В своих предыдущих работах Энард и Петров показали, что большая часть генетических изменений, появившихся у людей в процессе эволюции в последние тысячелетия, была обусловлена борьбой с болезнетворными вирусами. Вероятно, часть неандертальских генов потому и сохранилась у нас в геноме, что помогала нашим далеким родичам побеждать различных возбудителей болезней (D. Enard, D. A. Petrov. «Cell». 2018, № 2).
Любопытно, что эти генетические фрагменты, одолженные у неандертальцев, имеются лишь у современных европейцев, но не у азиатов. Очевидно, предки последних сталкивались с совсем иными вирусными заболеваниями, нежели предки европейцев, и им нужны были другие гены, которые помогали бы им бороться с другими вирусами.
Гены неандертальцев влияют не только на наше физическое здоровье, но и на состояние психики – меняют настроение, управляют биологическими ритмами. Например, одни гены чаще срабатывают у «сов» – людей, ведущих ночной образ жизни; другие активизируются у людей, предпочитающих одиночество, людей-отшельников, какими, собственно, и были неандертальцы. Равнодушие к людям, отсутствие энтузиазма, определенная социальная апатия, как считают исследователи из Института эволюционной антропологии (Лейпциг), также обусловлены архаическими генами, полученными когда-то от неандертальцев.
Среди генов, добытых нами у неандертальской родни, есть, например, и те, что придают черепу человека не округлую, а продолговатую форму. Не нужно быть антропологом, чтобы увидеть, насколько очертания головы современного человека отличаются от абриса неандертальца. В этой разнице, пожалуй, нет никакой случайности. Это как раз тот случай, когда форма «саквояжа» выдает, что в него постарались вместить. Форма черепа (мы уже говорили об этом в главе 4) косвенно свидетельствует о том, как организован головной мозг.
Результаты исследования, которое провел Филипп Гунц из Института эволюционной антропологии (Лейпциг), показали, что голова человека приобретает продолговатую форму в тех случаях, когда неандертальские гены располагаются у него на первой и восемнадцатой хромосомах. Это никак не сказывается на его умственных способностях и уж тем более не говорит о том, что он – «примитивный, безмозглый неандерталец».
Гунц и его коллеги выяснили, что у таких людей меняется активность генов UBR4 и PHLPP1. Известно, что те влияют на развитие головного мозга, формирование нервных клеток, а также работу двух определенных структур мозга – мозжечка и базальных ганглиев (скоплений серого вещества на уровне основания конечного мозга). Обе структуры получают сигналы из двигательного центра мозга, отчасти отвечают за совершаемые нами движения, а также координируют их. От нормальной работы базальных ганглиев зависят, кроме того, наша память, внимание, умение учиться чему-либо новому, а также планировать свои действия (P. Gunz et al. «Current Biology». 2019, № 1).
Дальнейшие исследования, несомненно, позволят нам лучше понять, как именно неандертальские гены влияют на работу нашего мозга. Пока учеными сделаны лишь первые шаги в этом направлении. Например, авторы ранее выполненной работы пришли прямо к противоположному выводу. По их мнению, архаические гены почти никак не влияют на работу мозжечка и базальных ганглиев (R. McCoy et al. «Cell». 2017, № 5).
В то же время целый ряд генов скорее вредил людям – повышал их предрасположенность к таким опасным заболеваниям, как болезнь Крона (воспалительное заболевание кишечника), диабет и волчанка (S. Sankararaman et al. «Nature». 2014. Т. 507).
В этом убедились и ученые из университета Вандербильта (США). Они изучили ДНК и медицинские карты примерно 28 тысяч пациентов. В итоге они сообщили в 2016 году, что выявили зависимость между присутствием чужого генетического материала в нашем организме и рядом заболеваний, в том числе болезнями кожи, расстройствами иммунной системы (например, подверженностью аллергиям), неврологическими и психическими заболеваниями.
Некоторые неандертальские гены усиливают свертываемость крови и вызывают образование тромбов. В далеком прошлом это свойство крови помогало людям, ведь раны, полученные ими на охоте, быстрее затягивались. Сегодня же оно вызывает закупорку сосудов и осложнения при беременности, повышает риск инсультов (C. Simonti et al. «Science». 2016, № 6274).
Ранее Дэвид Райх установил, что наличие у нас неандертальских генов коррелирует с заболеваемостью диабетом, туберкулезом кожи, циррозом печени, а также пристрастием к никотину.
Распределение генетического материала, унаследованного нами от неандертальцев, очень неравномерно. Некоторые гены европейцев и азиатов содержат различные архаические добавки, в других ничего нет. «Desert» («пустыня»), как выразился Дэвид Райх.
