Поскольку продукция лактазы позволяет людям получать калории из лактозы, разумно предположить, что распространение мутации, сохраняющей продукцию лактазы, и распространение производства молока тесно связаны. Если эта мутация появилась примерно тогда же, когда наши предки начали доить скот, либо уже присутствовала в популяции, перенявшей технологию доения, она давала своим носителям преимущество перед теми, кто не переваривал лактозу. Носители мутации получали доступ к дополнительным ресурсам из молока и благодаря этому лучше размножались (то есть делали из животного белка новых людей), поэтому частотность мутации повышалась.
Однако любопытно, что исследования древней ДНК не обнаружили мутацию сохранения продукции лактазы в геномах первых молочных фермеров, и сегодня самая низкая частотность этой мутации в Европе наблюдается именно в той части мира, где начали доить скот. Видимо, первые скотоводы, получавшие молоко, не пили его в чистом виде, а перерабатывали – варили или сквашивали, готовили сыр или кислый йогурт, чтобы убрать вредные неусвояемые сахара.
Если люди могут потреблять молочные продукты, не обладая геном сохранения продукции лактазы (то есть переносимости лактозы), должны быть другие объяснения, почему мутация сегодня так распространена. Переносимость лактозы встречается очень часто, и этого нельзя не заметить. Почти треть из нас способна переваривать лактозу, и для этого возникло не меньше пяти разных мутаций, причем все – на одном и том же участке в интроне 13 гена MCM6. В каждом случае эти мутации широко распространились в популяциях, в которых возникли, что указывает, что они дают колоссальное эволюционное преимущество. Неужели способность пить молоко (а не только есть сыр и йогурт) – достаточно веское объяснение такой важности этих мутаций?
Самая прямолинейная гипотеза гласит, что да, сохранение продукции лактазы приводит к усвоению лактозы – сахара, который обеспечивает около 30 % калорий в молоке. Эти калории могут усвоить только те, у кого сохранилась продукция лактазы, а между тем они могут играть важнейшую роль во время голода, засухи и эпидемий. Кроме того, молоко может служить важным источником чистой воды, которой в тяжелые периоды тоже часто не хватает.
Другая гипотеза состоит в том, что при питье молока мы, помимо лактозы, получаем еще кальций и витамин D, способствующий усвоению кальция. Это может быть полезно конкретным популяциям, которым недостает солнечного света, поскольку ультрафиолетовое излучение Солнца необходимо для выработки витамина D в организме. Однако это объясняет лишь высокую частотность переносимости лактозы в местах вроде Северной Европы, но ничего не говорит о том, откуда эти мутации взялись у популяций, живущих в относительно солнечных местах, скажем, в некоторых областях Африки и на Ближнем Востоке, где переносимость лактозы тоже встречается очень часто. Ни эта гипотеза, ни предыдущая, прямолинейная, не в силах объяснить, почему сохранение продукции лактазы настолько большая редкость в тех областях Средней Азии и Монголии, где скотоводство, пастушество и молочное хозяйство практикуются тысячелетиями. Итак, пока что неясно, почему переносимость лактозы так часто встречается в настолько разных регионах планеты и так редко в некоторых из тех регионов, где молочное хозяйство играет важную роль в экономике и культуре. Вердикт еще не вынесен. Присяжные совещаются.
Исследования древней ДНК пролили некоторый свет на то, когда и где мутации, способствующие переносимости лактозы, возникли и распространились в Европе. На донеолитических стоянках, экономика которых зиждилась на охоте и собирательстве, не найдено никаких останков с мутацией переносимости лактозы. Этой мутации не было ни у кого из древних европейцев в ранних земледельческих популяциях Южной и Центральной Европы (то есть среди людей, произошедших, как считают, от земледельцев, распространившихся по Европе из Анатолии). Самое раннее свидетельство мутации переносимости лактозы в Европе обнаружилось у человека, жившего в Центральной Европе 4350 лет назад. Примерно тогда же эта мутация была опять же у одного человека, жившего на территории современной Швеции; еще ее нашли на двух стоянках на севере Испании. Данных очень мало, однако их датировка совпадает с другим крупным культурным переворотом в Европе, а именно – с прибытием пастухов ямной культуры из Азии. Возможно, представители ямной культуры принесли с собой не только лошадей, колесо и новый язык, но и особый талант переваривать молоко.
Загадка переносимости лактозы у людей заставляет обратить внимание на сложные взаимосвязи между генами, средой и культурой. Когда частотность мутации переносимости лактозы повысилась в первый раз – у кого бы ни возникла данная мутация, – это, возможно, произошло случайно. Например, когда представители ямной культуры пришли в Европу, их «сопровождала» инфекционная болезнь, а конкретнее – чума, выкосившая коренное население Европы. В малых популяциях мутации быстро достигают высокой частотности независимо от того, много ли преимуществ они дают. Если мутация переносимости лактозы к тому моменту, когда появилась чума и размеры популяций резко сократились, уже возникла, следы ее первичного распространения, вероятно, просто стерлись. А когда популяции восстановились, молочное хозяйство было уже распространено повсеместно, и носители мутации сразу получили от нее непосредственную пользу. Одомашнив скот и развив технологии переработки молока, наши предки создали условия, изменившие ход их собственной эволюции.
