Глава 10. Роковые А, Ц, Г и Т Как человечество едва не исчезло с лица Земли?

Глава 10. Роковые А, Ц, Г и Т

^{Как человечество едва не исчезло с лица Земли?}

Мыши, жаренные в масле. Котлеты из пантеры. Пирог с мясом носорога. Хобот слона или крокодил на завтрак. Нарезанная кусочками голова дельфина. Лошадиный язык. Ветчина из кенгуру.

Да, домашняя жизнь Уильяма Бакленда была не самой благообразной. Некоторые посетители его дома в Оксфорде вспоминали прихожую, стилизованную под подземелье, с оскаленными черепами ископаемых монстров. Другие гости вспоминали сновавших вокруг живых обезьян, домашнего медведя, одетого в мантию и кепку для соколиной охоты, или морскую свинку, кусающую гостей за ноги под обеденным столом (по крайней мере, до тех пор, пока в один прекрасный день свинка не была уничтожена домашней гиеной). Коллеги-натуралисты Бакленда в 1800-х годах вспоминали его непристойные лекции о сексе у рептилий. Причем вспоминали отнюдь не только добродушно: так, молодой Чарльз Дарвин считал Бакленда шутом, а газета «Лондон Таймс» намекала, что эксцентричному ученому нужно следить за своим поведением «в присутствии дам». Оксфордцы никогда не забудут, что Бакленд отмочил однажды весной: он выложил на лужайке слово G-U-A-N-O калом летучей мыши, чтобы рекламировать его в качестве удобрения. На этом месте и вправду проросла самая яркая трава, и слово все лето зеленело на газоне.

Однако большинство современников помнило Бакленда как необычного гурмана. Он был библейским геологом, свято верил в историю о Ноевом ковчеге и попробовал на вкус большую часть его обитателей – эту склонность он сам называл «зоофагией». Он считал, что любая плоть и жидкость из любого зверя пригодна для пищи, будь то кровь, кожа, хрящи или что похуже. Однажды в церкви он поразил местного викария, хваставшегося чудотворной «кровью мученика», каждую ночь капавшую с потолка. Бакленд опустился на каменный пол, начал вылизывать пятно и объявил: «Это моча летучей мыши!» Он обнаружил и несколько животных, оказавшихся непригодными в пищу даже для него. «Самым отвратительным на вкус был крот, – вспоминал Бакленд, а потом добавил – Думал я, пока не попробовал мясную муху»[60].

Уильям Бакленд попробовал большинство представителей животного мира

Бакленд мог прийти к зоофагии во время сбора окаменелостей в отдаленных уголках Европы с ограниченным ассортиментом еды. Возможно, он осуществлял сумасбродный план проникнуть внутрь сознания вымерших животных, чьи кости он откопал. Хотя в первую очередь Бакленд просто любил доброе жаркое, сохраняя свою сверхплотоядную диету вплоть до самой старости. Самая удивительная вещь касаемо диеты Бакленда заключается отнюдь не в ее разнообразии. Самое удивительное, что кишечник, артерии и сердце смогли переварить такое количество мяса и за несколько десятков лет не зацементироваться, превратив своего хозяина в выставку «Тайны человеческого тела. XIX век». Наши родичи-приматы и близко не смогли бы выжить на такой диете.

Челюсти и желудки обезьян приспособлены к перевариванию растительной пищи, и дикие их особи – почти стопроцентные вегетарианцы. Некоторые приматы, вроде шимпанзе, стараются ежедневно съедать несколько унций термитов или других мелких существ и порой уплетают на месте небольших беззащитных млекопитающих. Но для большинства обезьян богатая жирами и холестерином пища в буквальном смысле разрушительна: их внутренности приходят в негодность гораздо быстрее, чем человеческие. Приматы, получившие в неволе свободный доступ к мясным и молочным продуктам, часто заканчивали свой век, оглашая зоопарк хрипами, ведь уровень холестерина у них поднимался до 300 мг/л, а артерии закупоривались жиром. Конечно, наши первобытные предки тоже если мясо: каменные ножи близ куч огромных звериных костей попадаются в слишком большом количестве, чтобы быть простым совпадением. Но на протяжении тысячелетий люди – так называемые палеолитические Элвисы[61], бродящие по саваннам, – пострадали от своей любви к мясу не меньше, чем обезьяны.

Так что же в таком случае изменилось, в чем разница между троглодитом из доисторической Африки и оксфордцем Уильямом Баклендом? Разница в ДНК. Человеческий ген ApoE мутировал дважды со времен отделения человека от обезьяны, и это дает нам разные варианты. Прежде всего это наиболее вероятный (хоть и не единственный) кандидат на роль «гена мясоедения». Первая мутация увеличила производительность кровяных клеток-убийц, расправляющихся с микроорганизмами, например со смертоносными микробами, что попадают в организм при поедании сырого мяса. Они также защищают от хронического воспаления, от повреждения коллатеральных тканей, которое происходит, если микробная инфекция уничтожена не полностью. К сожалению, ген ApoE, скорее всего, жертвует нашим постоянным здоровьем ради сиюминутной выгоды: мы можем есть больше мяса, но наши артерии при этом начинают напоминать банки с тушенкой. К счастью для нас, 220 тысяч лет назад произошла вторая мутация, которая помогла расщепить угрожающий нашему здоровью жир и холестерин, тем самым избавив нас от преждевременного одряхления. Более того, выметая пищевые токсины из организма, этот ген укреплял все клетки и делал кости более прочными на разлом, чтобы предотвратить гибель человека в раннем возрасте. Это помогло первобытным людям жить вдвое дольше сидящих на фруктах родичей-обезьян, при этом их питание в сравнении с рационом приматов было настоящим лукулловым пиром.

