Эволюция человека. Книга 3. Кости, гены и культура - Елена Наймарк

Во-первых, стало ясно, что популяции древних Homo уже в среднем плейстоцене могли адаптироваться к суровым условиям высокогорья. До сих пор считалось, что на такое способны только сапиенсы.

Во-вторых, наконец выяснилось, почему у денисовцев распространился вариант гена EPAS1, помогающий справляться с гипоксией и много позже пригодившийся проникшим в Тибет сапиенсам, – денисовцы действительно жили высоко в горах, так что этот генетический вариант был им полезен.

В-третьих, мы в одночасье получили больше информации о морфологии денисовцев, чем за предшествующие годы изучения находок из Денисовой пещеры. До сих пор мы мало что могли сказать по этому поводу сверх того, что у денисовцев были очень большие зубы. Теперь же в распоряжении антропологов оказалась целая половина нижней челюсти с двумя молярами – кладезь морфологической информации! Челюсть из Сяхэ отличается массивностью и архаична по своей форме. В частности, она лишена подбородочного выступа – яркой отличительной особенности Homo sapiens. По некоторым морфометрическим характеристикам она отличается от челюстей эректусов и неандертальцев. Исключительно крупные моляры со сложной окклюзионной (жевательной) поверхностью подтверждают близость человека из пещеры Байшья к алтайским денисовцам. По форме зубной дуги тибетский денисовец напоминает некоторых ранних сапиенсов, а также поздних эректусов и гейдельбергских людей. При этом он сильно отличается от типичных эректусов, неандертальцев и поздних сапиенсов.

В-четвертых, новые данные по морфологии денисовцев позволяют переосмыслить некоторые находки, сделанные ранее. Из сопоставимых по возрасту восточноазиатских находок челюсть из Сяхэ больше всего похожа на недавно обнаруженную на Тайване челюсть Penghu 1 (Chang et al., 2015). Возраст тайваньской челюсти определен лишь приблизительно, он лежит в интервале от 10 до 190 тыс. лет. Важный общий признак этих двух челюстей – полное отсутствие каких-либо намеков на третий моляр (“зуб мудрости”), для которого просто нет места (см. илл. VIII). Они сходны также по строению корней зубов и некоторым другим признакам. Естественно, напрашивается предположение, что тайваньская челюсть тоже принадлежит денисовскому человеку. Это может оказаться справедливым и для других спорных китайских находок, таких как фрагменты черепа из Суйцзияо (возраст 60–125 тыс. лет, объем мозга примерно как у современных сапиенсов).

Антропологи давно подозревали, что в коллекциях китайских археологов уже есть немало материала по денисовцам. Вот только доказать это до сих пор нельзя было, потому что, как уже говорилось, в находках из теплых стран ДНК обычно не сохраняется. Но теперь, вооружившись новым методом идентификации ископаемых костей по остаткам коллагенов, исследователи смогут проверить эту гипотезу. Так что в ближайшем будущем мы можем рассчитывать на новые интересные открытия, проливающие свет на историю заселения Азии различными видами людей. Это можно назвать пятым важным следствием обсуждаемой работы.

Когда у ученых от всего денисовского племени была лишь одна косточка и один как следует прочитанный геном, то даже на таком более чем скудном материале были предприняты смелые попытки представить внешность этих людей. Как выглядела та девочка? Некоторые черты ее внешности удалось реконструировать. В геноме человека известны полиморфные нуклеотидные позиции (где у разных индивидов могут стоять разные нуклеотиды), по которым можно судить о таких фенотипических признаках, как цвет кожи, волос и глаз. Если соотношение между этими генетическими вариантами и внешними признаками у денисовцев было таким же, как у сапиенсов (что весьма вероятно, хотя и не известно наверняка), то девочка из Денисовой пещеры была брюнеткой с карими глазами и смуглой кожей без веснушек. Вот, пожалуй, и все. Но ученые на этом не остановились.

Научиться сколько-нибудь точно предсказывать фенотип по генотипу – важнейшая задача, стоящая перед современной биологией. Ее решение откроет прямо-таки фантастические перспективы перед медицинской генетикой, генной инженерией и другими дисциплинами – как теоретическими, так и самыми что ни на есть практическими. К сожалению, науке до этого еще далеко. Даже имея полный, качественно отсеквенированный геном, мы не так уж много можем сказать о фенотипе его обладателя.

Отдельные признаки, лежащие, что называется, на поверхности, – тот же цвет глаз, волос или кожи – еще кое-как можно реконструировать по характерным белок-кодирующим генам. Однако большинство интересных признаков (включая признаки скелета, такие как форма черепной коробки, размер зубов или пропорции костей таза) определяются не столько аминокислотными последовательностями отдельных белков, сколько нюансами регуляции активности (экспрессии) множества разных генов. Эти нюансы, в свою очередь, зависят от сложных сетей межгенных взаимодействий, чьи хитросплетения пока никто не умеет надежно расшифровывать, имея на руках лишь нуклеотидную последовательность генома. Теоретически задача должна быть решаемой – и когда-нибудь наука, будем надеяться, к этому придет. Но не сегодня и не завтра.

Однако можно поискать окольные пути. Например, было бы просто прекрасно, если бы удалось измерить уровень экспрессии генов в той же фаланге мизинца Denisova 3, из которой извлекли полный геном. Ведь уровень экспрессии – это некое приближение к оценке итогового результата работы всего запутанного клубка регуляторных взаимодействий. Чтобы измерить экспрессию, нужно было бы выделить из мизинца древнюю РНК. Вот только РНК разрушается еще быстрее, чем ДНК, и поэтому у нее меньше шансов сохраниться в древних костях. А ведь для оценки уровней экспрессии генов необходимо сравнивать количества молекул РНК, считанных с разных генов. Так что напрямую оценить экспрессию генов у древних гоминид на данный момент невозможно. И вряд ли когда-нибудь будет возможно. Впрочем, кто знает, от этих палеогенетиков всего можно ждать.

Но и здесь есть окольный путь, который палеогенетики недавно начали разведывать. Один из способов регуляции активности генов – это метилирование, присоединение метильной группы к цитозинам в промоторных областях генов, то есть там, откуда начинается считывание. Как правило, если у гена к промотору присоединено много метильных групп, то активность гена резко снижается[17]. И мы можем посмотреть, какие цитозины в геноме метилированы, а какие нет. Это уже даст важную информацию об активности генов.

К счастью, метилирование цитозинов оставляет в древней ДНК различимые следы. Дело в том, что обычные, неметилированные цитозины в ходе посмертной деградации ДНК имеют обыкновение превращаться в урацилы, а метилированные – в тимины. На этой основе Давид Гохман из Еврейского университета в Иерусалиме и его коллеги из Израиля, Германии и Испании разработали метод реконструкции метиломов – профилей метилирования геномов ископаемых гоминид (Gokhman et al., 2014).