Цивилизация
В наши дни учёные уже не сомневаются, что человеческая раса появилась в Африке. Отсюда человек разумный расселялся по всему миру, занимая континент за континентом и иногда встречаясь со своими далёкими собратьями, вышедшими из Африки на сотни тысяч лет раньше. Так случилось в Европе, где люди современного типа около 30 тысяч лет назад вытеснили неандертальцев. Возможно, нечто подобное происходило и в Азии — например, в Индонезии, где «хоббиты» острова Флорес жили всего 20 тысяч лет назад, когда уже почти вся Земля, кроме разве что Америки, была заселена человеком разумным.
В течение веков последовательность заселения нашей планеты расами и народами пытались восстановить историки и антропологи. В последние годы помощь им предлагают генетики. Сравнивая хромосомы представителей разных народов, учёные теперь могут восстановить родственные связи между ними и попытаться вычислить (исходя из оценок скорости накопления мутаций в геноме), когда произошло разделение между народами, потомки которых известны теперь как, скажем, шведы и китайцы.
Исходя из такого анализа, учёные полагают, что большинство (а может быть, и 100%) живущих сейчас за пределами Африки, являются потомками группы людей, покинувших континент около 60 тысяч лет назад (плюс/минус 20 тысяч лет). Сколько времени продолжался этот исход — установить сложнее, однако ясно, что начало многим миллиардам неафриканцев положили совсем немного людей. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на генетическое разнообразие — обилие разных вариантов генов в составе той или иной популяции. Среди негров оно в разы больше, чем вычисленное для всех других рас и народов вместе взятых.
Если приглядеться к генетическому составу рас и народов, можно обнаружить и куда более тонкие эффекты. Например, попробовать разобраться, сколько среди «колонизаторов», отправившихся в далёкий путь из Африки, было мужчин, а сколько женщин.
И получается, что мужчин было в несколько раз больше.
Впрочем, это лишь самая простая интерпретация данных.
Чтобы оценить соотношение мужчин и женщин в популяции основателей неафриканского населения, учёные попытались оценить количество у них женских X-хромосом по отношению к аутосомам — остальным, парным, неполовым хромосомам. Поскольку у мужчин X-хромосом не две, а только одна, то в сумме у любых мужчины и женщины всего 3 X-хромосомы, в то время как, например, первых или 15-х хромосом — 4 штуки. Точно так же и в любой популяции с равным половым составом — где поровну мужчин и женщин — аутосом будет на 33% (в 4/3 раза) больше, чем X-хромосом.
Только вот как выяснить, сколько каких хромосом было у людей, которые умерли 60 тысяч лет назад?
Надо посмотреть на ДНК их потомков, и при том не одного, а большого числа. И сравнить, как со временем менялся генофонд в целом, а именно, как менялись в популяции относительные частоты разнообразных вариантов последовательности ДНК (аллелей генов). При этом речь идёт не столько о возникновении новой мутации (появлении нового аллеля), сколько о том, насколько менялась доля обладателей того или иного аллеля в исследуемой группе людей.
Причина таких изменений — так называемый генетический дрейф (см. врез).
Это чисто вероятностное явление, и его скорость обратно пропорциональна количеству хромосом в популяции.
Поэтому если бы среди покинувших Африку колонизаторов было поровну мужчин и женщин, то генофонд, связанный с X-хромосомой, менялся бы на 33% быстрее, чем аутосомный генофонд.
Американские генетики под руководством Алона Кейнана и Давида Райха из недавно созданного Гарвардом и MIT Института имени Броадов попытались измерить эти скорости. Для этого они сравнили три популяции — «западноафриканцев», «восточноазиатов» и «североевропейцев». Данные об относительных частотах тысяч различных вариаций ДНК для них были собраны в рамках международного проекта «HapMap». Западную Африку в ней представляют жители Нигера народности йоруба, Восточную Азию — пополам японцы и китайцы хань, «Северную Европу» — американцы соответствующего происхождения.
Предполагается, что первые являются потомками людей, оставшихся в Африке, а вторые и третьи — потомками тех самых «колонизаторов», что ушли с чёрного континента. Сравнивая вариации в сотне тысяч позиций ДНК, можно статистически разделить вариации — выяснить, какие возникли тогда, когда все люди стали африканцами, какие — во время «исхода», а какие — уже после такового, когда ушедшие разделились на европейцев и азиатов.
Как показало сравнение, X-хромосомы «колонизаторов» менялись не на 33%, а на все 60-70% быстрее, чем аутосомы.
При прочих равных условиях это значит, что мужчин среди них было в 3, а то и в 5 раз больше, чем женщин!
Соответствующая работа принята к публикации в Nature Genetics.
Что мужчин в дальнем походе было больше, вряд ли шокирует антропологов. Изучая сохранившиеся до наших дней сообщества охотников и собирателей, эти учёные давно пришли к выводу, что именно мужчины являются движущей силой миграции на большие расстояния, в то время как женщины ответственны за небольшие переселения. Однако масштабы несоответствия — в 3–5 — раз и тот факт, что выходцы из Африки шли не в соседние сёла, а «в пустоту», где им не с кем было продолжать свой род, заставил Кейнана и Райха подумать об альтернативных объяснениях.
Например, численность женской популяции могла неправильно отпечататься в генах, если мужчины по каким-то причинам оставляли потомство лишь с малой долей своих спутниц.
Такое поведение практикуется у многих собачьих и даже некоторых обезьян, где доминантная самка не позволяет другим членам стаи спариваться с многочисленными самцами. Но неужели так же вели себя люди? Маловероятно, указывают авторы, поскольку те же антропологические исследования свидетельствуют скорее о распространении многожёнства, чем матриархата и многомужества среди охотничьих племён.
Возможно, мужчины дольше жили? Ведь генетический дрейф определяет не время, а число сменившихся поколений. Если женщины сменялись чаще мужчин, то нам покажется, что скорость дрейфа у них выше. И опять Кейнан и Райх с коллегами считают, что такое объяснение также противоречит антропологическим наблюдениям.
Наконец, не исключено, что мы вообще зря подсчитываем скорость дрейфа? Может быть, генофонд менялся не из-за дрейфа, а под влиянием естественного отбора? В конце концов, при выходе из Африки очень сильно изменились внешние условия. Может быть, какие-то связанные с X-хромосомой гены, от которых в Африке было ни тепло ни холодно, на Ближнем Востоке вдруг оказались критически важными для выживания? Опять-таки маловероятно, пишут авторы. Во-первых, непонятно, почему только на X-хромосоме. Во-вторых, никаких отличий в скорости изменения генофонда между кодирующими и некодирующими участками хромосом учёным найти не удалось.
В конечном итоге ускоренный генетический дрейф по X-хромосоме остаётся загадкой, признают учёные.
Кстати, при дальнейшем расселении — в ходе колонизации Европы и Азии — никаких аномалий дрейфа не было, и работа Кейнана и Райха показывает отношение числа X-хромосом к аутосомам на уровне 3/4 (в пределах погрешностей). Чем так отличался африканский исход? Ответа на этот вопрос пока нет, но не исключено, что все мы, за исключением африканцев, дети очень небольшого числа женщин и гораздо большего числа мужчин.