Прежде чем поздравить себя с приобретением гена ApoE, лучшего, чем у обезьян, отметим несколько моментов. Во-первых, разрубленные кости и прочие археологические находки свидетельствуют о том, что люди начали практиковать мясные обеды задолго до появления гена, способного бороться с холестерином (это случилось примерно 2,5 миллиона лет назад). Соответственно, в течение миллионов лет мы были или слишком глупы, чтобы сопоставить поедание мяса и преждевременную старость, или слишком неизобретательны, чтобы получать достаточное количество калорий без мяса, или же по-звериному невнимательны к себе, поглощая пищу, которая нас убивала.

Еще менее лестным для наших предков является то, что мутировавший ген ApoE обладал бактерицидными свойствами. Археологи нашли заточенные деревянные копья возрастом примерно 400 тысяч лет: с их помощью пещерные мужчины в то время могли приносить домой свежезаготовленный бекон. Но каким же образом люди добывали мясо до этого? Отсутствие надлежащего оружия и тот факт, что новый АроЕ мог бороться с микробами, проживавшими, скажем так, в не слишком свежих кусках падали, намекает на то, что перволюди рылись в мертвых тушах и поедали гнилые остатки мяса. В лучшем случае мы ждали, пока хищники убьют добычу, а потом отпугивали их и забирали еду – это тоже сложно назвать благородным занятием. Что ж, по крайней мере, мы таким образом попали в хорошую компанию. Ученые ведут дебаты на схожую тему, посвященную тираннозавру: был ли он альфа-самцом и грозой мелового периода либо же гнусным браконьером-шакалом.

И снова ДНК принижает наше самомнение. Ген АроЕ – это только один из многих примеров, когда исследования ДНК изменяли наше представление о своем прошлом. Одни истории приводят к заполнению пробелов в знаниях, другие – к опровержению общепринятых мнений, но в любом случае дают нам понять, какой непростой была история появления гоминид.

* * *

Чтобы оценить, насколько ДНК может дополнить, прокомментировать или даже переписать историю древнего мира, можно заглянуть в прошлое – во времена, когда ученые начали выкапывать человеческие останки и изучать их, что положило начало археологии и палеонтологии. Ученые поначалу были совершенно убеждены насчет происхождения человека, затем неожиданные находки привели их в замешательство, и лишь недавно (и то не полностью) вернулась какая-то определенность, во многом благодаря генетике.

До 1800 года практически ни один ученый не верил, что виды животных могут вымирать (если не считать экстраординарные случаи, вроде истребления дронтов голландскими моряками). Каждый вид был создан Творцом, и ничего с этим не поделаешь. Однако французский натуралист по имени Жан-Леопольд Николя-Фредерик Кювье[62] в 1796 году перевернул эту теорию вверх дном. Кювье был примечательной личностью, полу-Дарвином, полу-Макиавелли. Позже он добился расположения Наполеона и, держась за синие фалды маленького диктатора, сумел въехать на вершину европейской науки, к концу жизни став бароном Кювье. Но репутация великого ученого была полностью заслужена: Кювье был одним из лучших натуралистов мира и, в частности, собрал убедительные доказательства того, что виды действительно могут вымирать. Первая зацепка к этому появилась, когда Кювье доказал, что у древних гигантских млекопитающих, чьи кости нашли в карьере недалеко от Парижа, нет потомков в современном мире животных. Еще более впечатляющим оказался случай с разоблачением старых легенд, связанных со скелетом так называемого Homo diluvii («человек – свидетель Потопа»). Эти кости, обнаруженные в Европе, напоминали останки скрюченного человечка с короткими конечностями. Народная молва посчитала этого «человека» представителем распутного и развращенного народа, не выжившего во время Всемирного потопа. Будучи не таким доверчивым, Кювье изучил скелет и определил, что перед ним, по всем признакам, находятся останки гигантской саламандры, давным-давно исчезнувшей с лица земли.

Тем не менее не все верили доказательствам Кювье о непостоянстве видов. Любитель-натуралист (по совместительству президент США) Томас Джефферсон поручил Льюису и Кларку прочесать всю Луизиану в поисках мастодонтов и гигантских ленивцев. Окаменелые останки этих существ уже были найдены в Северной Америке и привлекли толпы новых копателей. Эту атмосферу хорошо передает картина Чарльза Уилсона Пила «Раскопки мастодонта». Джефферсон хотел выследить живые экземпляры этих зверей из патриотических побуждений. Он был сыт по горло европейскими натуралистами, которые, даже не пересекая океан, пренебрежительно отзывались об американской фауне как о чахлой, слабой и недоразвитой в соответствии со снобской теорией «американского вырождения». Джефферсону хотелось доказать, что американские дикие звери такие же большие, мохнатые и сильные, как и европейские. И в основе его надежд на то, что мамонты и ленивцы до сих пор скитаются (ну или ползают) по Великим Равнинам, было убеждение, что виды не вымирают.

