Молекула ДНК, хранящая нашу наследственность, на самом деле очень хрупкая. Но, пока человек жив, специальные ферменты предохраняют её от разрушения. Но стоит ему умереть, как кислород, бактерии и другие факторы берутся за дело, и ДНК быстро разрушается. Ещё в середине XX в. считалось, что по этой причине геном наших предков и те тайны истории, которые он хранил, для нас навсегда потеряны. Однако впоследствии оказалось, что это далеко не так.
Неандертальцы и другие наши предки
Шведский молекулярный биолог Сванте Паабо (Svante Pääbo), ныне занимающий пост директора Института эволюционной антропологии Макса Планка в Германии, первым смог доказать, что, если хотя бы несколько клеток из тех триллионов, из которых состоит организм, избежали разрушения (например, в результате мумифицирования или быстрой заморозки), геном может храниться в них десятки тысяч лет. На то, чтобы выяснить это и добиться практических результатов, потребовались десятки лет. Обо этом Паабо подробно написал в своей увлекательной книге «Неандертальский человек: в поисках потерянных геномов».
Над расшифровкой митохондриального ДНК неандертальцев (митохондрии — органеллы, являющиеся «энергетическими станциями» клетки) Сванте Паабо и его команда работала с 1996 г., и в 2010 г. им наконец удалось добиться успеха, расшифровав геном этих древних родичей человека полностью, с помощью нового метода пиросеквенирования.
Это достижение, в частности, позволило разрешить давний спор между учёными: скрещивались ли неандертальцы с кроманьонцами, то есть Homo sapiens? Оказалось, что да, и у всех современных людей, живущих к северу от Сахары (включая, конечно, и нас с вами), есть от 1 до 3% неандертальских генов. Предки современного человека, переселившись из Африки, скрещивались с неандертальцами и, видимо, именно таким образом приобрели гены, отвечающие за более светлый цвет кожи и устойчивость к холоду.
Анализ ДНК древних людей позволяет не только проливать свет запутанные вопросы истории, но и открывать новые её страницы. Паабо и его коллеги взяли всего несколько маленьких косточек и зубов древних людей, найденных в Денисовской пещере на Алтае и открыли новый вид (или, возможно, подвид) древних людей, который назвали денисовским человеком. Оказалось, что «денисовцы» тоже скрещивались с Homo sapiens — следы их ДНК нашлись в генотипе коренных жителей Юго-Восточной Азии и Австралии.
Исследование ДНК древних людей также позволил выяснить, как в Европе распространялось земледелие. Воспринимали ли его охотники-собиратели от своих более «продвинутых» соседей, или были ими вытеснены? Анализ генома останков древних охотников и фермеров показал, что генами они обменивались между собой крайне мало, а значит, второй ответ правильнее.
Эхо империй
Но раскрывать тайны истории можно, анализируя и ДНК ныне живущих людей, в котором отразились многие драматические события прошлого. Ещё до того, как группа Паабо добилась успеха с неандертальцами, итальянский популяционный генетик Луиджи Лука Кавалли-Сфорца (Luigi Luca Cavalli-Sforza) сделал первую попытку реконструировать историю человечества, исходя из различных особенностей человеческих популяций. Начав с групп крови, он впоследствии также привлёк для анализа статистику распределения различных языков и генов. О полученный результатах он рассказал в своей книге «Гены, люди и языки», опубликованной в 2001 году.
Такой подход также позволил выяснить массу интересных вещей. Например, что всё человечество, за исключением обитателей Африки к югу от Сахары, происходит от одной маленькой группы колонистов, покинувшей Чёрный континент примерно 60 тыс. лет назад в поисках новых земель. (Как мы уже знаем, в колонизации им отчасти помогло скрещивание с неандертальцами.)
Спустя десятки тысяч лет большой след в нашем генотипе оставили завоевания Чингисхана. Оказалось, что распределение одной конкретной модификации мужской половой Y-хромосомы и в наши дни чётко совпадает с границами Монгольской империи, внутри которых её носителями являются примерно 8% мужчин. Учёные предположили, что изначальным обладателем этой особой хромосомы был сам Чингисхан, весьма любвеобильный по отношению к женщинам из покорённых народов. Журналисты окрестили Y-хромосому «Кодом Чингисхана».
Последствия более мирных отношений между народами изучили Питер Ральф (Peter Ralph) и Грэм Куп (Graham Coop) с кафедры эволюции и экологии и Центра популяционной биологии Калифорнийского университета в Дэвиса. Их сравнение маленьких участков ДНК жителей разных уголков Европы продемонстрировало, что любые два европейца из соседних стран, например, Бельгии и Германии, за последние 1500 лет имели от двух до 12 общих предков.
Другой интересный факт, обнаруженный в ходе этого исследования — большинство общих предков современных итальянцев жили 2500 лет назад, то есть во времена Римской республики, которая впоследствии разрослась до великой Римской империи. А в начале Средних веков Италия оказалась раздроблена на множество мелких государств, до самого XIX в. и вот вам результат: итальянцы из разных частей страны зачастую имеют между собой генетически меньше общего, чем с жителями других стран Европы.
А популяционные генетики из Оксфорда под руководством Питера Доннелли (Peter Donnelly), изучая геномы жителей разных частей Великобритании, наши как минимум 17 существенно отличающихся друг от друга групп (кластеров) — это следы волн завоеваний, которые на протяжении веков накатывались на Британские острова, начиная с кельтов и заканчивая норманнами.
Что дальше?
Всё это — только начало. Хотя разработаны эффективные методы секвенирования, мы только начинаем понимать, как работает наш геном. Только разобравшись с этим, можно действительно понять, чем мы отличаемся друг от друга и древних гоминид, таких как неандертальцы и денисовцы. А значит, и пролить свет на новые тайны истории, как древней, так и совсем недавней. Например, сейчас в научном мире активно обсуждается гипотеза заселения Европы тремя волнами переселенцев из российских степей. Так и хочется спросить — не водились ли в этих степях слоны?
