Тайна генов

В школе показывают схему эволюции человека, по которой можно понять, кто наши предки. Но современные исследования доказали, что она не совсем правдива. Кем на самом деле приходятся нам неандертальцы? Какие полезные качества подарили нам гены предков? И чью тайну еще только предстоит разгадать ученым? На эти вопросы ответил Михаил Гельфанд в лекции «Опасные связи, или Роман в генах: кроманьонцы, неандертальцы и денисовцы».

Ядерная и митохондриальная ДНК

Генетический материал клетки в основном представлен хромосомами, расположенными в ядре. Вместе они составляют ядерный геном. Однако ДНК находится также и в митохондриях. В каждой из них зашифровано лишь 17 тысяч нуклеотидов (всего в геноме человека их больше 3 миллиардов). Но в клетке сотни митохондрий. Поэтому когда ученые смотрят на древнюю ДНК, то вначале изучают геном митохондрии. Первые неандертальские фрагменты выявлены таким способом. Еще одна особенность митохондрий — они передаются по материнской линии.

Неандертальцы

Изучая ДНК, исследователи получили доказательства, что неандертальцев нельзя считать предками кроманьонцев (современных людей). Сначала это определили антропологи.

В 2010-м появился черновой вариант генома неандертальца. Он сделан по костям нескольких человек. Основной неандерталец — из пещеры Виндия (Хорватия). Еще были фрагменты худшей сохранности из Эль-Сидрона (Испания), из долины реки Неандер (Германия) и из пещеры Мезмайская (Россия). Выяснилось, что только 1–4 % генома евро­азиатов восходит к неандертальцам.

Сейчас считается, что неандертальцы полмиллиона лет назад отделились от ветки, которая ведет к нам, и расселились в Евразии. За ними пришли кроманьонцы. Какое-то время материк населяли оба вида, но позже неандертальцы исчезли.

Денисовцы

В Денисовой пещере на Алтае в 2008 году нашли остатки фаланги мизинца. По геному, выделенному из нее, определили ранее неизвестный вид людей из параллельной нам ветки. Их назвали денисовцами. Обнаружилось, что самым старым костям 110 тысяч лет, самым молодым — 50 тысяч лет. Это значит, что популяция денисовцев в пещере была стабильна. При этом самым ранним орудиям из нее 300 тысяч лет, а хорошо обработанным подвескам 50 тысяч лет.

Митохондриальный и ядерный геномы различны. Денисовцы и неандертальцы служат примером. По ядерному геному они ближайшие родственники, но митохондриальный у них разный, и разделились они миллион лет назад.

Не было найдено ни одной крупной кости денисовца. Поэтому для построения их скелета международная группа генетиков под руководством специалистов из Еврейского университета в Иерусалиме взяла много современных людей и определила варианты генов, которые влияют на формирование костей. Результаты проверили на неандертальцах, а потом применили методику к денисовским генам, получив их скелет.

Гибриды

У детей одни хромосомы приходят от папы, другие — от мамы. Однако они могут порваться и объединить в себе обе родительские. Такое происходит часто, поэтому невозможно найти у людей целой неандертальской хромосомы. Однако количество хромосом не уменьшается с поколениями, они только становятся короче. По длине фрагментов можно понять, как давно произошла гибридизация. Например, в пещере Оасе (Румыния) нашли челюсть (40 тысяч лет). Судя по длине неандертальских фрагментов, прошло лишь 4–6 поколений от гибридизации. Как между Пушкиным и его прадедом Абрамом Ганнибалом.

Два года назад в Денисовой пещере обнаружили зуб девочки. Выяснилось, что ее отец денисовец, а мама неандерталка. Далее стали оценивать древность разных костей в пещере, а также геномов из почвы. По времени неандертальские и денисовские пересекались. Таким образом, в пещере жили то одни, то другие, а иногда и все вместе.

Неизвестный

Изучение генов определило и новую загадку. У южноафриканских и центральноафриканских пигмеев, тибетцев, людей, живущих в Индии, и денисовцев есть фрагменты генома, происхождение которых неясно. Их источник отделился от остальных людей где-то миллион лет назад во времена Homo erectus. Так получается, что 1 % денисовских геномов неизвестного происхождения. Из них 15 % получили и кроманьонцы. И кто этот неизвестный, еще предстоит узнать.