Спенсер Уэллс - Генетическая одиссея человека

• Название: Генетическая одиссея человека
• Автор: Спенсер Уэллс
• Жанр: Биология
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-91671-215-5

Около 60 000 лет назад в Африке жил человек. Каждый из нас — его потомок. Как же этот реально существовавший Адам стал нашим общим отцом, и какой путь проделали его дети и внуки, чтобы заселить практически все уголки нашей Земли? Ответы на эти вопросы дают достижения генетики, ставшие доступными неподготовленному читателю благодаря остроумной, полной удивительных фактов книге известного генетика Спенсера Уэллса. По-научному точно, но весело и доступно автор пишет о новейших открытиях молекулярной биологии и популяционной генетики, позволивших разгадать самые волнующие тайны человечества — от правды о настоящих Адаме и Еве до появления разных рас.

---

До этого момента большинство окаменелых человеческих останков было найдено в Европе и Азии: неандертальский человек, пекинский человек, яванский человек — все они были обнаружены за пределами Африки. Однако в 1921 году в Северной Родезии (ныне Замбия) был найден череп, похожий на череп неандертальца, и это доказывало, что и в Африке обитали древние гоминиды. Прекрасно осознавая это, Дарт просил владельца карьера Тунг передавать ему все найденные образцы. То, что он нашел в первом ящике, прибывшем летом 1924 года, было, к его великой радости, самой древней из обнаруженных человеческих окаменелостей.

Когда он тщательно снял спрессованный слой мусора, накопившийся в течение тысячелетий в пещере Тунг, то обнаружил уставившееся на него обезьяноподобное лицо. Его небольшие размеры и сохранившиеся молочные зубы говорили о том, что это череп ребенка, а измерение его объема черепной коробки показало, что он был в пределах нормального диапазона для современных человекообразных обезьян — около 500 кубических сантиметров. Но странным в этой находке был размер клыков (гораздо меньше, чем у обезьян) и расположение затылочного отверстия, которое служит каналом для позвоночника при его соединении с черепом — оно было ориентировано вниз, как у современных людей, а не назад, как у обезьян. Обе эти особенности указали Дарту на то, что «младенец Тунг», как окрестили владельца найденного черепа, не был обычной человекообразной обезьяной. В 1925 году в своей статье Дарт утверждал, что этот череп представляет собой останки представителя нового вида, который ходил на задних конечностях и использовал орудия труда. Дарт назвал его Australopithecus africanus (австралопитек африканский, южно-африканская обезьяна). По словам самого Дарта, южно-африканская обезьяна стала «одной из самых значимых находок в истории антропологии». Это первое несомненное доказательство существования в Африке недостающего звена между обезьянами и людьми вызвало мощную волну исследований происхождения человека, которые через несколько десятилетий завершились всеобщим признанием африканского происхождения человечества. Однако большая часть этой работы была сосредоточена на регионе в нескольких тысяч милях от Тунга, в Восточной Африке.

Африканская Рифтовая долина является частью крупного геологического разлома, сформированного под воздействием огромных тектонических плит, образующих земную кору. Имея длину около 2000 километров, этот разлом тянется из Эритреи на севере до Мозамбика на юге, и его легко определить по расположенному вдоль него ряду озер, таких как Туркана, Виктория, Танганьика и Малави. Этот продольный разлом в последние 20 млн лет был бурлящим котлом, в котором вулканы, озера, горы и реки стремительно возникали и исчезали. По этой причине накопленные в течение миллионов лет геологические слои — почва, вулканический пепел, озерные отложения — то скрывались под новыми наслоениями, то вновь обнажались. И тут можно было обнаружить много интересного — надо было только хорошенько искать.

Луис Лики вырос в Кении. Сын английских миссионеров, выросший в деревне племени кикуйю, он всю свою жизнь провел в поисках ископаемых останков в долинах и руслах рек Рифтовой долины. И в 1959 году в ущелье Олдувай, на севере Танзании, его поиски принесли плоды. Приближался конец сезона полевых работ, выделенные на исследования средства заканчивались, и Луи со своей женой Мэри готовился к возвращению в Найроби. Однажды вечером на обратном пути в лагерь Мэри наткнулась на череп, оказавшийся на поверхности земли в результате недавнего камнепада. После трех недель кропотливой работы по его извлечению чета Лики вернулась в свою лабораторию, расположенную в Кенийском национальном музее. Детальный анализ этих останков показал, что они принадлежат австралопитеку, найденному в Восточной Африке раньше. Но поразил возраст слоя породы, окружавшей череп, определенный с помощью недавно разработанного радиоизотопного анализа, который применяют для расчета возраста геологических пород и археологических находок по скорости радиоактивного распада. Череп был погребен 1,75 млн лет назад. Это почти вдвое больше времени эволюции человека, принятого большинством ученых. И все же именно это было «недостающим звеном» между обезьяной и человеком. Научный мир был потрясен и воодушевлен. Значительная финансовая поддержка, полученная Лики и их коллегами после олдувайского открытия, позволили им в течение последующих тридцати лет найти в Рифтовой долине многочисленные останки австралопитеков.