Мы и сегодня живем и эволюционируем в этой рукотворной нише. В 2018 году наше глобальное сообщество произвело 830 миллионов тонн молока, 82 % из которых дал крупный рогатый скот. Остальное мы получили от длинного списка других видов, одомашненных людьми за последние 10 000 лет. Коз и овец, дающих совместно около 3 % мирового производства молока, стали разводить в Европе ради их молока примерно тогда же, когда начали доить крупный рогатый скот. Буйволы были одомашнены в долине Инда 4500 лет назад и сегодня обеспечивают около 14 % мирового производства. Верблюды, одомашненные в Средней Азии 5000 лет назад, дают около 0,3 % мирового производства молока. Кроме того, люди пьют молоко лошадей, которых 5500 лет назад начали доить представители ботайской культуры, молоко яков, которых одомашнили в Тибете 4500 лет назад, молоко ослов, одомашненных в Аравии или Восточной Африке 6000 лет назад, и молоко северных оленей, все еще находящихся в процессе одомашнивания. И это лишь самые распространенные виды молока. Сегодня можно купить и попробовать молоко и молочные продукты, полученные от более экзотических животных, – от лосей, альпак, лам. Ходят даже слухи, что Эдвард Ли из телешоу Top Chef работает над приготовлением рикотты из свиного молока (на случай, если кто-то захочет такое попробовать).
Отношения людей с крупным рогатым скотом менялись, а с ними менялось и эволюционное давление, которое оказывали на животных наши предки. Поначалу люди просто хотели получить скот, которым было легче управлять и который было легче сохранять в живых. Эти предпочтения привели к уменьшению размеров скота (и, предположительно, к снижению его агрессивности); так продолжалось вплоть до средних веков, когда тенденция стала обратной. Некоторые историки предполагали, что это отражает изменение приоритетов во времена процветания. Как только скотоводы избавились от бремени забот о следующем приеме пищи, они начали экспериментировать с улучшением не только живучести, но и других черт. К XVII веку скотоводы оптимизировали крупный рогатый скот в соответствии с особенностями местной природы и вкусов – выводили породы, устойчивые к холоду, уверенно передвигающиеся по гористой местности и, наконец, просто красивые, отобранные за окрас шкуры и форму рогов.
Но не думайте, что с тех пор жизнь полнилась лишь солнечным светом и цветущим клевером. Распространившись по Европе, коровы съели все ресурсы континента. Леса и степи превратились в пастбища, а виды, обитавшие в этих диких ареалах, вымерли. Среди видов, вытесненных коровами, были и туры, их дикие предки; последние туры умерли в 1627 году в королевских охотничьих угодьях нынешней Польши. Популяции крупного рогатого скота росли, а качество корма и пастбищ соответственно снижалось. Стада стали более скученными и менее здоровыми. Начались эпидемии чумы крупного рогатого скота, вызывавшие в человеческом сообществе голод и хаос.
Скотоводы, отчаянно искавшие выход из положения, снова задействовали свои инженерные навыки. Они обнаружили, что некоторые коровы относительно устойчивы к болезни, и решили присовокупить эту устойчивость к тем чертам, которые в их краях считались полезными и привлекательными. Ставки были высоки, поэтому заводчики завели официальные родословные и принялись систематически оценивать результаты скрещивания стад. Такой методический подход к разведению крупного рогатого скота в итоге привел к появлению огромного числа известных нам пород – самых разных размеров, сложения и масти.
Экспериментами по разведению коров занимались не только европейские заводчики. В 1493 году, во время второй экспедиции Христофора Колумба в Новый Свет, коров завезли в Америку, а в течение следующих столетий они из Испании, Португалии и Северной Африки попали на Карибы и в Центральную и Южную Америку. Глобальное расселение коров продолжалось весь XVII век – тогда англосаксы привезли некоторые породы европейских коров в Северную Америку и Австралию. В XVIII столетии из Индии в Бразилию попали зебу. Новые ареалы обитания предъявляли к коровам новые требования отбора и навязывали новые роли. Заводчики Нового Света совершенствовали свои стада, прибавляя к чертам европейских коров черты местных животных вроде американского бизона; в результате были созданы выносливые и плодовитые мясные и молочные породы, лучше своей европейской родни адаптированные к региональному климату.
К началу XX века фермеры Европы и Нового Света едва успевали удовлетворять покупательский спрос, который только увеличился с изобретением вагонов-рефрижераторов, позволявших перевозить мясо на большие расстояния. Одновременно со спросом росло и стремление получить от каждого животного максимальную прибыль. Заводчики улучшали породы на основании родословных из студбуков (племенных книг) и иногда привозили племенных быков и коров из-за океана, чтобы пополнить генофонд своего стада. Однако прогресс тормозился из-за того, что от каждого быка или коровы можно было получить лишь ограниченное количество потомства. Но к середине века на горизонте замаячили две новые технологии – искусственное осеменение и пересадка эмбрионов, – которые могли решить эту проблему и навсегда изменить картину животноводства.