На картине «Раскопки мастодонта» (Чарльз Уилсон Пил) показано обнаружение костей мастодонта в штате Нью-Йорк в 1801 году. Президент США Томас Джефферсон утверждал, что мастодонты еще должны топтать просторы Северной Америки, и поручил Льюису и Кларку смотреть в оба (МА5911, предоставлено Мэрилендским историческим обществом)

Хотя Бакленд относился скорее к трезвомыслящим сторонникам исчезновения видов, чем к эмоциональным противникам этой теории, он внес свой вклад в изучение проблемы в свойственной ему яркой манере. Во время медового месяца он вытащил свою жену на поиски окаменелостей по всей Европе. Даже во время дальних походов к пластам и раскопкам он упрямо надевал черную мантию, а то и цилиндр. Бакленд стал одержим не только костями, но и окаменелыми кусками животного помета – копролитами, которыми он щедро одаривал музеи. Однако эксцентричному ученому можно простить все чудачества за его находки. Однажды он раскопал логово древних подземных хищников в Йоркшире, при этом привел в восторг научную общественность, найдя огромное количество зубов и обглоданных черепов. Эта работа имела большую научную ценность, укрепив позиции сторонников вымирания видов. Хищники оказались пещерными гиенами, в Англии они в ту пору уже не водились – соответственно, должны были быть вымершими. Более основательно к этому вопросу подошел Уильям Бакленд (помните, как он обожал мясо?); ученый заключил, что некоторые огромные кости, извлеченные из британского карьера, должны принадлежать гигантской рептилии. Он назвал животное «мегалозавром»[63], и это был первый найденный образец самых ужасных хищников в истории – динозавров.

Даже будучи уверенным, что имеет дело с вымершими животными, Бакленд колебался, даже увиливал от ответа на более важный вопрос: существовали ли древние предки человека? Несмотря на свой церковный сан, Бакленд не дословно верил в то, что написано в Ветхом Завете. Он предположил, что геологические эры существовали еще до того, как «в начале было слово» и что в этих эрах жили существа, подобные мегалозаврам. Тем не менее, как и почти все его коллеги-ученые, Бакленд опасался противоречить Книге Бытия в вопросах создания и происхождения человека. В 1823 году он выкопал заманчивую находку: Красную даму из Пэйвиленда – скелет, покрытый украшениями из ракушек и обсыпанный охрой. Несмотря на великое множество доказательств, Бакленд их проигнорировал и определил, что «леди» была ведьмой или проституткой и жила не ранее, чем во времена Древнего Рима. Леди на самом деле оказалась тридцати тысяч лет от роду (и вдобавок мужчиной). Бакленд отклонил четкие доказательства и в другом случае, найдя каменные орудия труда в том же слое, где были обнаружены останки животных, живших до начала Бытия, – саблезубых тигров и мамонтов.

Еще менее простительно то, что Бакленд, можно сказать, уронил свежий дымящийся копролит на одно из самых впечатляющих археологических открытий в истории. В 1829 году в Бельгии Филипп-Шарль Шмерлинг среди прочих останков древних животных откопал несколько очень странных костей – человеческих, но не совсем. Основав свои выводы на представленных фрагментах детского черепа, бельгиец предположил, что кости принадлежали вымершему виду людей. Бакленд исследовал эти кости в 1835 году на научной конференции, и так и не смог снять библейских шор. Он отверг теорию Шмерлинга и, вместо того чтобы выразить свои мысли спокойно, начал унижать коллегу. Бакленд утверждал, что из-за изменений химического состава окаменелые кости, если взять их в рот, прилипают к языку, в то время как свежие – нет. Во время своей лекции в рамках конференции англичанин положил себе на язык кусочек кости пещерного медведя, найденной вместе с человеческими останками. Кость быстро прилипла, и Бакленд, беззаботно причмокивая, продолжил читать лекцию. Затем он предложил Шмерлингу положить на язык найденную им человеческую кость. Она не прилипла – следовательно, была не древней!

Несмотря на более чем сомнительные доказательства, этот разгром запомнился палеонтологам. Поэтому, когда в 1848 году на Гибралтаре нашли еще более странные черепа, благоразумные ученые просто не обратили на них внимания. Восемь лет спустя – и всего лишь через несколько месяцев после смерти Бакленда, последнего великого «допотопного» натуралиста – шахтеры откопали множество костей в известняковом карьере долины Неандер в Германии. Один специалист, движимый идеями Бакленда, утверждал, что кости принадлежат раненному наполеоновскими солдатами русскому казаку, который скатился с высокого обрыва, чтобы перестать мучиться. Но на этот раз двое других специалистов подтвердили, что остатки принадлежат отдельной линии гоминид – расе, которая была даже большим изгоем, чем библейские измаильтяне. Возможно, помогло то, что среди прочих костей эти ученые нашли черепной свод взрослого человека, сохранившийся вплоть до глазниц. На нем были отчетливо видны толстые надбровные дуги (которые мы до сих пор ассоциируем с неандертальцами)[64].

Когда палеонтологи открыли глаза – и в 1859 году была выпущена небольшая книжка Чарльза Дарвина – они начали находить останки неандертальцев и подобных им существ по всей Африке, Ближнему Востоку и Европе. Существование древних людей стало научным фактом. Однако новое доказательство ожидаемо вызвало и новую путаницу. Скелеты могут перемещаться в разные слои земли из-за тектонических движений, и это затрудняет их датирование и исследование. Кости ломаются и рассыпаются в прах, заставляя ученых восстанавливать весь облик животного по нескольким зубам или плюснам – а это дело весьма субъективное, открытое для разногласий и различных интерпретаций. Нет никакой гарантии, что ученым попадется репрезентативная выборка: если бы специалисты из миллионного года нашей эры обнаружили останки Уилта Чемберлена[65], Мальчика-с-пальчика и Джозефа Меррика[66], отнесли бы они их к одному и тому же виду? Из-за разногласий каждое новое открытие Homo-такого или Нотосякого в начале XIX века провоцировало новые, зачастую очень горячие споры. И становилось ясно, что на протяжении десятилетий так и не удалось дать ответы на главные вопросы: все ли древние люди были нашими предками? Если нет, то сколько ветвей существовало? Согласно старой шутке, если закрыть в одной комнате 20 палеонтологов, можно получить 21 теорию эволюции человека. Сванте Паабо, эксперт мирового уровня в области генетики древних людей, отмечал: «Я часто удивляюсь, что палеонтологи так много воюют друг с другом… Причина, по-видимому, в том, что палеонтология – это наука, которая располагает очень малым количеством данных. Пожалуй, по-настоящему важных окаменелостей в мире меньше, чем ученых-палеонтологов».

