Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

Среди критиков-мультирегионалистов числился знаменитый палеонтолог Эрик Тринкаус. Он заметил, что в работе с неандертальцами мы, возможно, все время совершаем одну и ту же ошибку, отбрасывая как загрязнения любые цепочки ДНК, напоминающие ДНК современного человека. Он утверждал, что любые из отброшенных фрагментов могут оказаться своими, неандертальскими. И действительно, некоторые костные образцы неандертальцев давали на выходе только последовательности, похожие на современные. Но как раз про такие образцы я точно знал, что их неряшливо хранили, а потому не сомневался, что все эндогенные фрагменты в них давно разложились и к нам в пробирки попадают только привнесенные ДНК. И все же в рассуждениях Тринкауса логика имелась, и я понимал, что к его аргументам нужно отнестись серьезно.

К этой задаче обратился Давид Серр, французский аспирант из Гренобля. Голову его украшала невероятная копна густейших волос, зимой он носился как сумасшедший на горных лыжах, летом бесстрашно скатывался по каньонам с головокружительных водопадов. Мы решили, что если он останется жив после всех своих эскапад, то пусть выяснит, у всех ли неандертальцев митохондриальные ДНК такие же, как и у “типового” неандертальца, и есть ли они у ранних людей современного типа, живших в Европе одновременно с неандертальцами. Вот этот-то последний вопрос и являлся основным. Как уже говорилось, выживание того или иного варианта мтДНК – это дело случая. Можно себе представить, что ранние представители современных людей добрались до Европы, там перемешались с местными жителями, неандертальцами. Тогда некоторые (или даже многие) из них получили неандертальские мтДНК, но не передали их последующим поколениям. Так могло быть, если у мам с неандертальскими мтДНК не рождались дочки. Именно такой сценарий описал шведский биолог-теоретик Магнус Норборг вскоре после нашей публикации в Cell в 1997- м.

Подобные рассуждения ужасно меня раздражали, так как в них некорректно смешивались два разных вопроса. Первый вопрос – внесли ли неандертальцы генетическую лепту, которую можно отследить сегодня в составе мтДНК современного человека. Мы ответили на него отрицательно. И второй вопрос – смешивались ли люди с неандертальцами. На это ответа у нас не было. Тем не менее я считал первый вопрос более интересным и значимым. Мне важно было знать, есть ли у меня или у кого-то из моих современников неандертальская ДНК. Если мы не унаследовали ДНК неандертальцев, то любые межвидовые скрещивания или нескрещивания 30 тысяч лет назад с генетической точки зрения значения не имеют. В разговорах с журналистами я неизменно подчеркивал этот аспект. Чтобы выразиться еще яснее, я говорил, что меня совершенно не интересует сексуальное поведение в позднем плейстоцене, если только это поведение не оставило в нас сегодняшних какие-нибудь генетические следы. Иногда добавлял, что меня бы удивило, если бы те люди не воспользовались возможностью вступать в половые связи с неандертальцами. Но для нас важно только одно: появлялись ли у них после этого дети, чтобы передать родительские гены далеким нам.

Несмотря на раздражение, я поручил Давиду эту задачу: отследить неандертальскую мтДНК у ранних людей из Европы, пусть даже эта ДНК и исчезла из современных геномов. А если древние европейцы в какой-то момент получили неандертальскую мтДНК, то почему бы им не унаследовать от неандертальцев и ядерную ДНК? А это значит, что какие-то фрагменты неандертальской ядерной ДНК могли сохраниться у нас.

Мы разослали письма в несколько европейских музеев с просьбой прислать костный материал по неандертальцам и ранним представителям людей. Наш успех с исследованием “типового” неандертальца несколько смягчил сердца музейных хранителей и позволил набрать образцы костной ткани двадцати четырех неандертальцев и сорока ранних людей современного типа. Давид проанализировал аминокислоты из всех шестидесяти четырех образцов. Судя по степени сохранности, только в образцах четырех неандертальцев и пяти человек можно было предполагать присутствие мтДНК – такова была суровая, хотя и предсказуемая реальность. Давид выделил ДНК из девяти костей и запустил ПЦР, используя праймеры для амплификации мтДНК и человекообразных обезьян, и неандертальцев, и, естественно, людей. Он получил продукты амплификации для всех девяти образцов. Составленные последовательности оказались идентичными современным. Неужели Тринкаус все-таки прав?

