Книга: Одиссея генов. Захватывающая история человечества, извлеченная из ДНК
Назад: 60 тысяч лет назад Предки африканских пигмеев
Дальше: 40 тысяч лет назад Тем временем в Азии...

40 тысяч лет назад
Homo sapiens прибывает в Европу

Возраст самых древних из найденных в Европе ископаемых останков человека современного типа — 40 тысяч лет. В Италии были найдены зубы, которые сначала приписывали неандертальцам, а затем Homo sapiens; их откопали в пещере Кавалло. В Румынии, на стоянке в Пештера-ку-Оасе («пещера с костями»), обнаружили кости, которые датируются приблизительно 40–35 тысячелетиями до н. э. Во Франции самые древние человеческие останки были найдены на пещерной стоянке Кро-Маньон (cros на окситанском языке означает «полый») в Дордони. Им от 28 до 30 тысяч лет.
Как и все люди на планете в ту эпоху, эти первые европейцы были охотниками-собирателями. И, как и в Африке более 70 тысяч лет назад, первые европейцы развивали символическую культуру, создавали удивительные наскальные изображения и мастерили искусно обработанные предметы. Одно из лучших произведений доисторического искусства — знаменитая Венера Леспюгская с ее роскошными, красиво очерченными формами; ей 23 тысячи лет, но выглядит она на удивление современно. Меня всегда изумляло, что произведения искусства, созданные людьми в таком далеком прошлом, продолжают впечатлять и сегодня. Как будто наши эстетические предпочтения со временем не изменились.
Маленькие группы
Как выглядели эти люди? И сколько их было? В последние годы тщательное изучение доисторических стоянок сопровождается многочисленными исследованиями древней ДНК. Европа с ее мягким климатом — один из тех регионов, которые дают палеогенетикам наилучшую возможность исследовать древнюю ДНК (в жарком климате она разрушается). И хотя эти исследования нисколько не переписали историю колонизации Европы, уже хорошо известную ученым, которые занимаются доисторическим периодом, они дали ценнейшие сведения о первых европейцах, в частности о том, что жили они в степях небольшими общинами.
Сегодня мы располагаем достаточным количеством ДНК, чтобы оценить масштабы генетических различий между популяциями. И результаты изумляют: в этом отношении популяции запада и востока Европы сильно различаются между собой. Это довольно неожиданно, поскольку в масштабах этой части света прослеживается определенная культурная однородность. Например, 30 тысяч лет назад по всей Европе распространились антропоморфные фигурки. О ком вам напоминает этот парадокс — культурная близость и генетическая пропасть? Конечно, о пигмеях, также разделившихся на две группы с одинаковыми методами охоты, но различным геномом!
Этот феномен получил количественную оценку: генетические различия между популяциями первых европейцев, конечно, были гораздо значительнее тех, что существуют между большей частью современных популяций в пределах одной географической зоны, но сопоставимы с теми различиями, которые отмечаются между популяциями охотников-собирателей. Какой вывод из этого следует? Что социальная организация первых европейцев сопоставима с той, которую мы видим у современных охотников-собирателей: они жили маленькими группами (по несколько десятков человек) и смешивались посредством браков с общей популяцией, состоявшей из нескольких сотен мужчин и женщин. Это не означало ограниченной мобильности, например, в плане охоты.
Фоторобот первых европейцев
Если рост и телосложение первых европейцев можно определить по их скелетам, то об их внешности кости, разумеется, ничего не рассказывают. Какого цвета была их кожа? А глаза, а волосы? В кинофильме «Борьба за огонь» и в большинстве документальных фильмов первые европейские Homo sapiens показаны белокожими. Так вот, сценаристам придется пересмотреть эту деталь, поскольку исследователи из лондонского Музея естественной истории выяснили, что довольно долго среди европейцев преобладали люди с темной кожей и голубыми глазами!
В 2018 году эта новость занимала первые полосы газет. Ученые пришли к такому заключению, исследовав ДНК чеддарского человека — это самый полный и самый древний скелет, найденный в Великобритании (посетители музея могут увидеть его в экспозиции). Но как ученые сделали этот вывод по одной лишь ДНК? Дело в том, что цвет кожи зависит прежде всего от количества меланина — пигмента, содержащегося в клетках кожи. Темная кожа, богатая меланином, больше подходит для жизни там, где много солнца, тогда как светлая кожа лучше приспособлена для высоких широт, где свет слабее. Почему? Потому что меланин защищает от ультрафиолетовых лучей, разрушающих фолаты — питательные вещества, необходимые для клеточного деления и играющие важнейшую роль в эмбриогенезе (при формировании нервной системы) и сперматогенезе. Следовательно, под палящим солнцем лучше иметь темную кожу, поскольку меланин блокирует большую часть УФ-лучей А (преобладающих в солнечном спектре).
