Многие люди живо интересуются историей своих предков: расспрашивают родственников, собирают материалы в архивах, чертят родовое древо. Большой удачей считается вычислить всех предков в пределах пятого-шестого колена. Теперь на помощь к историкам и архивистам приходят генетики. Они предлагают каждому человеку узнать свою родословную… на 2000 поколений назад!
С чем обычно ассоциируется у людей генетика? С изучением наследственности и наследственных заболеваний, с пресловутыми «генетически модифицированными организмами». Но помимо этого разработки генетиков могут существенно выявить основные этапы развития человечества, в том числе рассказать о весьма отдаленных событиях прошлого.
Историческая наука очень осторожно говорит о самых ранних этапах существования человечества: источников маловато. Письменность появилась сравнительно поздно, археологических находок, свидетельствующих о жизни человечества на заре существования немного. Именно поэтому в научном мире регулярно вспыхивают сенсационные скандалы, когда какой-нибудь археолог, обнаружив неизвестный ранее фрагмент черепа древнего человека, пытается радикально «переписать» историю, порой меняя датировку зарождения человечества на сотни тысяч лет.
Возможно, что в ближайшее время история homo sapiens будет еще раз серьезно «переписана». Но на этот раз возмутителями спокойствия станут не археологи, а генетики. Именно они догадались, что история человечества хранится в самом человеке, а точнее в его генах.
В поисках мутаций
Как известно, ген – это носитель наследственной информации, совокупность которой родители передают потомкам во время размножения. При этом каждый человек половину наследственной информации получает от отца, а половину – от матери. Разумеется, что таким образом ему достаются по наследству и гены более далеких предков: бабушек и дедушек, прабабушек и прадедушек и т.д. В конечном счете, геном каждого человека – это мешанина из генов его далеких предков.
Казалось бы, как тут можно проследить историю человечества? Однако ученых особо заинтересовали две наследственных цепочки: Y-ДНК (Y-хромосома) из ядра клетки, которая есть только у мужчин и передается строго по мужской линии, и мтДНК (митохондриальная ДНК), которая содержится вне ядра в особых образованиях – митохондриях, вырабатывающих энергию для клетки. МтДНК есть и у женщин, и у мужчин, но передается только по женской линии.
Получается, что в Y-ДНК хранится наследственная информация по прямой мужской линии (отец – дед по отцовской линии - отец деда), а в мтДНК – по прямой материнской линии (мать – бабушка по материнской линии – мать бабушки). Самое ценное, что генетическая информация в этих ДНК копируется практически без изменений. Теоретически у любого современного человека она должна быть точно такой же, как у любого его предка по указанной прямой цепочке.
Нюанс в том, что гены (а это, по сути, участки ДНК) иногда могут подвергаться мутациям. Если мутация происходит с геном, имеющим какие-то важные функции в организме, последствия бывают серьезными: если это нарушение приводит к смерти человека, то мутировавший ген уже не передается его потомкам (как по Дарвину, естественный отбор в действии). Однако около 95% генов человека относится к так называемой «мусорной ДНК». Это означает, что ученые не могут определить, какие функции в организме несут эти гены. И очень вероятно, что особой функции у них просто нет, это действительно «генетический мусор». Если мутации подвергается ген из «мусорной ДНК», то никаких проблем это человеку не приносит. Однако его потомки наследуют уже не обычный ген, а мутировавший.
Изучая Y-ДНК и мт-ДНК, генетики как раз ищут мутировавшие участки, которые они называют «маркерами». Каждая мутация происходит в определенное время в определенном месте. Соответственно, отследив, какие маркеры присутствуют или отсутствуют у определенного человека, можно понять, где и когда жили его предки по прямой мужской и по прямой женской линии.
Так, например, ученым удалось узнать, что мутация, которая известна как маркер М45, произошла на территории Центральной Азии примерно 35 тысяч лет назад, а мутация М17 случилась где-то 10-15 тысяч лет назад на территории современной Украины. Это означает, если у человека в геноме есть оба этих маркера, то можно утверждать, что его прямые предки по мужской линии точно жили именно в эти эпохи на этих территориях.
100 тысяч лет одиночества
Куда же ведут конечные линии этих длинных цепей прямого родства? Ученым удалось выяснить и это. По их подсчетам, в конце мужской цепочки находится «молекулярно-биологический Адам» (его гены оказались самыми стойкими: они есть у всех людей на планете), который жил где-то на территории современной Африки 90.000-130.000 лет назад. Ну а прародительницей всех людей может считаться «митохондриальная Ева», которая также жила в Африке, но задолго до «Адама» - примерно 150.000 лет назад.
Ранняя история человечества, по реконструкциям генетиков, отличалась изрядным драматизмом. Израильский математик Саарон Россет, анализируя генетические данные, определил, что более 100 тысяч лет своей ранней истории человечество существовало в виде двух раздельных групп, обитавших в разных районах Африки, причем все это время группы были изолированы друг от друга. Первоначально древние племена людей жили в восточной части Африки, но где-то 150 тысяч лет назад часть людей пошла на юг. Однако затем на континенте поменялся климат, начались страшные засухи, так что путь назад оказался отрезан пустыней. В итоге две группы людей тысячелетиями жили отдельно друг от друга, пока климат не поменялся снова. Тогда племена снова воссоединились и начали расселяться по другим континентам.
Как утверждают все те же данные генетики, примерно 70 тысяч лет назад человечество вообще было на грани вымирания, так как из-за тяжелых климатических условий в живых осталось менее 2000 человек (хуже всего пришлось тем, кто после разделения остался на востоке Африки). Однако всё обошлось, человечество выжило.
Потри за щечкой – получишь ДНК
Откуда же берутся генетические данные, по которым ученые столь смело реконструируют историю цивилизации? До недавнего времени материалов для такого рода исследований было слишком мало. Однако ситуация изменилась в 2005 году, когда Национальное географическое общество совместно с компанией IBM объявили о создании «Генографического проекта», в рамках которого планируется за 5 лет собрать и обработать более 100 тысяч образцов ДНК у представителей разных народов мира. Столь масштабное исследование позволяет выявить историю расселения человечества с момента возникновения до наших дней. С каждым годом картина становится все четче и интересней, уже сейчас на сайте проекта доступна интерактивная карта, показывающая основные этапы пути наших предков по всему миру.
Любопытно, что принять участие в исследовании может любой желающий. Заплатив около 100 долларов, можно получить от организаторов проекта комплект для сбора анализов: специальную щеточку и пробирку. Щеточкой потереть внутреннюю сторону щеки, после чего поместить взятую пробу в пробирку. Из нее возьмут генетический материал. После анализов добровольцу пришлют данные результатов (имеющиеся маркеры). Введя полученные данные в базу данных на сайте проекта, можно увидеть индивидуальную карту миграции своих предков по прямой мужской или прямой женской линии. Также можно узнать, в каких странах живут ваши родственники (люди с таким же или очень близким набором маркеров).
Геногеография обещает совершить прорыв в изучении истории человечества, однако надо признать, что не все ученые разделяют энтузиазм организаторов подобных исследований. Многие антропологи и археологи считают, что их находки показывают ошибочность многих геногеографических реконструкций. Нет единства и среди генетиков, некоторые из них считают, что расчеты частоты генетических мутаций, отраженных в ДНК, сделаны некорректно, что может привести к ошибкам в датировках на десятки тысяч лет. В любом случае равнодушных нет. И даже если сейчас вычисления ученых не вполне точны, почти наверняка расцвет геногеографии еще впереди. А это значит, что скоро гены откроют еще больше секретов истории человечества.