Я велел Давиду повторить эксперимент, только теперь взять в оборот костный материал от пятерых пещерных медведей из Виндии и одного из Австрии. И что вы думаете! Амплификация вытяжек костей медведей тоже дала человеческую нуклеотидную последовательность. Мы опять – я еще больше уверился в этом – получали на выходе цепочки человеческой современной ДНК, занесенной при работе с образцами. Давид старательно составил праймеры, которые должны были амплифицировать исключительно неандертальскую или похожую на нее мтДНК, но никак не мтДНК человека. Мы проверили эти праймеры на разнообразных ДНК, а затем опробовали их на пещерных медведях. Ничего. Амплификация не дала ничего. Прекрасно: это значило, что праймеры и впрямь специально предназначены для амплификации неандертальской мтДНК. Он испытал эти праймеры на вытяжках из неандертальских и человеческих костей. Из всех неандертальских костей он получил последовательности, похожие на те, что мы получили из “типового” неандертальца, подтвердив еще раз, что у неандертальцев нет митохондриальных нуклеотидных последовательностей, свойственных современным людям. И напротив, ни один из образцов пяти представителей ранних людей не показал наличие “типовых” неандертальских последовательностей. Похоже, Тринкаус ошибался.

Тем не менее эту тему хорошо было бы развить, и мы обратились к теории. Мы смоделировали популяцию древних людей, в которой они скрещивались с неандертальцами, а затем их потомки просуществовали в течение 30 тысяч лет и дожили до сегодняшнего дня. Затем мы спросили себя, каков мог быть наибольший генетический вклад неандертальцев в генофонд, если ни у ныне живущих, ни у ранних людей неандертальской мтДНК не обнаружено (это мы приняли за данность). По этой модели (весьма упрощенной, так как мы не включали в нее, например, скорость роста современного населения) мт-геном и ядерный геном современного человека не могут содержать больше 25 процентов неандертальской ДНК. Но мы ведь не обнаружили прямых доказательств неандертальского генетического вклада в современный генофонд, значит, резонно допустить, что этого вклада просто не было.

Я считал, что такой результат прекрасно иллюстрирует сильные стороны нашего подхода в противоположность классическому палеонтологическому анализу. Мы пользовались четко сформулированными предпосылками и делали заключения с определенной вероятностью. Никакой морфологический анализ костных фрагментов не мог сравниться с нашим по отточенности и объективности. Многие палеонтологи говорили об объективности и действенности собственных методов, но эти методы почему-то уже два десятка лет не могут дать сколько-нибудь определенный ответ, передали нам неандертальцы гены или нет; так что палеонтологический подход, по всей видимости, имеет серьезные ограничения.

Мы опубликовали результаты работы Давида[40], и после этого группа теоретиков из Швейцарии, возглавляемая популяционным генетиком Лораном Эскофье, разработала более развернутую модель взаимодействия неандертальцев и представителей ранних людей. Они допустили, что когда люди, анатомически уже достигшие уровня современного человека, мигрировали в глубь Европы, любое смешение с неандертальцами происходило на границе миграционной волны. Для такой первой миграционной волны характерна небольшая численность популяции с быстрым последующим ростом. Швейцарская группа показала, что в соответствии с этой моделью даже редкие случаи скрещивания оставят след в митохондриальном генофонде, так как в среднем в растущей популяции у женщин чаще рождаются дочери, которые и передадут материнскую мтДНК. В этом случае, то есть в случае растущей популяции, у неандертальской мтДНК, попавшей в генофонд человека, меньше вероятность исчезнуть, чем при постоянной численности популяции. Так как мы не смогли обнаружить следов неандертальской мтДНК ни у представленных пятерых ранних людей, ни у тысяч живущих сейчас (по материалам наших и других исследований), группа Эскофье заключила, что все указывает на “практически полную нескрещиваемость неандертальских женщин и сапиентных мужчин и, следовательно, перед нами два разных биологических вида”[41].