Таково было общее состояние дел до вторжения генетики в археологию и палеонтологию, которое случилось в начале 1960-х годов. «Вторжение» – слово очень подходящее. Несмотря на постоянные ссоры, перемены мнений и устаревшие инструменты работы, палеонтологи и археологи многое выяснили о происхождении человека. Они вовсе не нуждались в каком-то спасителе. Поэтому многие из этих специалистов возмутились вторжению биологов с их «часами ДНК», родо словными, основанными на молекулярных исследованиях, и лихой решимостью с помощью одной статьи опрокинуть все, что разрабатывалось десятилетиями. Один антрополог так высмеивал молекулярный подход: «Без суеты, без неразберихи, без сморщенных пальцев, уставших от промывания лотков. Просто берете белки, бросаете их внутрь лабораторной установки, перемешиваете – бинго! Вы разгадали загадку, над которой мы бьемся уже лет тридцать!» И стоит признать, что скептицизм старых ученых был оправдан. Палеогенетика оказалась чертовски сложным занятием, и, несмотря на всю перспективность их идей, палеогенетикам пришлось потратить несколько лет, доказывая их состоятельность.

Проблем палеогенетикам добавляло и то, что ДНК термодинамически неустойчива. Цитозин со временем разлагается до тимина, а гуанин – до аденина. В итоге ученые далеко не всегда могут поверить в то, что видят в древних образцах. Более того, даже в самом холодном климате ДНК рассыпается в труху за 100 тысяч лет: у образцов старше этого возраста практически не бывает неповрежденных цепочек. Даже в относительно свежих образцах ученые вынуждены восстанавливать геном, основанный на миллиардах пар хромосом, в лучшем случае по пятидесяти осколкам. Это то же самое, что попытаться восстановить целый фолиант по нескольким штрихам, виткам, засечкам и прочим следам пера, меньшим, чем точка над i.

Да, кстати, половина этих фрагментов окажется никому не нужным мусором. Независимо от того, где находится труп – в самых холодных арктических льдах или в самых сухих песках Сахары, бактерии и грибки все равно проникнут внутрь него и повсюду размажут свою ДНК. Некоторые древние останки содержат до 99 % чужеродной ДНК – и все это нужно тщательно удалить. Такие загрязнения – это еще не самое сложное. ДНК так легко распространяется от любого контакта (даже простое прикосновение или дыхание может испортить препарат), ДНК древнего человека настолько близка нашей, что исключить «человеческий фактор» загрязнения образцов практически невозможно.

Такие препятствия (плюс случавшиеся год за годом конфузные ошибки на этой почве) вызвали у палеогенетиков чуть ли не паранойю по поводу чистоты, и сейчас они требуют такого контроля и мер предосторожности, которые больше подходят для лабораторий по разработке биологического оружия. Палеогенетики предпочитают образцы, которых еще никто не касался, – в идеале что-нибудь только что вырытое на отдаленных раскопках, где рабочие используют хирургические перчатки и маски, а все находки кладут в стерильные пакеты. Лучший материал для исследования – это волосы, потому что они впитывают меньше примесей и могут быть хорошо очищены, однако палеогенетики довольствуются и менее хрупким материалом – костью. А учитывая, что незагрязненных мест осталось очень мало, в поисках костей ученые водворяются в музейные хранилища, причем обращают внимание на самые непримечательные кости, которые раньше никому и в голову не приходило изучать.

Итак, образец найден, помещен в стерильную комнату с более высоким, чем обычно, давлением воздуха: чтобы воздушные потоки – и, главное, частички ДНК, которые могут этими потоками переноситься, – не попадали внутрь, когда открывается дверь. Все, кому дозволено входить в лабораторию, с ног до головы облачаются в стерильные костюмы, надевают маски, бахилы и две пары перчаток, и они уже привыкли к запаху дезинфицирующего раствора, которым протирают все поверхности. В одной лаборатории хвастались, что каждый раз обтирают сотрудников (конечно, уже одетых в костюмы) губкой с дезинфицирующим раствором. Если образец представляет собой кость, то специалисты используют стоматологические сверла и пинцеты, чтобы соскоблить с нее несколько граммов порошка. Часто они даже перенастраивают дрель, чтобы она вертелась со скоростью не более чем 100 оборотов в минуту, потому что стандартная скорость, 1000 оборотов, может поджарить ДНК. Затем они растворяют полученный порошок в химикатах, высвобождающих ДНК. На этом этапе палеогенетики часто добавляют к каждому фрагменту теги – отрывки искусственной ДНК. Чужеродные ДНК, попавшие в образец за пределами стерильной лаборатории, сразу будут опознаны, так как не будут содержать тег[67]. Ученые, должно быть, также обращают внимание на расовое происхождение всех сотрудников лаборатории (возможно, вплоть до уборщиков), так что если в ДНК появится неожиданная этническая последовательность, они будут знать, был ли образец поврежден.

