Цивилизация
Примерно полгода назад команде антропологов поду руководством Йоханнеса Краузе удалось расшифровать часть ядерной ДНК древнего человека неандертальского типа. Образцы для анализа были взяты из костей двух вымерших гоминидов, сохранившихся до наших дней в одной из пещер на севере Испании. Самым ярким результатом работы стало обнаружение у неандертальца человеческой — с точностью до последнего азотистого основания — версии «гена речи» FOXP2.
Отсюда следовали два вывода. Во-первых, неандертальцы, имей они человеческий речевой аппарат — на этот счёт пока точных данных нет, могли обладать развитой членораздельной речью. Таким образом, теряла свою привлекательность версия, согласно которой конкурентные преимущества людей современного типа над неандертальцами были обусловлены развитой речью и более эффективной организацией первобытного социума.
Второй вывод, сделанный на основании работы Краузе: мутация, обеспечившая появление «человеческой версии» FOXP2, произошла до отделения неандертальцев от нашей эволюционной ветви, то есть более 300 тысяч лет назад.
Однако, оказывается, всё не так просто. Последняя работа американских антропологов показывает, что мутации лишь около 40 тысяч лет.
А значит, «ген речи» современные люди вполне могли получить в результате скрещивания с неандертальцами. Или наоборот.
На данный момент, с формальной точки зрения получается, что первый в истории Homo sapiens пример наличия человеческой мутации FOXP2 имеется именно в костях неандертальцев — ДНК из настолько древних костей наших прямых предков на предмет такой мутации не анализировалась за ненадобностью.
В апреле к публикации в журнале Molecular Biology and Evolution принята работа Грэма Купа и его коллег из Университета Чикаго, которые провели технические изыскания и показали слабость оснований, на основе которых Краузе сделал свои выводы.
Чикагские антропологи воспользовались методом филогенетической датировки, позволяющей определить самого позднего общего предка на основании мутаций в ДНК. Используются при анализе лишь так называемые интронные участки ДНК, не участвующие в синтезе белков и потому не подверженные естественному отбору. По кодирующим участкам установить истинную дату сложнее: если та или иная мутация обеспечивает эволюционное преимущество, то вполне вероятно её независимое появление у двух не связанных друг с другом видов.
Результаты анализа показали, что человеческой мутации FOXP2 около 42 тысяч лет.
Это существенно меньше, чем возраст последнего общего предка современных людей и их менее удачливых в борьбе за выживание неандертальских собратьев. Археологическими методами надёжно установлено, что мы разделились существенно раньше, а к 40-му тысячелетию до н. э. сосуществовали как разные подвиды Homo sapiens, отличавшиеся не только образом жизни, но и строением тела.
Авторы последней публикации заключают, что наличие одинаковых версий «гена речи» — скорее всего, результат медленного перетока генов между неандертальцами и кроманьонцами. По-простому говоря, первые скрещивались со вторыми, и их потомки несли смешанные признаки двух типов людей.
Вообще, смешение крови между человеком современного типа и неандертальцами новостью не являются. На многих стоянках наших предков находят кости людей, показывающих некоторые неандертальские признаки. Однако то обстоятельство, что именно таким образом передавался ген речи, появившийся около 40 тысяч лет назад, поразительно.
При этом процесс передачи генов шёл в обоих направлениях, а значит, не исключено, что наличием речи, языка и в конечном итоге литературы мы обязаны какому-то древнему предку, «погулявшему на стороне».
Более того, считается, что FOXP2 — пример гена, несущего признаки недавней положительной селекции. То есть гибрид, плод любви неандертальского юноши и кроманьонской девушки или наоборот, имел эволюционное преимущество и в дальнейшем чаще смешивался с представителями своего подвида, передавая способность к речи всё дальше и дальше. В генетике такой переток генов называется интрогрессией.
Если наша версия FOXP2 пришла со стороны неандертальцев, то мутация была более чем успешной: сейчас ею обладают абсолютное большинство людей, и не исключено, что именно она дала начало человеческой культуре. От того, что произошло всё лишь за 40 тысяч лет, не может не захватывать дух.
Впрочем, возможен и другой вариант. Работа «гена речи» плохо изучена, и не исключено, что в реальности объектом селекции был какой-то другой признак, наследуемый вместе с FOXP2. Какой именно — пока непонятно. Кроме того, направление движения генов могло быть и обратным — от наших прямых предков к неандертальцам, которых от вымирания «ген речи» не спас. Впрочем, по данным последних исследований, даже при наличии этого гена говорить им было сложно из-за несколько иного строения голосовых связок.
Разобраться с направлением передачи мутации могли бы дальнейшие работы по расшифровке ядерных ДНК из останков древних людей нашего и неандертальского типа. К сожалению, статья Купа и его коллег предлагает пессимистичный взгляд на перспективы подобных исследований.
Краузе значительную часть своей работы полугодовалой давности посвятил тому, чтобы удостовериться: исследованные образцы ДНК принадлежат именно неандертальцам, а не современным людям — например, тем же археологам, которые могли каким-то образом занести свой генетический материал на древние кости, обнаруженные в испанской пещере.
Чикагские антропологи показывают, что распознать загрязнение на самом деле очень сложно.
Тесты, которые использовал Краузе, основываются на том, что, если образец и был загрязнен современными ДНК, их количество должно быть не слишком велико. Поэтому лишь присутствие вариантов генов, присущих исключительно современному человеку, даст однозначный ответ, что образцы были загрязнены.
Загвоздка в том, что ДНК современных людей и неандертальцев должны иметь много участков, варианты — так называемые аллели — которых имеются и у человека, и у неандертальцев. Такие участки неизменно должны были достаться от общих предков, и часть из них за 300 тысяч лет совместного существования не изменится. Поскольку Краузе работал только с небольшими участками ДНК, а не со всей наследственной молекулой, его тест мог не сработать, если примесь современных ДНК содержала исключительно такие древние аллели генов. Образцы Краузе не прошли бы тест на загрязнение при более жёстких критериях, заключают Куп и его коллеги.
Это замечание поднимает ещё более серьёзную проблему.
Выделить из образов костей, пролежавших в земле десятки тысяч лет, полный набор нетленных человеческих хромосом не представляется возможным. Кроме того, в настоящее время никто не расшифровывает ДНК «в один присест», нуклеотид за нуклеотидом три миллиарда раз (именно столько пар азотистых оснований в геноме человека). ДНК химическим образом «разрезаются» на короткие участки, многократно копируются и лишь после параллельной расшифровки всех кусочков объединяются в гены и более крупные фрагменты.
Понятно, что наличие любых загрязнений ДНК современных людей в данном случае обнаружить существенно сложнее. Большая схожесть наших ДНК и наличие огромного количества их вариантов делает ошибку слишком вероятной.
«Газета.Ru» обязательно расскажет, как учёные, расшифровывающие сейчас геном алтайского неандертальца, справились с этой проблемой.