Евангелие от LUCA. В поисках родословной животного мира

Особенно большие надежды сегодня возлагаются на сравнительно новый подход, основанный на выделении и расшифровке «древней ДНК». О некоторых результатах, полученных с его помощью, я уже рассказывал в главе 9. Эта область палеоантропологии, называемая палеогеномикой, развивается стремительно. Когда в 1997 г. Маттиас Крингс (Matthias Krings) и Сванте Пеэбо (Svante Pääbo) объявили о расшифровке небольших фрагментов митохондриальной ДНК неандертальца, это выглядело настоящей фантастикой. Сейчас исследователи могут оперировать целыми геномами, причем и неандертальцев, и денисовцев, и древних людей современного типа. Расшифровать полный геном неандертальского человека по ДНК из костей, обнаруженных в Хорватии, удалось уже к 2010 г.

Но заглянуть еще глубже в прошлое человечества таким способом, увы, пока почти не удается. Современные технологии не позволяют расшифровывать древнюю ДНК из образцов старше 0,5–1,5 млн лет[229]. Есть еще одно но, несколько ограничивающее возможности этого подхода. Древняя ДНК обычно извлекается из останков отдельных особей, живших порой на большом удалении друг от друга. С точки же зрения популяционной генетики наиболее достоверные результаты получаются, только если анализируются не индивидуумы, а целые популяции[230]. Это легко реализуется при изучении современного человека, но почти невозможно при анализе вымерших видов, когда приходится работать с тем, что есть.

Вот почему столько внимания уделяется еще одному «окну в прошлое», которое приоткрывают нам исследования генома ныне живущих Homo sapiens. Представим, что мы, люди, относились бы не к позвоночным животным с окостеневшим внутренним скелетом, а к группе каких-нибудь совершенно мягкотелых организмов (разумные слизни!), от которых в геологической летописи не остается практически ничего. Но и в этом фантастическом случае методы молекулярной филогенетики позволили бы нам не только выявить свое кровное родство с остальным животным миром, но и узнать немало интересного об эволюционной судьбе нашего вида.

Здесь никак не обойти молчанием самое знаменитое детище палеогенетиков — митохондриальную Еву. Некоторые не очень хорошо разбирающиеся в биологии авторы сочли ее «научным доказательством» реального существования в прошлом библейской праматери всех людей. Той самой своенравной первой женщины, поддавшейся на уговоры змея-искусителя (а что было дальше, вы сами знаете).

На самом же деле в научной статье, с которой началась эта история, никакая «Ева» даже не упоминалась. Статья увидела свет в журнале Science в первый день нового 1987 г., и называлась она сухо и по-научному деловито: «Митохондриальная ДНК и эволюция человека». Авторами ее были три сотрудника кафедры биохимии Калифорнийского университета. Путем анализа митохондриальных генов, взятых у 147 женщин, принадлежащих географически удаленным друг от друга популяциям человека (от Северной Америки до острова Новая Гвинея), они показали, что все современные люди имеют митохондриальную ДНК, «происходящую от одной женщины, жившей предположительно 200 000 лет назад, вероятно в Африке»[231]. Кто первым окрестил эту прародительницу митохондриальной Евой, в точности не известно, скорее всего, кто-то из журналистской братии. Прозвище понравилось и стало мелькать не только в прессе, но и на страницах научных журналов.

Чтобы разобраться, как был получен такой вывод, надо познакомиться с понятием гаплотип. Так называется уникальная совокупность аллельных генов, находящихся на одной хромосоме и обычно передающихся по наследству как единое целое. Каждый маркерный ген, используемый при реконструкциях ДНК-генеалогий, представлен в популяциях множеством уникальных вариантов, частоты которых разнятся от местности к местности. Эти варианты и представляют собой гаплотипы. Изучая их распределение во времени и пространстве, можно определить, как географически размещены их носители (то есть индивидуальные организмы), насколько они отличаются друг друга и даже кто от кого произошел. В последнем случае используются данные о мутациях, которые передаются от предка к потомкам и маркируют родственные отношения. При этом в одной и той же популяции несколько или даже много особей могут иметь один и тот же гаплотип данного гена. Например, в выборке, изученной авторами статьи «Митохондриальная ДНК и эволюция человека», на 147 женщин пришлось только 133 гаплотипа.