После всех приготовлений начинается непосредственная расшифровка ДНК. Более детально мы поговорим об этом позже: пока нам достаточно знать, что ученые определяют последовательность А-Ц-Г-Т в каждом отдельном фрагменте, а потом с помощью сложного программного обеспечения собирают фрагменты вместе. Палеогенетики успешно применили эту технологию, работая с чучелами квагги, черепами пещерных медведей, пучками шерсти мамонтов, насекомыми в янтаре, кожными покровами мумий, даже любимыми Баклендом копролитами. Однако наиболее примечательная работа в этом направлении связана с ДНК неандертальца. После открытия неандертальцев многие специалисты описали их как древнего человека – первое (тогда эта метафора еще не была банальной) «недостающее звено». Другие специалисты относили неандертальцев к тупиковой ветви эволюции, в то время как некоторые европейские ученые считали этих существ предками не всех, а лишь некоторых человеческих рас. Догадайтесь-ка, каких именно, – правильно, негроидной и австралийской. Независимо от точностей таксономии, все специалисты считали неандертальцев примитивными тугодумами, так что никого не удивило, что они вымерли. В конечном счете некоторые специалисты-оппозиционеры начали доказывать, что неандертальцы были вовсе не так глупы, как принято считать: они пользовались каменными орудиями труда, умели разводить огонь, хоронили умерших (иногда даже с цветами), ухаживали за слабыми и немощными и, возможно, носили украшения и умели играть на костяных флейтах. Но эти ученые не смогли доказать, что неандертальцы не подсматривали за людьми, уже умевшими делать все это, и не копировали их поведение, – а последнее уже не требует высокого интеллекта.

ДНК, однако, навсегда изменила наше представление о неандертальцах. Уже в 1987 году исследования митохондриальной ДНК показали, что эти существа не были нашими прямыми предками. В то же время после расшифровки генома неандертальца в 2010 году стало ясно, что первобытные люди из карикатур в цикле «Фар Сайд» на самом деле чертовски похожи на нас, и мы разделяем с ними более 99 % генома. В некоторых случаях это сходство было вполне безобидным: неандертальцы имели рыжеватые волосы и белую кожу, они обладали самой распространенной в мире группой крови (первой) и, как большинство людей, во взрослом возрасте не могли переваривать молочные продукты. Но были и более основательные находки. Неандертальцы обладали схожими генами главного комплекса гистосовместимости (ГКГС), а также геном FOXP2, отвечающим за языковые навыки: соответственно, они, скорее всего, могли четко артикулировать.

Наличие у неандертальцев альтернативного АпоЕ пока не доказано. Но они точно получали белок в основном из мяса, так что, возможно, были генетически адаптированы к усвоению холестерина и менее восприимчивы к инфекциям. Действительно, археологические данные свидетельствуют о том, что неандертальцы даже не стеснялись поедать своих мертвецов, возможно, соблюдая какие-либо шаманские ритуалы, либо по каким-то другим, не известным нам причинам. В одной из пещер в северной Испании ученые нашли останки двенадцати убитых неандертальцев – как взрослых, так и детей – 50-тысячелетней давности. Многие из них были связаны. Покончив с жертвами, голодные соплеменники разделали их каменными инструментами и расщепили кости, высосав костный мозг, съев все мало-мальски пригодное в пищу. Сцена отвратительная, но именно благодаря этой куче объедков в 1700 костей ученые извлекли большую часть знаний о ДНК неандертальцев.

Нравится нам это или нет, но, похоже, древние люди тоже были каннибалами. В конце концов, каждая 40-килограммовая взрослая особь может обеспечить голодных товарищей примерно четырьмя килограммами драгоценного мышечного белка, а также свежим съедобным жиром, ливером, хрящами и кровью. Еще менее приятный факт – археологи уже давно предположили, что первобытные люди уплетали друг друга, даже когда были не голодны. Но на протяжении многих лет сохранялся вопрос: являлся ли каннибализм среди наших предков религиозно обусловленным и избирательным или же поедание себе подобных было совершенно обычным делом и относилось именно к «кулинарии»? Исследования ДНК показали, что верно второе. У каждого из современных народов есть «генетические подписи», которые помогают организму бороться с заболеваниями, возникшими на почве каннибализма. К таким заболеваниям относится, например, коровье бешенство, заражение которым происходило из-за поедания головного мозга. Эта оборонительная ДНК вряд ли распространилась бы по всему миру, если бы в том когда-то не появилась необходимость.

* * *

Эта история показывает, что при изучении нашего прошлого не стоит полагаться лишь на археологические находки. ДНК современного человека тоже может помочь в разгадывании загадок прошлого. И первое, что отметили ученые, когда начали исследования современной ДНК, это ее однообразие. В мире сейчас проживает более 7 миллиардов людей – и всего лишь по 150 тысяч шимпанзе и горилл. И при этом люди генетически отличаются друг от друга меньше, чем обезьяны, значительно меньше. Это значит, что мировая популяция людей когда-то насчитывала гораздо меньше особей, чем шимпанзе и гориллы. Если бы закон об исчезающих биологических видах существовал во времена палеолита, люди занимали бы в нем тот же статус, что сегодня принадлежит пандам или кондорам.