Зато в высоких широтах полезно иметь светлую кожу: УФ-лучи B глубже проникают в кожу и стимулируют выработку витамина D. Ведь человек, не получающий его в достаточном для обмена веществ количестве, подвержен риску рахита. Нет ничего удивительного в том, что этими двумя важнейшими потребностями нашего организма (защищаться от УФ-лучей А и вырабатывать витамин D) объясняется, почему современный градиент оттенков кожи соответствует карте инсоляции.
Приспособиться к солнечному облучению
С момента зарождения нашего вида в Африке большая часть его эволюции происходила в разных условиях, в тропическом и субтропическом климате, но всегда в регионах с интенсивной инсоляцией. Так что первые африканские Homo sapiens были темнокожими. В геноме африканцев заметны следы адаптации к сильному солнечному облучению. Вероятно, она происходила около 1,2 миллиона лет назад, когда, как считается, на теле людей исчезли волосы, защищавшие кожу от солнца.
Позднее, во время колонизации Европы, первые Homo sapiens оказались в условиях с меньшим количеством солнечного света, и начались мутации, из-за которых цвет кожи светлел. Хотя в выработке меланина участвуют 150 генов, в настоящее время идентифицировано лишь несколько генов, объясняющих часть различий в цвете кожи (помимо загара). Опираясь на наши знания о современных популяциях Европы, можно попытаться угадать, каким был цвет кожи первых европейцев. Но увлекаться не стоит: не исключено, что эти люди были носителями вариантов генов, связанных с таким цветом кожи, который у современных людей не встречается. Тем не менее известны два гена, играющие важную роль в том, что у современных европейцев кожа более светлая: это SLC24A5 и SLC45A2.
Почти в десятке человеческих останков (в том числе из грота Виллабруна в Италии и из Дольни-Вестонице в Чехии) сохранилась ДНК достаточно хорошего качества, чтобы ученые могли отыскать варианты этих генов. Исследования показали, что у первых западных европейцев, несомненно, была темная кожа — чего и следовало ожидать, поскольку мы пришли из Африки. Но что произошло потом?
До анализа древней ДНК считалось, что естественный отбор, ведущий к более светлому цвету кожи, начался с прихода этих людей в Европу. Затем исследователи из лондонского Музея естественной истории доказали, что темный цвет кожи сохранялся до позднего доисторического периода. Действительно, чеддарский человек жил 9100 лет назад (Англия заселялась значительно позднее континентальной Европы), стало быть, в то время некоторые европейцы еще были очень смуглыми. И темный цвет кожи встречался еще 5700 лет назад, как совсем недавно доказала… жвачка из березовой смолы, из которой удалось извлечь ДНК женщины, жившей на территории современной Дании.
Тайна цвета глаз
Палеогенетики не ограничились цветом кожи. Они сумели частично определить цвет глаз, изучив варианты гена HERC2, один из которых отвечает за голубой цвет глаз. И сделали однозначный вывод: голубые глаза у первых европейцев были нормой. Мутация, вероятно, произошла около 40 тысяч лет назад. Словом, темная кожа и голубые глаза — вот характерные черты первых европейцев. Сегодня это сочетание для нас скорее не типично — модели с такой внешностью красуются на обложках журналов!
И все же не стоит думать, будто все жители Европы выглядели одинаково. Переход к более светлой коже не был равномерным по всей части света. Считается, что одна из двух мутаций, дающих светлый оттенок кожи, возникла примерно 29 тысяч лет назад, возможно, на востоке Европы или на Ближнем Востоке, то есть задолго до рождения темнокожего чеддарского человека; для более точной географической локализации требуются новые исследования.
Таким образом, даже в позднем палеолите и в мезолите (6000–9000 лет до н. э.) все еще сохранялись различия между западными европейцами, темнокожими и голубоглазыми, и восточными. Например, человеческие останки из Карелии содержат аллель одного из двух «светлых» генов и один «темный» ген. У этого человека, вероятно, был средний между темным и светлым оттенок кожи и карие глаза — в отличие от голубоглазых и светлокожих обитателей уральских степей (возможно, еще и светловолосых). Таким образом, у восточноевропейских охотников-собирателей кожа была светлее, чем у их западных сородичей.
Скажите мне, что вы едите…
Чем объясняются эти различия? Известно, что на цвет кожи влияет не только инсоляция, но и питание. Так, у инуитов, живущих на Крайнем Севере, кожа, казалось бы, должна быть очень светлой, но в действительности она у них довольно смуглая. Дело в том, что их пища богата витамином D, который содержится в морепродуктах (инуиты питаются главным образом морскими млекопитающими), и это ослабляет давление отбора, его воздействие на эпидермис.
Вероятно, и рацион первых европейцев был богат витамином D благодаря рыбьему жиру, мясу морских млекопитающих и северного оленя. В конечном счете переход к светлой коже по-настоящему начался тогда, когда содержание витамина D в рационе уменьшилось. Некоторые ученые полагают, что это произошло лишь в промежутке между 10 и 15 тысячелетиями до н. э. Как правило, от начала давления отбора до заметного увеличения частотности соответствующего генетического признака проходит немало времени, так что переход к светлой коже мог начаться и раньше.
