Краткая история всех, кто когда-либо жил. История человечества, рассказанная через наши гены - Адам Резерфорд

Впрочем, это вовсе не означает, что не следует изучать историю (в том числе историю христианства). Это просто комментарий, иллюстрирующий туманность прошлого. До недавнего времени история записывалась главным образом в виде религиозных текстов, торговых соглашений и королевских указов. В новое время возникла другая проблема: мы получаем слишком много информации и практически не имеем возможности ее оценивать. Каждый раз, покупая или разыскивая что-то в Интернете, вы сообщаете информацию о себе. Книги, рассказы, записи, археологические находки, Интернет, базы данных, фильмы, радио, жесткие диски, пленка: мы накапливаем эти биты и байты информации, пытаясь по ним восстановить прошлое. Теперь биология тоже стала частью этой груды информации.

Эпиграф в начале книги – единственное упоминание о человеке, сделанное Дарвином в книге «О происхождении видов». Эта фраза находится почти в самом конце, как будто автор поддразнивает нас и подразумевает, что на этом рассказ не заканчивается. Его теория наследования модификаций в отдаленном будущем прольет свет и на нашу историю: ждите продолжения.

И это время наступило. Появился новый способ прочесть нашу историю, и наше происхождение осветилось яркими огнями. Каждый из нас несет этот рассказ в собственных клетках. И это совершенно уникальная и извилистая история. Примерно через 50 лет после открытия двойной спирали ДНК мы так хорошо научились расшифровывать последовательности ДНК, что генетический материал стал для нас историческим документом, доступным для подробного анализа. В геноме, генах и ДНК каждого из нас записано все, что происходило на Земле, – четыре миллиарда лет экспериментов, в результате которых появились и вы. Ваш геном – сумма всей вашей ДНК, примерно три миллиарда букв, и таинственный (с точки зрения биолога) способ полового размножения, приведший к созданию вашей последовательности ДНК, тоже уникален. Этот генетический «отпечаток пальца» принадлежит только вам и отличается от «отпечатков» 107 миллиардов людей, когда-либо живших на Земле. Даже если вы с братом или сестрой однояйцевые близнецы, ваши геномы поначалу были неразличимы, но сразу после зачатия начали расходиться. Как у Доктора Сьюза[1]:

Сперма, из которой вы получились, появилась в семенниках вашего отца за несколько дней до вашего зачатия. Один-единственный сперматозоид из нескольких миллиардов добрался до яйцеклетки вашей матери – одной из нескольких сотен. Яйцеклетки, как матрешки, зародились в теле вашей матери, пока она была еще в утробе своей матери, но эта конкретная яйцеклетка созрела в ходе последнего менструального цикла. Яйцеклетки поочередно выходят из каждого яичника, покидая место своего рождения. При контакте с яйцеклеткой сперматозоид-победитель выделяет химическое вещество, растворяющее мембрану яйцеклетки, отбрасывает хвост и внедряется внутрь. Как только он оказывается внутри, яйцеклетка выстраивает непреодолимую оборонительную систему, так что другие сперматозоиды больше не могут в нее проникнуть. Яйцеклетка и сперматозоид были уникальными, уникальным является и их сочетание, из которого появились вы. Даже место проникновения сперматозоида в яйцеклетку было уникальным: яйцеклетка имеет почти сферическую форму, и сперматозоид – с позволения звезд – проник в нее в каком-то специфическом месте, откуда стали поступать химические сигналы, и откуда началось построение вашего тела: голова с одной стороны, хвост – с другой. Для некоторых организмов известно, что направление роста эмбриона зависит от места проникновения сперматозоида-победителя в яйцеклетку; возможно, то же самое справедливо и для человека.

Генетический материал ваших родителей, их геном, при образовании сперматозоидов и яйцеклеток перемешался и разделился пополам. Родители ваших родителей – ваши дедушки и бабушки – снабдили их двумя наборами хромосом, и при перемешивании образовался набор, которого никогда прежде не было и никогда не будет. Но вам досталось и некоторое количество неперетасованной ДНК. Если вы мужчина, у вас есть Y-хромосома, которая почти в идентичной форме присутствует у всех мужчин вашего рода. Это махонький кусочек ДНК, содержащий всего несколько генов и множество обрывков. В митохондриях яйцеклетки – маленьких электростанциях, снабжающих клетки энергией, – также содержатся небольшие кольцевые молекулы ДНК. Митохондриальный геном, находящийся внутри яйцеклетки, достается каждому человеку только от матери. Эти не подвергающиеся перемешиванию последовательности ДНК составляют лишь малую часть всего генома, однако с их помощью можно проследить за происхождением и древнейшей историей организма. Но большая часть вашей ДНК образовалась в результате перемешивания ДНК ваших родителей, их родителей и родителей их родителей. Этот процесс происходит всегда и не прерывался ни разу до вашего появления на свет.

Я не буду комментировать психологические или моральные аспекты стихотворения Филипа Ларкина, но в биологическом плане все верно. Каждый раз, когда образуются сперматозоиды и яйцеклетки, в результате перемешивания ДНК возникают новые варианты, что делает уникальным каждого владеющего ими человека. Вы наследуете уникальную комбинацию ДНК ваших родителей, и в результате процесса мейоза (редукционного деления) вы тоже создадите новые генетические варианты. Некоторые из них достанутся вашим детям, а они, в свою очередь, создадут новые варианты.

Именно эти различия между организмами в популяции являются точкой приложения эволюционного процесса, и именно благодаря этим различиям мы можем проследить путь человечества – наш путь – через сушу и океаны, и через океаны времени до каждого уголка планеты. Так что теперь генетики вдруг стали историками.

Каждый геном содержит множество информации – вполне достаточно, чтобы «спроектировать» человека. Однако геномика – сравнительная наука, и в рамках этой науки два человеческих генома содержат больше, чем двойной набор такой информации. В геномах всех людей присутствуют одни и те же гены, но все они могут чуточку различаться между собой. Именно поэтому все мы невероятно похожи, и одновременно с этим каждый из нас совершенно уникален. Анализируя эти различия, мы можем установить степень родства между двумя людьми и момент возникновения различий. Более того, теперь мы можем провести подобный анализ для всего человечества: для этого нам нужна только ДНК всех людей.

Когда под звуки фанфар в 2001 году была обнародована первая «полная» последовательность человеческого генома, это, вообще говоря, была только приблизительная версия основной части генетического материала нескольких человек. Чтобы продвинуться дальше, сотни ученых трудились на протяжении еще почти десяти лет, и стоило это удовольствие около трех миллиардов долларов США – примерно один доллар за букву ДНК. Прошло всего 15 лет, и проведение такого анализа сильно упростилось; теперь мы владеем гигантским количеством данных, полученных в результате секвенирования геномов многих людей. Сейчас, когда я пишу эти строки, прочитано уже около 150 тысяч полных человеческих геномов и собрано множество полезных образцов буквально от миллионов людей со всего мира. В рамках крупных медицинских проектов с выразительными названиями типа «Сто тысяч геномов» с легкостью извлекаются данные, хранящиеся в человеческих клетках. У нас в Великобритании серьезно подумывают о том, чтобы анализировать геном каждого новорожденного. И речь идет не только о науке или государственной медицине: каждый может поплевать в пробирку и обратиться в одну из многочисленных специализированных компаний за информацией о содержании ключевых элементов генома. Вам расскажут массу интересного о вашем характере, происхождении и риске возникновения определенных заболеваний. И это обойдется всего в пару сотен фунтов.