Ученые расходятся во мнениях по поводу причин сокращения населения Земли, однако истоки спора восходят к двум различным теориям – даже, пожалуй, целым мировоззрениям – впервые сформированным еще во времена Бакленда. Практически каждый ученый до этого поддерживал «катастрофную» точку зрения – что наводнения, землетрясения и прочие катаклизмы «лепили» нашу планету очень быстро, воздвигая горы в течение уикенда и стирая с лица земли целые виды животных за одну ночь. Молодое поколение – и в первую очередь геолог Чарльз Лайель, ученик Бакленда – проталкивали идею градуализма, заключающуюся в том, что облик земли и ее обитателей формировался крайне медленно под влиянием приливов, ветров, эрозии и других постепенно действующих процессов. По различным причинам (в том числе и из-за нескольких посмертных очерняющих кампаний) градуализм стал ассоциироваться с серьезной наукой, а катастрофизм – с резонерством и библейски-театральными чудесами, и к началу XX века катастрофизм был, мягко говоря, устранен из науки. Но в конце концов маятник качнулся обратно. Катастрофизм восстановил свое благое имя в 1979 году, после того как геологи определили, что динозавров истребило падение астероида или кометы величиной с большой город. С тех пор ученые осознали, что могут придерживаться традиционных градуалистских исторических взглядов, но вместе с тем признавать, что некоторые катастрофы все же имели место. В этом плане особенно любопытно, что одна древняя катастрофа, следы которой были впервые обнаружены в течение года после астероида, вызвавшего гибель динозавров, привлекла гораздо меньше внимания. Особенно учитывая доказательства многих ученых того, что супервулкан Тоба практически уничтожил гораздо более дорогой нам вид животных – Homo sapiens.

Чтобы понять, что такое Тоба, нужно включить воображение. Тоба – это вулкан (вернее, после того как 2700 кубических километров породы сдуло с лица земли – бывший вулкан), который извергался около 70 тысяч лет назад. Поскольку свидетелей той катастрофы не осталось, мы можем сравнить эту катастрофу (правда, лишь очень условно) со вторым по масштабу извержением в этом архипелаге, которое в 1815 году произошло с вулканом Тамбора.

В начале апреля 1815 года из кратера Тамборы поднялись три огненных столпа – как в книге Исхода. Кислотно-оранжевая лава, хлеставшая по склонам, погубила десятки тысяч человек, а в море образовалось полутораметровое цунами, которое обрушилось на близлежащие острова со скоростью более 200 километров в час. Начальный взрыв слышали люди, находящиеся за две с половиной тысячи километров от Тамборы (это примерно как от Санкт-Петербурга до Парижа), и весь мир почернел на сотни миль вокруг, после того как черный шлейф дыма поднялся километров на пятнадцать в небо. Этот дым нес с собой невероятное количество сернистых веществ. Сначала эти взвеси казались безобидными и даже миловидными: так, в Англии тем летом они усилили розовые, оранжевые и кроваво-красные оттенки закатов. Эти великолепные зрелища, скорее всего, повлияли на создаваемые в то время пейзажи художника Уильяма Тёрнера.

Но дальнейшие последствия были гораздо менее приятны. В 1816 году, известном как «Год без лета», сернистые выбросы смешались в верхних слоях атмосферы и начали отражать солнечный свет обратно в космос. Эта потеря тепла вызвала в США аномальные для июля и августа метели, что привело к значительному неурожаю (это не миновало и кукурузу Томаса Джефферсона в его усадьбе Монтичелло). В Европе лорд Байрон пишет мрачную поэму «Тьма», которая начинается словами: «Я видел сон… Не все в нем было сном. / Погасло солнце светлое… Час утра наставал и проходил, / Но дня не приводил он за собою… Сердца в одну себялюбивую молитву / О свете робко сжались…»[68]. Это лето Байрон проводил вместе с несколькими писателями у Женевского озера, но из-за постоянной пасмурной погоды они все время скучали в четырех стенах. В соответствии с настроением они начали для развлечения рассказывать страшные истории – и одна из них, придуманная молодой Мэри Шелли, впоследствии стала «Франкенштейном».

Считается, что вулкан Тоба извергался в пять раз дольше и в десятки раз обильнее Таборы: на пике он выбрасывал из кратера до миллиона тонн породы в секунду[69]. Чудовищный черный шлейф дыма тоже был гораздо больше и, соответственно, нанес больший ущерб. Большая часть этого шлейфа из-за преобладающего направления ветра отдрейфовала на запад. Некоторые специалисты думают, что эффект бутылочного горлышка в области ДНК начался именно тогда, когда дым, пройдясь по Южной Азии, начал выкашивать все живое на родине человека – в Африке. Согласно этой теории, истребление человека проходило в два этапа. На первой, короткой стадии Тоба затуманил солнце на шесть лет, нарушила очередность сезонных дождей, высушила реки и ручьи и целыми кубическими километрами разбросала вокруг горячий пепел, загрязнив растения – основной источник пищи для человека. Представьте, каково постоянно пробираться через гигантскую пепельницу! Естественно, численность людей значительно упала. Возможно, прочие приматы пострадали меньше, потому что большинство людей жило на восточном побережье Африки, как раз на пути шлейфа вулкана Тоба, а обезьяны большей частью селились в глубине материка и были хотя бы как-то защищены горными хребтами. Но даже если первая стадия пощадила некоторых животных, то второй уже точно не избежал никто. На Земле 70 тысяч лет назад царствовал ледниковый период (и извержение Тобы приняло в этом участие), и постоянное отражение солнечного света в космос усугубило его последствия. У нас теперь есть доказательства того, что средняя температура в некоторых местах упала более чем на двадцать градусов, а африканские саванны – дома наших предков – стремительно уменьшались, как лужи в жаркий августовский полдень. В целом теория бутылочного горлышка по отношению к вулкану Тоба утверждает, что сперва извержение спровоцировало большой голод, но ведущую роль в истреблении человечества сыграли последствия ледникового периода.