В геноме европейцев насчитали 4 огромные «пустыни»; у азиатов, жителей той части света, где пустынями заняты обширные области от Ближнего Востока до Китая, карта генома вторит географической карте – «пустынных» участков в их ДНК выявлено 14. «Это указывает на то, что некоторые разновидности генов, полученные нашими предками от неандертальцев, на самом деле были для них вредны, а потому в процессе отбора были отвергнуты», – подчеркивает Шрирам Санкарараман, аспирант Дэвида Райха.
Местоположение одной из этих «пустынь» стало новым аргументом в спорах, разгоревшихся в последнее время. Что такое «вид человека»? Традиционное определение биологического вида подразумевает что-то вроде закрытого клуба, представители которого ни при каких условиях не должны смешиваться с посторонними, а если, вопреки этому мысленно налагаемому нами запрету, это случайно произойдет, их потомство будет нежизнеспособным. Однако в случае с различными, как считалось, «видами» человека это оказалось совсем не так. Какой смысл давать тогда все эти звучные наименования наподобие Homo heidelbergensis или Homo antecessor, если они, предположим, продолжали скрещиваться друг с другом, а значит, с точки зрения биологии принадлежали к одному и тому же виду, как бы ни хотели антропологи развести их по разным отделам систематики?
«Репродуктивный барьер между различными видами млекопитающих создается не так быстро, как между другими видами животных, – полагает палеоантрополог Джон Хокс из Висконсинского университета. – Судя по всему, у млекопитающих проходит от двух до десяти миллионов лет, прежде чем два вида, принадлежащих к одному и тому же роду, при смешивании перестают приносить жизнеспособное и плодовитое потомство. Поэтому за те два с половиной миллиона лет, что существует род Homo, еще ни один вид гоминид не успел создать репродуктивный барьер, который оградил бы его от родственного ему вида».
Не удивительно, что у европейцев и азиатов самая большая «пустыня» обнаружилась на Х-хромосоме, одной из двух половых хромосом человека. Там особенно редки вкрапления генетического материала, заимствованного у неандертальцев. По словам Санкарарамана, среди животных такое встречается, когда два вида условно совместимы друг с другом. При скрещивании их между собой их детеныши будут бесплодными – подобно тому, как бесплодны обычно мулы (гибриды кобылы и осла) и лошаки (помеси жеребца и ослицы). Так что «гибридные» Х-хромосомы быстро исчезают вместе с их обладателями, не передаваясь потомству.
Но все-таки сапиенсы и неандертальцы, очевидно, были ближе друг к другу, чем персонажи приведенного выше примера. У них могли появиться на свет не только жизнеспособные потомки, но и продолжатели рода. Однако многое в генетическом материале двух человеческих видов было несовместимым.
Несколько лет назад были обнародованы результаты двух крупных генетических исследований. Их авторы (в одном случае – Келли Харрис из Стэнфордского университета и Расмус Нильсен из Копенгагенского университета; в другом – Иван Юрич из Калифорнийского университета) независимо друг от друга попытались смоделировать ответы на одни и те же принципиально важные вопросы: «Как формировался геном гибрида после скрещивания неандертальца с человеком современного анатомического типа? Что происходило с этим геномом через несколько поколений?» (Иными словами: «Как выглядели геномы прапра…правнуков?»)
В созданных ими компьютерных моделях генетический материал, доставшийся от неандертальца, попав в ДНК человека современного анатомического типа, подвергался своего рода дискриминации. Неандертальские аллели (структурные разновидности генов) усиленно выбраковывались. При каждом скрещивании «метиса» с новым сапиенсом немалая часть генетического материала, унаследованного от неандертальского родителя, утрачивалась, не попадала в новый геном.
Сама эволюция словно стремилась не допустить, чтобы этот смешанный, «противоестественный» набор генов распространялся. Чем меньше чужеродных генов передавалось от родителя-полукровки детям, тем выше была вероятность, что те все-таки продолжат этот род, начатый незаконным для природы образом. Чем быстрее убывала старая кровь, прилитая к новой, тем больше была надежда, что древо рода не увянет печально, а, переболев, вновь расцветет.
Так из генома анатомически современных людей постепенно исчезал генетический материал неандертальца, некогда в равной мере подмешанный к нему. Почему же чужие гены, добытые сапиенсами, оказывались так плохи?
Численность неандертальцев была невелика. Они жили небольшими, изолированными друг от друга кланами. В таких группах генетическое разнообразие было минимально. Даже если там не накапливались дефектные гены, мало было шансов на то, что в такой популяции будут часто появляться очень удачные – обновленные – версии генов. Среди многочисленных сапиенсов образцовые варианты генов возникали гораздо чаще, а вот обладатели генетических дефектов невольно выбраковывались обществом, ведь у наших далеких предков были все возможности придирчиво выбирать себе лучшую пару – а значит, и передавать потомкам «лучшие гены». «Мы полагаем, что этот простой механизм вполне может объяснить соотношение между собственно человеческими и неандертальскими генами в нашем геноме», – отмечает Иван Юрич (I. Juric et al.