Митохондриальная ДНК и адаптация к холоду

Пионеры, добравшиеся из Сибири в Америку, вероятно, обладали одним особенным качеством. Мост на Аляску найти было нетрудно: перед уходом под воду Берингия была обширным материком. Почему же лишь несколько партий смогли его перейти? Одна из очевидных разгадок – холодный климат Сибири и Берингии, в котором не все могли выжить. Случайно ли в Америке оказались только представители митохондриальных линий A, B, C, D и X? Уоллес предполагает, что эти линии развили особую устойчивость к холоду.

Он подчеркивает, что ветви митохондриальной ДНК географически распределяются не только по континентам, но и по широтам. Самые древние ветви L1, L2 и L3 ограничены Черной Африкой. Исключение составляют представители L3, переселившиеся на северо-восток континента, и дочерние побеги той же L3, линии M и N, покинувшие Африку и колонизировавшие земли в умеренных широтах. Уоллес задался вопросом, действительно ли такое распределение было случайным, как это принято считать, или над ним поработал естественный отбор. Митохондрии производят потребляемую организмом энергию и тепло, так что выживание в холодном и даже в умеренном климате в значительной степени зависит от генеалогии митохондриальной ДНК.

Митохондрии выпускают свою продукцию либо в форме тепла, либо в виде химического соединения АТФ, служащего переносчиком энергии. Соотношение тепла и АТФ варьирует в зависимости от модификаций ДНК в митохондриальных генах, регулирующих систему производства энергии. Для людей, живущих в холоде, лучше, если их митохондрии приспособятся выпускать больше тепла и меньше химической энергии. Если так, рассудил Уоллес, их митохондриальные гены должны хранить в себе следы былого селективного давления[8]. Изучая образцы митохондриальной ДНК со всего мира, он обнаружил, что некоторые из них действительно несут следы позитивного отбора: в частности, это люди, живущие в Сибири, и те, кто оттуда происходит, как большинство американских индейцев. Группы митохондриальных линий A, C, D и G распространены у полярных народов: к этим четырем кустам принадлежат 75 % северян и только 14 % азиатов, живущих в умеренных широтах. Некоторые европейские кусты, например H, тоже имеют признаки адаптации к низким температурам{148}.

Именно адаптацией митохондрий к холодному климату, считает Уоллес, можно объяснить, почему на генетической карте мира распределение митохондриальных линий не такое свободное, как у линий Y-хромосомы. В Y-хромосоме содержится не так уж много генов, большей частью они связаны с мужской репродуктивной способностью, и нет оснований думать, что на Y-хромосому как-то влияет климат. Именно этим может объясняться, что мужчины ушли дальше, чем женщины, по крайней мере в планетарных масштабах. Если говорить о масштабах поменьше, то генетика свидетельствует, что женщины перемещаются дальше мужчин: возможно, дело в том, что у большинства человеческих обществ практикуется патрилокальный брак и именно женщинам приходится перебираться в другие места к брачным партнерам{149}.

Адаптация к холоду могла воздействовать на человеческие популяции и в других важных аспектах, особенно во время последнего ледникового максимума. В Европе ледяные поля вытеснили жизнь не только из приполярных, но и из умеренных широт, которые спустя много поколений заново заселили люди, переждавшие оледенение в южных областях Испании и Украины. Похожее явление, вероятно, наблюдалось в восточной части Евразии, и, может, именно в этом ключ к такой великой загадке популяционной истории человечества, как появление монголоидов.