Эффект бутылочного горлышка в той или иной мере наблюдается и у других видов, проживавших там, куда добрался пепел с Тобы: тигров, макак, орангутанов, горилл и шимпанзе. Но кто пострадал по-настоящему, так это люди. Одно из исследований показало, что после извержения во всем мире, возможно, осталось только 40 взрослых человек. Для сравнения: мировой рекорд по количеству людей, втиснувшихся в одну телефонную будку, равен 25. Это предположение невероятно пессимистично даже для ученых-специалистов по катастрофам. Гораздо чаще встречаются оценки, согласно которым выжило несколько тысяч взрослых людей – меньше, чем проходит через некоторые бейсбольные команды низших лиг. Учитывая, что все эти люди вряд ли были объединены в одном месте, а оказались разбросаны по всей Африке и жили в районах, изолированных друг от друга, будущее человечества выглядело еще более шатким. Если теория об эффекте бутылочного горлышка, связанном с извержением вулкана Тоба, правдива, то этим легко объясняется генетическое однообразие нашей ДНК. Когда-то мы находились на волосок от вымирания.

Неудивительно – ведь ученый ученому волк! – что многие археологи считают это объяснение генетического однообразия слишком уж гладким, а теорию – спорной. Существование эффекта бутылочного горлышка само по себе сомнению не подвергается. Широко известно, что достаточная для размножения популяция перволюдей (примерно совпадает с числом плодовитых взрослых особей) тревожными темпами сокращалась в течение прошедшего миллиона лет, что, среди прочего, позволило распространиться и всяким несуразицам вроде 46 хромосом. И многие ученые видят в нашей ДНК убедительное доказательство того, что после того, как люди окончательно сформировались как вид, им пришлось как минимум однажды испытать эффект бутылочного горлышка. Однако многих раздражает, что этот эффект часто ассоциируют исключительно с вулканом Тоба, – а это уже отзвуки старого доброго катастрофизма.

Некоторые геологи оспаривают мнение, что вулкан Тоба был настолько велик. Кто-то сомневается, что извержение могло сократить популяции на расстоянии тысяч километров, или в том, что одна небольшая гора может выпустить столько сернистых газов, чтобы вызвать наступление ледникового периода. Были даже найдены доказательства (правда, спорные) в виде каменных орудий прямо над и под 15-сантиметровым слоем пепла, покрывшим Тобу. Это подразумевает, что люди не вымирали даже в той местности, которой вулкан нанес максимальный ущерб. Кроме того, у нас есть генетические причины сомневаться в существовании эффекта бутылочного горлышка, вызванного извержением. Прежде всего, генетики просто не могут отличить однообразие, вызванное кратковременным, но массовым сокращением популяции, от однообразия, которое появилось в результате длительного и постепенного сокращения. Другими словами, есть неясность: если Тоба свел население земли к нескольким десяткам людей, мы бы смогли видеть определенные изменения в нашей ДНК, но если население уменьшилось до нескольких тысяч, то ДНК сохраняло бы схожие отметки на протяжении многих лет, пока количество людей продолжало уменьшаться. И чем больше временной промежуток, тем меньше вероятность того, что Тоба имел какое-то отношение к «бутылочному горлышку».

Уильям Бакленд и его оппоненты сразу же узнали бы в этом старую добрую дискуссию: могло ли сокращение количества наших разумных предков идти долго и быть вызванным небольшим, но постоянным воздействием чего-либо или же имела место катастрофа? Но вот оно, мерило прогресса: в отличие от времен Бакленда, когда «катастрофизм» был разгромлен и забыт более чем на век, современные последователи этой теории могут быть услышанными. И кто знает, супервулкан Тоба вполне может присоединиться к метеориту, погубившему динозавров, в списке причин главных мировых катастроф.

* * *

Что же ко всему этому может добавить ДНК-генеалогия? Когда это поле исследований окончательно сформировалось, ученые смогли составить всеобъемлющее резюме о том, как современные люди сформировались и распространились по всему земному шару.

Самое главное, пожалуй, то, что ДНК подтвердила наше африканское происхождение. Были археологи, которые упрямо утверждали, что человечество возникло в Индии или другой части Азии. Однако доказано, что виды животных имеют наибольшее генетическое разнообразие именно там, откуда они происходят: ведь в том месте у них было больше всего времени на развитие. Это как раз то, что наблюдается в Африке. К примеру, у африканцев наблюдается 22 варианта конкретного участка ДНК – связанного с необходимым для всех геном выработки инсулина, а во всем остальном мире встречается всего три варианта. На протяжении веков ученые соединяли все африканские народы в одну «расу», однако генетическая правда в том, что все разнообразие населения мира – это всего лишь часть разнообразия населения Африки.

ДНК также может украсить историю нашего происхождения яркими деталями – к примеру, о том, как наши предки себя вели, или даже о том, как они выглядели. Около 220 тысяч лет назад сформировался «мясоедский» ген АпоЕ, начавший распространяться по миру и предоставивший возможность бодро доживать до старости. Через 20 тысяч лет другая мутация позволила нашим волосам на голове расти бесконечно, в отличие от волос на теле или звериной шерсти («ген стрижки»). Определить, когда люди начали носить одежду из шкур (оказалось, примерно 170 тысяч лет назад) ученые смогли, сравнив «часы ДНК» головной и платяной вши и определив, как давно они разошлись. В той или иной степени все эти изменения трансформировали человеческое общество.

