у молодой самки впереди более длинный репродуктивный период и самец сможет оставить более многочисленное потомство. Собственно, выбор определялся не возрастом самки, а тем, как она выглядит. Поэтому самки с сохранившимися юве- нильными (детскими) чертами имели больше шансов на успех у самцов. К таким чертам относится высокий выпу­клый лоб, как у новорожденного. Но увеличение размеров лба также связано с увеличением объема мозга. Поэтому половые предпочтения и развитие способности мышления вполне могли идти рука об руку.