Ник Лэйн - Энергия, секс, самоубийство

• Название: Энергия, секс, самоубийство
• Автор: Ник Лэйн
• Издательство: Питер
• Жанр: Биология
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-496-01540-0

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.

Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?

16+

---

Если, как мы видели, глубинное различие между полами связано с ограничением передачи митохондрий в яйцеклетку, то граница между полами начинает казаться до странности зыбкой. В научных статьях и книгах мы читаем о прямом конфликте: дескать, «потомство не выносит смешения родительских органелл». В реальности, однако, правило, диктующее существование двух полов и вынуждающее нас искать партнера только в половине популяции, постоянно нарушается и переписывается. Такое впечатление, что митохондриальная гетероплазмия часто имеет на удивление мало вредных последствий, и признаков прямого конфликта мало. Таким образом, имеющиеся данные указывают на то, что митохондрии играли центральную роль в возникновении двух полов, однако конфликт геномов мог быть далеко не единственной причиной. Возможно, были и другие — менее явные, но более глубокие.

Это новое понимание роли митохондрий пришло, как ни странно, из совершенно иной области науки — изучения человеческой предыстории и популяционных миграций за счет прослеживания митохондриальных генов. Такие исследования пролили свет на некоторые из самых увлекательных аспектов ранней истории человека, например на наши отношения с неандертальцами. Все эти исследования основаны на допущении, что наследование митохондриальной ДНК является строго материнским и что смешивание абсолютно невозможно. В последнее время появились данные, поставившие под сомнение справедливость этого допущения применительно к человеку, и некоторые выводы, некогда считавшиеся неопровержимыми, теперь выглядят значительно менее надежными. Тем не менее они помогли объяснить не только происхождение пола, но ряд прежде неясных аспектов бесплодия. В следующих двух главах мы узнаем, почему.

14. Предыстория человека и ее связь с проблемой пола

В 1987 г. Ребекка Канн, Марк Стоункинг и Аллан Уилсон (Калифорнийский университет в Беркли) опубликовали в журнале Nature свою знаменитую статью. Она отчасти основывалась на уже известных данных и тем не менее произвела революцию в нашем понимании собственного прошлого, хотя речь в ней шла вовсе не о палеонтологических находках и не о ядерных генах, а о митохондриальной ДНК. Изучив образцы митохондриальной ДНК 147 современных людей из пяти географических популяций, Канн, Стоункинг и Уилсон сделали вывод, что они близкородственны и восходят к женщине, которая жила в Африке примерно 200 тысяч лет назад. От этой «африканской», или «митохондриальной» «Евы» и происходят все жители Земли.

Чтобы в полной мере оценить радикальный характер этого вывода, нужно познакомиться с контекстом. Существует давняя вражда между двумя племенами палеоантропологов. Одни полагают, что современные люди расселились из Африки относительно недавно, вытеснив более ранних выходцев с того же континента — неандертальцев и Homo erectus. Другие считают, что древнейшие люди обитали и в Африке, и в Азии, по крайней мере миллион лет назад, если не раньше. Если правы вторые, то эволюционный переход от древнейших людей к анатомически современному человеку происходил параллельно в разных частях Старого Света.

Эти две точки зрения имеют политическую нагрузку. Если люди вышли из Африки менее 200 тысяч лет назад, то все различия между нами, по большому счету, поверхностны, так как у нас было очень мало времени на эволюционную дивергенцию. При этом мы, возможно, несем ответственность за вымирание наших ближайших родственников — неандертальцев. С другой стороны, если человеческие расы возникали параллельно, то различия между нами поверхностными не назовешь. Тогда расовые и культурные особенности имеют глубокие биологические корни, и идеал равенства всех людей оказывается под угрозой. На оба варианта могло повлиять скрещивание между популяциями, но в какой мере, неизвестно. Хорошая иллюстрация этой дилеммы — судьба неандертальцев. Были ли они отдельным подвидом, который мы довели до вымирания, или все же скрещивались с анатомически современными кроманьонцами, появившимися в Европе около 40 тысяч лет назад? Если без обиняков, виновны ли наши предки в геноциде или в беспорядочных половых сношениях? Современные люди, как ни прискорбно, способны и на то и на другое, иногда одновременно.