Как следует снарядившись и нарядившись, древние люди иногда устраивали вылазки из Африки на Ближний Восток. По-видимому, такие путешествия начались около 130 тысяч лет назад, и это было первое проявление имперского импульса. Однако что-то – холодная погода, тоска по дому, хищные звери, знак «Посторонним вход воспрещен» от неандертальцев – прекратило это распространение и вернуло людей в Африку. В течение последующих нескольких десятков тысяч лет популяция человека прошла через «бутылочное горлышко» – возможно, из-за Тобы. Несмотря на это, люди старались выкарабкаться из опасной ситуации, и это им удалось. Но на этот раз вместо того, чтобы собраться вместе и ожидать следующей угрозы, небольшие племена людей, общей численностью хорошо если несколько тысяч, начали создавать поселения и за пределами Африки; это началось примерно 60 тысяч лет назад. Этим племенам (должно быть, во время отлива) удалось по-Моисеевски пересечь Красное море – только не на севере, а на юге, через Баб-Эль-Мандеб (в переводе – «Врата скорби»). Поскольку «бутылочное горлышко» изолировало эти племена на целые тысячелетия, у их представителей развились уникальные генетические черты. Постепенно – с распространением по новым землям, увеличением населения – эти черты стали характерными особенностями современных жителей Европы и Азии. Знай об этом Бакленд, он был бы признателен, что это повсеместное расселение народов из Африки иногда называют «Теорией эдемского сада». Но данная история на самом деле лучше библейской версии: мы не потеряли Эдем, мы научились взращивать собственные Эдемы по всему миру.

Пока мы расселялись за пределы Африки, в нашей ДНК сохранялся чудесный подробный отчет обо всех путешествиях. В Азии генетический анализ выявил две главные волны колонизации. Первая состоялась 65 тысяч лет назад, обогнула Индию и привела к заселению Австралии: местные аборигены были первыми настоящими мореплавателями в истории. Вторая, 40 тысяч лет назад, сформировала современных азиатов и привела к первому в истории демографическому взрыву: 60 % населения Земли того времени жило на территории полуостровов Индостан, Индокитай и Малакка. Обзор генофондов Северной Америки позволил предположить, что первые люди на этом континенте обосновались на Беринговом перешейке между Сибирью и Аляской, как бы опасаясь покинуть Азию и войти в Новый Свет. В Южной Америке исследователи обнаружили ГКГС американских индейцев у аборигенов острова Пасхи. Смешивание «азиатских» и «американских» хромосом в организмах этих людей показывает, что они еще в начале 1000-х годов совершали плавания на американский континент и обратно (так же, как Тур Хейердал на «Кон-Тики»). Колумб в то время был маленьким пятнышком ДНК, затерянным среди половых клеток его прапрапра пращуров.

Генетический анализ сладкого картофеля, тыкв-горлянок и куриных костей также показал, что все это появилось на островах в доколумбовую эпоху. В Океании ученые связали распространение человеческой ДНК с развитием местных языков. Оказалось, что у жителей Южной Африки, колыбели человечества, не только более сложная ДНК, но и более богатые языки, с более чем сотней различных звуков, включая знаменитые щелкающие «чк-чк». Языки, распространенные на отдаленных от Африки территориях, имеют меньше звуков (английский, например, около сорока). Языки тех земель, что находятся на дальнем краю древних миграций, как, например, гавайский, имеют чуть больше 10 звуков, а сами гавайцы, соответственно, обладают практически одинаковыми ДНК.

Чуть выйдя за рамки нашего вида, ДНК может пролить свет на одну из важнейших проблем археологии: что случилось с неандертальцами? После того как они в течение тысяч лет прекрасно жили по всему европейскому континенту, что-то начало постепенно вытеснять их на все меньшие и меньшие территории, пока последние из этих существ не закончили свой век примерно 35 тысяч лет назад в Южной Европе. Обилие теорий, объясняющих, что их истребило – изменение климата, подхваченные от людей инфекции, конкуренция за пищу, геноцид в исполнении Homo Sapiens, недуг «безумного неандертальца», вызванный поеданием большого количества мозгов, – это верный признак того, что на самом деле никто не знает правильного ответа. Но с расшифровкой генома неандертальца мы наконец-то узнали, что неандертальцы… не исчезли, по крайней мере не совсем. Мы пронесли их семя внутри нас по всему земному шару.

После ухода из Африки примерно 60 тысяч лет назад людские племена в итоге забрели на территорию неандертальцев (на Ближнем Востоке). Мальчики засматривались на девочек, неумолимые гормоны в итоге взяли верх, и очень скоро вокруг уже бегали маленькие «челандертальцы». Точно так же перволюди когда-то соблазняли шимпанзе (ничто не ново под луной…). Что было дальше, не вполне понятно, однако человеческие племена разошлись с племенами неандертальцев, причем сделали это не одновременно. Возможно, разъяренные человеческие отцы покидали стоянки, унося своих обесчещенных детей, и вместе с ними внуков-полукровок. Возможно, неандертальские мужчины похищали человеческих женщин, которые потом оставались жить в их семьях. Возможно, соперники разошлись полюбовно, но все полукровки, оставленные на попечение неандертальцев, умерли, в то время как люди распространились по планете и в итоге полностью ее заселили. В любом случае, когда палеолитические Льюисы и Кларки расстались со своими неандертальскими любовницами, в их генофонде появилось хотя бы небольшое количество неандертальской ДНК. Достаточное количество, чтобы мы до сих пор сохранили пару процентов от него – примерно столько же, сколько унаследовали от каждого прапрапрапрародителя. Что вся эта ДНК делает внутри нас, еще не ясно, но среди «унаследованных» нами частиц был и ГГКС, и это значит, что неандертальцы невольно помогли уничтожить себя, вручив людям иммунитет против новых болезней, которые они могли подхватить в чужих землях. Как ни странно, но обратного процесса вроде бы не произошло: в организмах неандертальцев не удалось найти ДНК человека, ни позволяющей бороться с болезнями, ни какой-либо другой. Почему так случилось – неизвестно.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.