Путешествуя по Европе 10 тысяч лет назад, вы встретили бы людей с самой разной внешностью — в том числе и рыжих. Сейчас ученые только начинают знакомиться с историей этого редкого цвета волос, который всегда привлекал внимание. Он также зависит от пигментов, о которых я говорила выше. Дело в том, что меланин влияет не только на цвет кожи, но и на цвет волос, волосков на теле и глаз. Однако существует два вида меланина: эумеланин, количеством которого определяется более или менее темный оттенок кожи, и феомеланин, который влияет на оттенки от желтого до красного.
У темноволосого человека больше эумеланина, у светловолосого или рыжего преобладает феомеланин. И именно феомеланин, в виде маленьких частиц в коже, приводит к появлению веснушек. Рыжий цвет волос в основном закодирован в одном из генов: это ген MC1R. Считается, что мутации, приводящие к рыжему цвету волос у человека современного типа, появились 50–100 тысяч лет назад.
Не исключено, что мы унаследовали его в результате скрещивания с неандертальцами: в ДНК двух неандертальцев были найдены образцы гена MC1R, а это позволяет предположить, что они были рыжими. Правда, это не та же самая мутация, что у современных рыжих, а просто другая форма гена MC1R. Кроме того, мутацию выявили только у одного неандертальца из всех, чья ДНК была исследована. В общем, тут трудно что-либо утверждать.
А как насчет цвета кожи неандертальцев? Это сложная задача, поскольку мы знакомы лишь с теми вариантами генов, которые объясняют разницу в цвете кожи у современных народов. Но уже установлено, что у последних на один и тот же фенотип влияют различные мутации. Например, сейчас известно, что более светлый оттенок кожи у европейских и азиатских народов определяют разные мутации.
Вполне возможно, что в прошлом происходили другие мутации, которые влияли на фенотип. Среди известных у человека современного типа мутаций, связанных с цветом кожи, те, что привели к светлому оттенку кожи в Европе или в Азии, по большей части появились слишком недавно, чтобы их носителем мог быть неандерталец: это достояние Homo sapiens. У неандертальцев были обнаружены более древние мутации, выявленные в Африке и связанные с более светлой кожей у одних и более темной у других. Исходя из этого можно предположить лишь средний оттенок кожи. Но нельзя забывать, что у неандертальцев могли быть свои мутации, о влиянии которых на фенотип нам ничего не известно.
Признак красоты?
Почему в доисторической Европе жили рыжие люди? Помимо того факта, что мутация в гене MC1R дает более светлый оттенок кожи и тем самым создает преимущество для усвоения витамина D, трудно найти другое объяснение, почему природа способствовала появлению этого цвета волос. То же самое можно сказать и о голубых глазах. Можно лишь предположить, что их обладатели казались соплеменникам более привлекательными. Уже в 1871 году Дарвин в своем труде «Происхождение человека и половой отбор» предложил альтернативу естественному отбору для объяснения причудливого оперения некоторых птиц. Посмотрим на самца павлина с его броским оперением — нет лучшего способа сообщить о своем приближении хищнику! Если бы еще это украшение помогало павлину уйти от преследования… Чем объяснить этот эволюционный парадокс?
И Дарвин, и современные биологи видят ответ в выборе партнера: самки павлина предпочитают самцов с красивым оперением. Неудобство, которое эта особенность представляет для выживания, компенсируется сексуальной привлекательностью для самок. На первый взгляд теория кажется убедительной, вот только она порождает новый вопрос: почему самки выбирают именно этих павлинов — конечно, более красивых, но менее способных их защитить?
Этот выбор могут объяснить две не исключающие друг друга гипотезы. Первая довольно проста: в потомстве самок, предпочитающих более красивых павлинов, будут самцы с более красивыми перьями, которых в свой черед выберут самки следующего поколения, а значит, павлины с красивыми перьями будут лучше размножаться. Согласно другой гипотезе, так называемой концепции гандикапа, павлин, которому со своими роскошными перьями удалось дожить до зрелого возраста, должен обладать хорошими генами — достаточно хорошими, чтобы компенсировать этот гандикап. Выбирая такого самца, самки обеспечивают своему потомству многообещающий генофонд.
Но люди все-таки не павлины… Тем не менее гипотеза важности эволюционного преимущества некоторых внешних признаков представляется разумной. И она вполне может объяснить рыжие волосы или голубые глаза: это просто особенности, благоприятно влияющие на выбор индивида в качестве полового партнера. Поэтому они и стали чаще встречаться в последующих поколениях, хотя никакой реальной пользы популяциям не приносили.
Сексуальными предпочтениями могут объясняться и некоторые другие особенности, в которых трудно усмотреть эволюционное преимущество: такие, например, как борода, чаще встречающаяся у европейских народов, или раскосые глаза у азиатов. Не исключено, что и интимные связи между сапиенсами и неандертальцами стали следствием чего-то подобного: внешность месье Неандертальца вполне могла очаровать мадам Сапиенс!
Назад: 60 тысяч лет назад Предки африканских пигмеев
Дальше: 40 тысяч лет назад Тем временем в Азии...