Узнай о своих генах. Азбука для небиологов - Эррол К. Фридберг
Глава 12
Древняя ДНК
Сванте Пэабо, шведский биолог и признанный авторитет эволюционной генетики, считается одним из основателей палеогенетики – науки, которая использует методы генетики и геномики для изучения первобытных людей и других популяций древнего прошлого. С 1977 года Пэабо руководил отделом генетики в Институте эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге в Германии. В 2014 году вышла его книга «Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов»[7], в которой он рассказывает историю исследований в его лаборатории.
В книге «Краткая история всех, кто когда-либо жил» британский ученый, писатель и телеведущий Адам Резерфорд[8] пишет, что согласно традиционной палеоантропологии (изучение первобытных людей, основанное на детальном исследовании костной ткани) считалось, что современные люди (Homo sapiens) достигли Европы примерно 60 000 лет назад, когда неандертальцы там уже обосновались, но жили небольшими сообществами. Исследование костей неандертальцев свидетельствует о том, что их анатомия отлична от нашей. «Они были ниже ростом, более плотного телосложения, коренастые, с объемной грудной клеткой, с более широкими носами и более выраженными надбровными дугами». Резерфорд отмечает, что «в просторечии неандертальцы – это синоним грубых пещерных людей, агрессивных низколобых тупиц. На самом деле в XIX веке немецкий биолог Эрнст Геккель предложил дать название Homo stupidus (человек тупоумный) одному из образцов скелета».
Однако, по мнению Резерфорда, «нет доказательств того, что они были именно такими и значительно отличались от нас. Они охотились, разделывали и готовили крупную добычу». И «есть свидетельства тому, что последние 100 тысяч лет они шили, делали одежду и украшения, а эти навыки предшествуют появлению анатомически современных людей, то есть неандертальцы скорее всего развили их сами, а не научились от «новых детей в квартале» (от «новичков-соседей»). Резерфорд также подчеркивает, что «мозг у неандертальцев был больше, чем у нас, и хотя в целом объем черепной коробки прямо не пропорционален интеллектуальным способностям, больший мозг приматов говорит о его большей сложности!» Может, стоит извлечь из-под замка неопровержимое доказательство и признать, хотя это и не слишком радостно, что неандертальцы интеллектуально превосходили нас?
Рис. 12.1. Сванте Пэабо
В 1997 году Пэабо с коллегами сообщили о секвенировании митохондриальной ДНК (мтДНК) неандертальца, полученной из ископаемого, обнаруженного в долине Неандер в Германии. Последовательность ДНК неандертальца имеет больше общего с современной мтДНК человека, чем с шимпанзе, что неоспоримо доказывает тот факт, что неандертальцы были частью эволюционной линии человека. Однако были и существенные различия между последовательностью мтДНК неандертальца и примерно тысячью последовательностей мтДНК современного человека.
Впоследствии мтДНК восстановили и секвенировали из двух других образцов неандертальца. В результате всех этих исследований Пэабо пришел к выводу, что, хотя неандертальцы и принадлежали к тому же эволюционному древу, что и люди, неандертальская ветвь на этом древе расположена далеко от ветви современных людей. На основании этих наблюдений можно предположить, что примерно 40 000 лет назад люди встретились с неандертальцами, но современные люди скорее уничтожали неандертальцев, чем скрещивались с ними.
В последующих исследованиях Пэабо и его коллеги секвенировали участок ядерной ДНК фрагмента кости неандертальца, найденной в пещере в Хорватии, возраст которой насчитывает примерно 40 000 лет и которая хранится в музее в Хорватии. В 2010 году Пэабо с соавторами опубликовали анализ двух миллионов оснований – около 50 % генома неандертальца, и сравнили последовательность его ДНК с последовательностями пяти современных людей из разных частей света. Результаты показали, что, в отличие от людей, чьи давние предки мигрировали из Африки в Европу, неандертальцы в Африке никогда не жили. Однако сравнение последовательностей ядерной ДНК говорит о том, что неандертальцы и люди все же скрещивались в период, когда существовали одновременно примерно 75 000 лет назад, предположительно на Ближнем Востоке.
Предварительные исследования свидетельствуют о том, что 99,7 % основных последовательностей геномов современного человека и неандертальца идентичны, а совпадение последовательностей ДНК человека и шимпанзе составляет 98,8 %. Неудивительно, если окажется, что генетически мы ближе к неандертальцам, чем к шимпанзе!
Группа исследователей во главе с Пэабо сообщила также о большой последовательности ДНК генома, извлеченного из фрагмента кости женщины, жившей примерно 50–100 тысяч лет назад в Денисовой пещере в горах Алтая в Сибири. Эта последовательность не относится ни к человеку, ни к неандертальцу, что доказывает существование еще одной группы гоминидов, так называемых денисовцев, которые находятся в более близком родстве с неандертальцами, чем с людьми.
В 2007 году в ДНК неандертальца были обнаружены мутации гена FOXP2, отвечающего за речь, которые идентичны таковым у современного человека, на основании чего можно предположить, что неандертальцы могли иметь общие с современным человеком базовые языковые способности.
Глава 13
Когда и как ДНК появилась на Земле?
Когда и как появилась ДНК с большим набором геном в качестве носителей живого? Этот вопрос существует уже давно, но определенного ответа на него пока нет. Попытаюсь дать вам представление о сложности этого вопроса, а также изложу некоторые мысли и предположения по этому поводу.
По современным представлениям, жизнь началась с РНК, а в какой-то назревший момент жизнь на основе РНК переключилась на ДНК, поскольку ДНК оказалась более подходящим вариантом для хранения информации. Однако есть и другие точки зрения относительно появления ДНК на земле. Не так давно появилась статья английского писателя Майкла Маршалла, озаглавленная «ДНК могла существовать задолго до появления самой жизни»[9], в которой автор заявляет: «Химики близки к тому, чтобы доказать, что строительные кирпичики ДНК можно формировать самопроизвольно из химических веществ, которые, как считается, могли существовать уже на первозданной Земле». Если это так, то это и есть ответ на вопрос о происхождении жизни на нашей планете. В 2009 году после десятилетий упорного труда исследователи наконец сумели создать РНК, используя химические вещества, которые могли существовать на Земле ее ранних эпох. Это достижение говорит о том, что РНК могла сформироваться спонтанно, и подтверждает гипотезу о зарождении жизни в мире РНК и последующем ее переключении на ДНК. Но есть и другое предположение, согласно которому жизнь могла начаться одновременно в обоих мирах – и РНК, и ДНК, эти два мира перемешались, а в конечном итоге разъединились. В конце статьи Маршалл цитирует Мэтью
