Цивилизация
Секвенированием ископаемых ДНК уже никого не удивишь. 14 лет назад ученые впервые объявили о расшифровке последовательности из митохондриальной ДНК неандертальцев, год назад – о полной расшифровке митохондриального генома, а в феврале этого года Сванте Пеэбо из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка и его интернациональный коллектив отметились полным секвенированием ядерного генома. Эти исследования, поначалу ставшие демонстрацией возможностей современной молекулярной биологии, рассказали о наших сходствах и отличиях с древними людьми.
Сейчас же мы становимся свидетелями того, как качество переходит в количество: расшифровав 5 митохондриальных геномов, всё та же команда ученых смогла примерно определить размеры всей популяции неандертальцев —
оказывается, их количество на всей планете не превышало 70 тысяч.
«Герои» публикации в Science всё те же – из их останков Пеэбо уже восстанавливал целый ядерный геном. Это образцы из хорватской пещеры Виндия 38-тысячелетней давности, 43-тысячелетний мужчина из испанской пещеры Эль-Сидрон, ребенок из Мезмайской пещеры в Краснодарском крае, образцы тканей которого возрастом 60–70 тысяч лет и предоставили антропологи Любовь Голованова и Владимир Дороничев из Лаборатории доистории в Санкт-Петербурге. Венец коллекции – человек из долины реки Неандер, который определил весь вид и дал ему название. Пятым стал ещё один образец из долины этой реки, а контрольным — уже расшифрованный геном, основу которого составлял другой образец из Хорватии.
Такая разница в темпах секвенирования (13 лет на первый геном и полгода на ещё 4) объясняется в первую очередь совершенствованием, а по этой причине и удешевлением технологий: каждый митохондриальный геном обошелся всего в $8 тысяч по сравнению с миллионами, затраченными на первый.
Во-вторых, у ученых уже была своеобразная «контурная карта», на которую они и накладывали вновь прочитанные участки.
Кроме того, постоянно обновляющаяся база данных позволила эффективнее исключать мусор: несмотря на то что образцы тканей замораживали сразу после извлечения, туда попадали бактериальные, вирусные и даже человеческие цепочки.
После этого специалистам осталось только сравнить секвенированные цепочки между собой: к их удивлению, на 15,5 тысячи букв генетического кода нашлось всего лишь нашлось 55 отличий – это примерно 20 отличий между любыми двумя митохондриальными геномами. У любой пары из 100 современных людей, которых включили ради контроля, таких отличий примерно 60.
То есть неандертальцы в три раза менее генетически разнообразны, чем люди современного типа.
Конечно, мы с ними принадлежим к разным видам, но ранее показанное совпадение наших ядерного и митохондриального геномов почти на 100% вкупе со схожей моделью поведения и позволило ученым сделать несколько выводов.
Во-первых, генетическая однородность на пространствах от Европы до Сибири и временном интервале от 38 до 70 тысяч лет назад ставит под сомнение предыдущие предположения о том, что неандертальцы жили небольшими изолированными группами, редко контактировавшими друг с другом. Ведь изоляция даже на несколько тысяч лет неизбежно бы привела к появлению куда более существенных отличий. Впрочем, митохондриальный геном, передающийся по материнской линии вместе с митохондриями яйцеклетки, обладает большей стабильностью, нежели ядерный, так что предположения о тесном контакте групп остаются пока на уровне гипотез.
Во-вторых, обнаруженное разнообразие соответствует эффективной популяции примерно в 3500 женщин на всех неандертальцев.
С учетом такого же количества мужчин получается тысяч 7, что намного меньше предыдущих оценок, минимальная из которых – 10 тысяч. Но это лишь «эффективная численность популяции» — количество особей, участвующих в воспроизведении в данный момент. Реальная же численность вида в любой момент с учетом продолжительности жизни составляла около 70 тысяч особей.
Возможно, это и предопределило их судьбу. Хотя ключевой фактор, приведший к исчезновению вида, до сих пор оспаривается антропологами, семьдесят тысяч – недостаточное количество, чтобы противостоять холоду, более совершенным кроманьонцам или другим напастям. Да и вероятность того, что среди этой скромной группы найдется хоть один устойчивый к новой инфекционной болезни, гораздо меньше.