Открытие южного обезьяночеловека в Восточной Африке указало путь к современным людям. Здесь совершенно необходим комментарий: В Олдувайскому ущелье были найдены останки представителя рода Homo, получившего имя Homo habilis, или человек умелый. Возраст его древнейших костей и орудий труда оценивается как 2,3 млн лет назад. Возраст самых древних из обнаруженных окаменелостей Homo erectus оценивается примерно в 1,8 млн лет, и найдены они были в Восточной Африке (африканский вариант Homo erectus иногда называют Homo ergaster). Недавние открытия в средневековом городе Дманиси, расположенном на территории Грузии, показывают, что примерно в то же время Homo erectus покинул Африку и достиг Восточной Азии примерно за 100 000 лет. Из этого можно сделать вывод, что все представители вида Homo erectus имели общего предка, жившего в Африке около 2 млн лет назад. Однако согласно данным, полученным в Беркли по митохондриальной ДНК, Ева жила в Африке менее 200 000 лет назад. Как же согласовать эти два результата?

Все дело в расчете времени

Давайте отвлечемся на минутку и рассмотрим дело объективно. Доказательство африканского происхождения Homo erectus нельзя назвать безусловным — мы видим эволюционные «недостающие звенья» исключительно или в первую очередь в Африке. Они образуют непрерывную цепочку предков гоминидов, тянущуюся к недавно обнаруженной шимпанзеподобной обезьяне Ardipithecus, жившей более 5 млн лет назад. Но достаточно ли этого факта, чтобы сделать вывод, что Африка была родиной и нашего вида? Возможно, но ископаемые останки могут вводить в заблуждение. Представьте себе находку прекрасно сохранившегося скелета неандертальца на юго-западе Франции, чей возраст достоверно составляет 40 000 лет, и австралопитека в Африке, жившего 2 млн лет до него. Кто из этих двух вымерших гоминидов, разделенных миллионами лет и тысячами миль, может быть прямым предком современных европейцев? Как ни странно, выбор не очевиден. Как мы увидим далее в этой книге, современные европейцы почти наверняка не являются потомками неандертальцев (что бы вы ни думали о своем коллеге из соседнего офиса), тогда как южная обезьяна, как это ни удивительно, скорее всего и есть наш непосредственный предок. Камни и кости дают нам знания о прошлом, но они не могут рассказать нам о нашей генеалогии — только гены могут сделать это.

Таким образом, ответ на наш вопрос «Как примирить 200 000 и 2 млн лет?» таков: несмотря на наше с ним сходство, Homo erectus не эволюционировал в современного Homo sapiens в отдаленных уголках Земли параллельно и независимо. Кун был неправ. Из митохондриальных данных скорее напрашивается вывод о том, что люди современного типа возникли в Африке совсем недавно, а затем заселили остальной мир, сменив при этом наших двоюродных братьев — древних гоминидов. Это безжалостная игра, и только победители оставляют генетический след. К сожалению, Homo erectus, похоже, проиграл.

Как мы увидим далее, другие генетические данные подтверждают результаты, полученные по митохондриальной ДНК, и идею, что корень человеческого генеалогического дерева, то есть наш самый недавний общий предок, возраст которого нескольких сотен тысяч лет, находится в Африке. Согласно имеющимся генетическим данным наибольшее количество полиморфизмов обнаружено именно в Африке — на этом континенте вариабельность гораздо выше, чем где-либо еще. Образцы ДНК, принадлежащие максимально разошедшимся генетическим линиям, вы с большей вероятностью найдете в пределах одной африканской деревни, чем в остальной части земного шара. Большинство генетических полиморфизмов, найденных у нашего вида, находятся исключительно у африканцев — европейцы, азиаты и индейцы имеют лишь малую долю того чрезвычайного разнообразия, которое можно найти в любой африканской деревне.

Почему разнообразие указывает на больший возраст? Вспомним нашу гипотетическую прованскую деревню: почему рецепт супа буйабес менялся? Потому что в каждом поколении дочь решает немного улучшить его вкус. Со временем эти мелкие коррективы ведут к чрезвычайному разнообразию на деревенских кухнях. И что важно, чем дольше накапливаются изменения, тем разнообразнее совокупная кухня. Это как часы, тикающие в единицах розмарина и тимьяна — чем дольше тикают, тем больше различий мы видим. Это то же самое явление, которое Эмиль Цукеркандль обнаружил при изучении белков — большее количество времени равносильно большему количеству изменений. Таким образом, когда в одной из популяций мы видим большее генетическое разнообразие, мы можем сделать вывод о том, что эта популяция старше — и это делает африканскую популяцию самой древней.