Неандертальские гены у нас в крови
Профессор Сванте Паабо (Svante Pääbo) из Института эволюционной антропологии Макса Планка установил, что в генах современных людей содержится от 1 до 4% неандертальских «примесей». Свои результаты Паабо и коллеги опубликовали в последнем выпуске журнала Science. Группа Сванте Паабо — признанные лидеры в этой области; они изучают геном неандертальца уже несколько лет, а недавно им удалось разработать достаточно тонкий метод анализа, чтобы сделать такой вывод.
По мнению исследователей, смешанные браки между людьми и неандертальцами заключались около 45 тысяч лет назад, то есть уже после того, как Homo sapiens и Homo neanderthalensis вышли из Африки и начали мигрировать в другие части света. Этот вывод был сделан на основании сравнения генома неандертальца с геномами 25 современных людей, живущих в разных странах: следов смешения с неандертальцами нет только в ДНК коренных африканцев.
Неандертальцы — самый близкий к людям вид гоминидов. Долгое время их вообще считали предками Homo sapiens, однако позже ученые выяснили, что это все же боковая ветвь в эволюционной истории рода Homo, то есть они, скорее, наши кузены. Неандертальцы появились на Земле около 130 тысяч лет назад, и примерно 100 тысяч лет они делили планету с нашими предками.
Потом, по не ясным до конца причинам, Homo neanderthalensis вымерли. Считается, что они проиграли людям в борьбе за существование, причем если одни специалисты полагают, что Homo sapiens смогли более успешно приспособиться к окружающей среде, то другие уверены, что наши предки активно способствовали вымиранию «братьев по разуму».
Еще один вопрос, который интересует специалистов не меньше, чем причины исчезновения неандертальцев: скрещивались ли они с людьми? Узнать об этом можно по их ДНК: если у Homo sapiens и Homo neanderthalensis были общие дети, потомки которых дожили до наших дней, то в генах таких «гибридов» обязательно обнаружится «примесь» неандертальца.
До недавнего времени проведение таких исследований было невозможным: ученые не располагали надежными методами выделения ДНК из ископаемых останков. ДНК в таких образцах сильно разрушена, и, кроме того, в ней содержится огромное количество посторонних нуклеиновых кислот, оставшихся от бактерий и грибов, размножавшихся в древних костях.
Однако в последние несколько лет технологии работы с древней ДНК стали бурно развиваться: так, исследователи смогли выделить и определить полную геномную последовательность мамонта, а также нескольких вымерших представителей рода Homo (об одном из них, так называемом «Денисове», тоже исследованном Паабо, «Сноб» недавно писал).
Ученые исследовали останки неандертальцев, найденные в Хорватии, России и Испании. Возраст всех костей составлял около 40 тысяч лет. В феврале 2009 года им удалось определить последовательность 60% ДНК неандертальца; это все, чем мы пока что располагаем.
Паабо и его коллеги решили использовать полученную последовательность для выяснения вопроса о смешении неандертальцев и людей. В решении этой задачи ученым помогли добровольцы — представители разных народов (от французов до папуасов Новой Гвинеи) и шимпанзе. Нет, ученые не использовали обезьян ни для каких противоестественных опытов — им нужна была только ДНК нашего ближайшего обезьяньего родственника и теория Дарвина, которая утверждает, что люди, неандертальцы и обезьяны произошли от общего предка.
Все просто. Сначала от общего эволюционного дерева, ведущего к Homo sapiens, около 5 миллионов лет назад отделилась ветвь шимпанзе, потом — от 270 тысяч до 400 тысяч лет назад — ветвь неандертальцев. Для генетиков вся эта ветвистая эволюционная ботаника означает, что если в генах шимпанзе, человека и неандертальца присутствует одна и та же мутация, то, скорее всего, она произошла у их общего предка. В том случае когда человек и шимпанзе несут один ген, а у неандертальца он изменен, генетики заключают, что это изменение (мутация) произошла уже после того, как предок неандертальца разошелся с предком человека разумного.
А как будет выглядеть картина, если неандерталец и человек полюбят друг друга и заведут детей? Правильно: в этом случае в ДНК Homo sapiens будут присутствовать некоторые мутации, которые произошли у неандертальца уже после того, как он выделился в отдельную ветвь. Имея на руках эту информацию, ученые могут из сравнения геномов неандертальцев и людей сделать вывод об их связях. Именно так и был получен результат: 1-4% наших генов — от неандертальцев; примесей нет только у африканских племен, которым исторически удалось «разминуться» с неандертальцами.
Имея на руках расшифровку генов неандертальца, Паабо и его сотрудники провели еще одну работу. Они исследовали гены, которые отличают двух представителей рода Homo друг от друга и представили итоги своих изысканий во второй статье в Science. Ученые нашли 78 мутаций, которые произошли у предков современных людей уже после разделения с неандертальцами.
Часть статьи не может быть отображена, пожалуйста, откройте полную версию статьи.
Никаких радикальных изменений, которые однозначно давали бы людям преимущество над неандертальцами, исследователи не обнаружили, но все равно полученные ими данные весьма интересны. Так, у предков Homo sapiens произошли изменения в гене, контролирующем биение жгутика сперматозоида (здесь открывается широкий простор для теоретизирования о том, какое эволюционное значение имело это изменение), а также в гене, кодирующем белки, которые необходимы для затягивания ран. Надо надеяться, эти результаты — только начало, и ученые смогут найти весь набор тех мутаций, которые в конечном счете определили тип современного человека.