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

«Тайная история» Прокопия, в которой описана бубонная чума Юстиниана, относится к VI веку. Но по мере того как мы продвигаемся в прочтении древней ДНК, извлеченной из древних костей, прошлое начинает выглядеть несколько иначе. Последний обширный обзор на эту тему был опубликован в 2015 году датским генетиком Симоном Расмуссеном после того, как его исследовательская группа тоже прошлась по следам чумы. В отличие от предыдущих исследований, когда ученые искали следы бактерий в чумных колодцах, в данном случае был проанализирован геном 101 человека из самых разных могил бронзового века, рассеянных на территории Европы. Исследование показало, насколько изменились возможности генетики всего за несколько последних лет: ученым удалось проанализировать 89 миллиардов фрагментов ДНК, извлеченной из зубов! Причем речь идет о древней ДНК, содержащей примеси, и не только человеческой ДНК. Часть ДНК принадлежала организмам, которые питаются разлагающими телами. Часть, наверное, относилась к безвредным или полезным бактериям, всегда живущим в организме человека. И еще часть принадлежала самому человеку. Кроме того, здесь была ДНК патогенов, возможно, убивших этих людей. В таком захватывающем путешествии ученые должны совершенно точно знать, что они ищут, и из всей этой невероятной мешанины Расмуссен выудил остатки генома Yersinia pestis, паразитировавшей на жителях Польши, России, Эстонии и Армении.

Группа Расмуссена расшифровала эти фрагменты генома и сравнила их с геномами других штаммов бактерии, а также с близкородственным видом Yersinia pseudotuberculosis, который не столь опасен и живет в почве. Это сравнение позволило запустить молекулярные часы, показывающие, как давно все эти варианты бактерии разошлись от самого последнего общего предка (most recent common ancestor, MRCA)[38]. Расчет показывает, что это было 5783 года назад, то есть до первых описанных случаев эпидемии. Это не означает, что эпидемии случались и раньше. Однако среди всего генетического материала Расмуссен смог найти фрагменты, кодирующие примерно 55 специфических белков, сообщающих современной версии Yersinia pestis ее смертоносные свойства. Он нашел все белки, кроме одного – так называемого мышиного токсина (Ymt), позволяющего бактерии жить в кишечнике блохи, не подвергаясь перевариванию. Именно благодаря наличию Ymt блоха может быть переносчиком заболевания, но 5000 лет назад такого белка у бактерии не было. Судя по всему, бактерия обзавелась им примерно 3000 лет назад, по-видимому, позаимствовав у другой бактерии. Бактерии умеют обмениваться полезными свойствами за счет так называемого горизонтального (латерального) переноса генов, и этот механизм – важнейший фактор эволюции бактерий. С помощью специфических выростов (пилей) бактерии передают короткие фрагменты ДНК из одной клетки в другую, где они включаются в геном. Мы знаем, что именно это и произошло в прошлом, поскольку в геноме возбудителя чумы этот ген окружен фланкирующими фрагментами ДНК, выдающими его происхождение от другой бактерии. Таким образом, в бронзовом веке Yersinia pestis передавалась не через блох, а некоторые отличия в других генах, необходимых для развития самой страшной формы чумы, говорят о том, что люди тогда страдали либо от легочной, либо от септической формы болезни.

С началом развития сельского хозяйства примерно 8000 лет назад численность населения Европы то падала, то возрастала. В частности, снижение численности населения имело место на границе IV и III тысячелетия до н. э., и теперь мы знаем, что тогда возбудитель чумы уже существовал. Вполне резонно предположить, что чума оказала влияние на эволюцию населения Европы в этот период, особенно если учесть ее катастрофические последствия в последующие годы.

Чума преследует нас с более ранних времен, чем записано в исторических документах, и продолжает пугать и сегодня. Современные штаммы бактерии – такие же, как на лондонском кладбище, но только сила заболевания уже не та. И дело не в ДНК Yersinia pestis и не в возможностях современной медицины. Мы научились лучше сопротивляться этому убийце – в генетическом, социальном и культурном плане. Возможность пандемии никогда нельзя исключить, но представить, что чума будет уничтожать людей в таком же масштабе, как в прошлом, невозможно. Чума все еще живет на Земле, но мы вытащили большую часть ее злобного жала.

В этой истории забавно то, что бактерии Yersinia pestis нет до нас никакого дела: ее жизненный цикл связан с небольшими млекопитающими, которым она практически не вредит, и с ее непосредственным любимым хозяином – блохой. Да, блоха может прицепиться и к нам, и на нас живут всякие гниды, но не столько, сколько на наших дальних родственниках по животному миру. Симптомы болезни, ее тяжесть и неизбежность неумолимых смертоносных волн, пожиравших всех подряд на протяжении пяти тысячелетий, повлияли на развитие Европы, уничтожая армии и губя империи. И все это – лишь побочный эффект слепого естественного отбора. Мы сами навлекли на себя эту беду, занявшись сельским хозяйством и торговлей и разбогатев: где зерно – там крысы, где крысы – там блохи. Эволюция – это гонка вооружений, нескончаемая партия в пинг-понг между хозяевами генов и теми организмами, которые на них паразитируют, это спиральные циклы в борьбе за существование. Yersinia pestis нашла блоху и сделала ее своей рабыней. Блохи любят крыс, а крысы неотступно следуют за человеком. За 5000 лет в животе блох просто за счет желания выжить и универсального механизма естественного отбора Yersinia pestis изменила свои гены и опосредованно изменила наш геном. Так ДНК раскрывает нам историю Европы. И не только Европы.

Долгий путь из Африки

Вся история европейцев – новая по сравнению с долгим и медленным выходом наших предков из Восточной Африки. Хотя сейчас это трудно представить, но этот путь длился несколько столетий или даже тысячелетий. Чем ближе мы подбираемся к настоящему, тем короче временные интервалы и тем ощутимее процесс нашей эволюции.

Пришло время уделить внимание временно́му фактору. Гипотеза африканского происхождения человека подкрепляется множеством данных и теперь принимается большинством ученых. Но когда мы говорим о миграции людей на протяжении сотен поколений, такой подход оказывается невероятно упрощенным. Может быть, нас вводит в заблуждение слово «миграция»? В современной истории оно приобрело конкретный смысл и в настоящее время является предметом обширных дискуссий. Совсем другое дело – миграция в тех временных рамках, в которых происходят эволюционные процессы. Путь в тысячу километров за тысячу лет вообще трудно назвать перемещением, а археологические данные, свидетельствующие об этом процессе, редки и разрозненны. Однако тот же процесс в тех же временных рамках объясняет движение генов, их распространение в популяции, их отбор невидимой силой эволюции, а также их исчезновение. В каком-то смысле археология нуждалась в генетике, которая представила измеряемые показатели, обретающие смысл только в рамках такой временной шкалы.