Генетическая история
Крис Стрингер, Музей естествознания, Лондон: «Все мужчины и женщины под кожей африканцы. Вот так просто»
Когда в 1871 году Чарлз Дарвин писал «Происхождение человека», научный расизм был в расцвете. Белые европеоиды стали доминирующей расой на планете, и этот факт они рассматривали как доказательство своего биологического превосходства. Многие образованные люди считали человечество не одним видом, а несколькими, и идеи Дарвина заставили многих думать, что темнокожие люди не эволюционировали. Идея, что мы все африканцы, была бы названа в тогдашнем обществе абсурдной, однако именно это Дарвин и сказал в своей второй великой книге. Как и для наших ближайших родственников, шимпанзе и горилл, Африка — родина вида Homo sapiens.
Это было крайне дальновидное рассуждение. В следующие 50 лет археологи стали находить все больше ископаемых, указывающих на африканское происхождение человечества, и в наши дни этот факт подтвержден генетическими исследованиями. ДНК показала не только близкое родство всех людей, но и то, что между нами больше сходства, чем различий. Она также позволила нам отследить историю нашего вида и идентифицировать некоторые биологические черты, делающие нас людьми.
Из Африки
Многие из наиболее важных останков наших древних человеческих родственников и все человекоподобные скелеты старше двух миллионов лет были обнаружены в Африке. Люси, известная представительница вида Australopithecus afarensis, открытая Дональдом Джохансоном в Эфиопии в 1974 году, и другие останки не оставили сомнений в том, что линии человека и шимпанзе разошлись к югу от Сахары. Однако более поздняя история Homo sapiens менее ясна. Другие человеческие виды, например Homo erectus и неандертальцы, расселились за пределы Африки задолго до появления анатомически современных людей 160 000 лет назад. Существуют две конкурирующие гипотезы происхождения нашего вида.
Согласно гипотезе «из Африки», мы эволюционировали один раз в Африке, а затем расселились и вытеснили наших родственников на других континентах. Многорегиональная точка зрения утверждает, что популяции до-людей эволюционировали раздельно или, по крайней мере, скрещивались с путешествующими группами Homo sapiens, что привело к появлению современных рас.
Ископаемые останки всегда говорили в пользу гипотезы «из Африки», но генетика дала этому убедительные доказательства. Особенно полезными оказались два типа человеческой ДНК. Большинство хромосом постоянно перемешивается в результате рекомбинации, но этого не происходит с генами, расположенными на мужской Y-хромосоме, и в митохондриях, передаваемых потомству от матерей. И то и другое наследуется в первозданном виде, за исключением случайных мутаций.
Поскольку частота появления таких мутаций постоянна, ДНК живущих сейчас людей позволяет проследить их историю. Эволюция Y-хромосомы и митохондриальной ДНК происходила в полном соответствии с теорией «из Африки». Можно даже составить карту того, как Homo sapiens заселил мир.
Генетическое разнообразие также подтверждает эту теорию. Предположительно 70 000 лет назад, когда в Африке жило несколько тысяч человек, небольшая группа переплыла Красное море. Потомки этих путешественников расселились по всему миру. Неафриканцы, происходящие из этой маленькой группы, должны быть менее генетически разнообразными, чем современные африканцы, являющиеся потомками более крупной и разнообразной популяции.
Именно такую историю рассказывает ДНК. Между африканцами значительно больше генетических различий, чем между африканцами и любой другой этнической группой — или даже между двумя любыми близкородственными этническими группами. На генетическом уровне финн больше похож на некоторых африканцев, чем на шведа. Изменчивость человеческой ДНК снижается по мере удаления от родины — австралийские аборигены и коренные американцы являются наименее разнообразными популяциями. Генетическая реконструкция настолько точна, что мы даже знаем, сколько людей покинуло Африку в той ключевой первой волне, - примерно 150.
«Чем дальше от Африки, тем меньше разнообразия» Маркус Фельдман, Стэнфордский университет
Что делает нас людьми?
Сходные методы можно использовать для составления эволюционной истории любого вида и определения генетических взаимоотношений между организмами. Например, молекулярные данные показывают, что самым близким родственником китов и дельфинов являются бегемоты. ДНК доказывает факт эволюции наравне с палеонтологической летописью. Генетическое сравнение также позволяет определить некоторые эволюционные события, сыгравшие ключевую роль в становлении вида. В нашем случае было найдено несколько генов, делающих нас людьми.
Ген FOXP2 является ярким примером. У млекопитающих и птиц этот ген очень консервативен - его последовательность практически одинакова у всех видов, что обычно указывает на важную функцию. У мышей и шимпанзе, последний общий родственник которых жил 75 миллионов лет назад, этот белок отличается всего на одну аминокислоту.
Люди и шимпанзе разошлись относительно недавно, 7 миллионов лет назад, однако наши белки FOXP2 различаются на две аминокислоты. Было накоплено в два раза больше мутаций, чем между мышами и шимпанзе, за менее чем одну десятую промежутка времени. Это означает действие естественного отбора, сохраняющего полезные изменения. В данном случае таким изменением может быть язык: люди с дефектным FOXP2 страдают расстройствами речи. Эти две мутации могут объяснять уникальную для человека способность.
Другой участок ДНК, HAR1, подвергался еще более сильному отбору. Он состоит из 118 пар оснований, и за 310 миллионов лет после последнего общего предка курицы и шимпанзе изменились всего две. Однако человеческий HAR1 отличается от последовательности шимпанзе не менее чем в 18 местах. Возможно, быстрая эволюция этого гена указывает на его влияние на размер мозга и интеллект — наиболее яркие отличия человека от других животных. Он может быть одним из генов, делающих нас людьми.
Мы — неандертальцы?
Место неандертальцев в нашем генеалогическом древе было предметом острых споров. Вымерли ли эти древние жители Европы, когда пришли Homo sapiens, или они хотя бы частично ассимилировались через скрещивание?
К настоящему времени из ископаемых останков выделено достаточное количество ДНК неандертальцев, чтобы закрыть этот вопрос. У современных людей нет ДНК неандертальцев*. Если кто-то из наших предков скрещивался с неандертальцами, их потомство не выжило и не внесло вклада в геном современных людей.
Другое удивительное открытие, касающееся генома неандертальцев, заключалось в том, что они несли такую же версию гена FOXP2, что и современные люди. Это может означать, что они умели разговаривать, а не просто рычали и пыхтели, как обычно показывается в популярной культуре.
Закат человеческой эволюции?
Если люди являются результатом прошлых эволюционных событий, то может ли Homo sapiens эволюционировать в другой вид? В 2007 году исследования американского антрополога Генри Харпендинга показали, что ответом вполне может быть «да». Он обнаружил, что за последние 10 000 лет генетические различия между популяциями увеличились. Если этот процесс продолжится, то могут возникнуть два новых вида и даже больше.
Однако исследования Харпендинга фокусировались на доиндустриальной эпохе, когда этнические группы разделяло непреодолимое расстояние. Сейчас, когда воздушное сообщение и глобализация сломали географические границы, большинство эволюционных биологов считают, что возникновение нового человеческого вида крайне маловероятно.