Палеонтологическая летопись фрагментарна и пока не позволяет отдать предпочтение одной из этих гипотез. Это связано в том числе и с тем, что по нескольким разрозненным костям, относящимся к разным периодам, очень трудно сказать, что происходило с популяцией. Возможно, она дала начало другой популяции на том же месте, а возможно, вымерла, или же ее вытеснила другая популяция, пришедшая из другого географического региона, или, может быть, она скрещивалась с какой-то другой популяций. Многочисленные ископаемые находки прошлого века, сложившись в цепочку недостающих звеньев, продемонстрировали контуры человеческой эволюции от обезьяноподобных предков до современных людей всем, за исключением самых упрямых креационистов. Размер мозга, например, увеличился более чем в три раза, если судить по ископаемым останкам гоминид за последние четыре миллиона лет. Однако наши знания об эволюционном пути от австралопитеков, таких как Люси, живших примерно три миллиона лет назад, до Homo erectus и, наконец, Homo sapiens, полны зияющих пробелов. Как утверждать, изучая ископаемую находку, имеем ли мы дело с нашими предками или с параллельным, впоследствии вымершим видом? Можно ли, например, причислить к сонму наших предков Люси, или это была просто прямоходящая обезьяна, опиравшаяся при ходьбе на костяшки пальцев? Наверняка можно сказать только одно: есть много скелетов в шкафу, которые с анатомической точки зрения представляют собой промежуточные варианты между человекообразными обезьянами и людьми, даже если определить их место в эволюции человека довольно трудно. Изучение предыстории человека на основании одних лишь анатомических особенностей древних скелетов приводит в лучшем случае к неопределенным результатам.

Палеонтологическая летопись молчит и о менее давнем прошлом. Скрещивались ли мы с неандертальцами? Если да, то, может быть, в один прекрасный день мы найдем скелет, чем-то похожий на коренастого неандертальца, а чем-то — на более грациозного Homo sapiens. Сообщения о таких находках время от времени проскальзывают в научных журналах, но неизменно вызывают скептическую реакцию. Иан Таттерсалл комментирует один такой случай благожелательной фразой: «нельзя отказать автору этой интерпретации в смелости и богатстве воображения, но маловероятно, что большинство палеоантропологов сочтет его доказательства убедительными».

Большая проблема палеоантропологов в том, что им приходится полагаться в основном на анатомические признаки. Это неизбежно, так как, кроме костей, от древних людей мало что осталось. Хорошо было бы выделить ДНК, но в большинстве случаев это невозможно. ДНК постепенно окисляется, и почти во всех ископаемых скелетах старше 60 тысяч лет ее практически не осталось. Даже из более «молодых» скелетов можно извлечь лишь немного ядерной ДНК, и результаты секвенирования ненадежны. Таким образом, на настоящий момент палеонтологическая летопись не позволяет полностью разгадать загадку нашего прошлого.

К счастью, в нашем распоряжении есть кое-что еще. Чтобы понять наше прошлое, мы можем заглянуть в самих себя. Все гены со временем накапливают мутации, и их последовательности постепенно расходятся. Чем дольше происходила дивергенция групп, тем больше различий накопилось в последовательностях генов. Таким образом, если мы сравним результаты секвенирования ДНК группы людей, мы можем примерно оценить степень их родства (по крайней мере, друг относительно друга). Чем меньше различий, тем теснее родство. Уже в 1970-е гг. генетики занялись популяционными исследованиями человека и стали изучать генетические различия между представителями разных рас. Результаты свидетельствовали о том, что межрасовая изменчивость не столь значительна, как считалось раньше. Как правило, изменчивость в пределах рас больше, чем межрасовая изменчивость, а это говорит о том, что общий предок всех людей жил относительно недавно. Более того, самая значительная изменчивость отмечена у коренных жителей Африки к югу от Сахары. Это значит, что последний общий предок всех человеческих рас действительно жил в Африке, причем относительно недавно, во всяком случае менее миллиона лет назад.

К сожалению, этот подход имеет много недостатков. Ядерные гены накапливают мутации очень медленно, миллионы лет. Человек и шимпанзе все еще имеют 95–99 % общих последовательностей ДНК (точная цифра зависит от того, считаем ли мы некодирующую ДНК). Если метод, основанный на генных последовательностях, с трудом позволяет отличить человека от шимпанзе, то для различения человеческих рас явно нужно что-то более тонкое. Еще одна проблема этого метода — неясность, касающаяся роли естественного отбора. В какой мере гены дивергируют свободно и с одинаковой скоростью (нейтральный эволюционный дрейф), а в какой на скорость изменений влияет отбор, благоприятствующий сохранению определенных последовательностей? Это зависит не только от генов, но и от их взаимодействия друг с другом, а также от факторов окружающей среды — климата, питания, инфекций и миграций. Однозначного ответа, как правило, нет.