Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

По приезде в Лейпциг мы закончили работу и отправили ее в Nature. Называлась она “Полный митохондриальный геном неизвестного гоминида из Южной Сибири”. Это уникальная работа. Впервые в истории новая форма вымерших людей была описана на основании только лишь последовательностей ДНК, при полном отсутствии скелетных остатков. Учитывая, что описанная мтДНК так сильно отличалась и от человеческой, и от неандертальской, мы были уверены, что открыли новую форму вымершего человека. Нас так увлекла эта идея, что, посовещавшись, мы решили описать эту форму как новый вид и даже дали ему название – Homo altaiensis.

И все-таки что-то было неправильное в идее нового вида, что-то меня подспудно тревожило. Для меня таксономия, то есть классификация по видам, родам, отрядам и т. д., есть в чистом виде интеллектуальное упражнение, особенно когда речь заходит о вымерших формах людей. Иногда студенты посылают мне свои черновики с использованием латинских линнеевских названий вместо обычных обиходных – например: “Для лучшего понимания закономерностей генетической вариабельности у Pan troglodytes мы секвенировали…” Я всегда вычеркиваю латынь и даже иногда вставляю едкие замечания вроде: “На кого вы пытаетесь произвести впечатление своими Pan troglodytes вместо шимпанзе?” Есть еще одна причина, по которой я не люблю таксономию: она вызывает споры, не имеющие принципиального решения. К примеру, стоит назвать неандертальца Homo neanderthalensis и, таким образом, отнести его к отдельному от Homo sapiensвиду, как тут же начинают злиться мультирегионалисты. Для них между неандертальцами и современными европейцами имеется непрерывная череда переходов. А в наименовании Homo sapiens neanderthalensis подразумевается, что неандертальцы являются подвидом человека, который противопоставляется Homo sapiens sapiens. И тогда наверняка недовольными окажутся приверженцы гипотезы “из Африки”. Я предпочитаю не вмешиваться в эти споры, и хотя мы уже выяснили (но еще не опубликовали), что неандертальцы и люди перемешивались, но “таксономические войны” вокруг неандертальцев не остановятся, так как у таксономистов попросту нет подходящего данному случаю определения вида. Обычно вид определяют как группу организмов, способных скрещиваться друг с другом и производить плодовитое потомство и не способных скрещиваться с организмами другого вида. В этом случае по определению неандертальцы и человек современного типа принадлежат одному виду. Однако данное определение имеет свои ограничения. Например, в природных условиях белые медведи и гризли могут скрещиваться и производить плодовитое потомство (и иногда это делают, если встречаются). При этом они и выглядят по-разному, и поведение у них различается, и приспособлены они к разным условиям. По меньшей мере сомнительно, если не сказать анекдотично, считать их одним и тем же видом. Да, у современных людей имеется 2–4 процента неандертальских генов, но имеет ли смысл на этом основании относить их к одному виду? Мы этого не знаем. И вот я, всегда избегавший именовать неандертальцев по-латыни, уже почти вознамерился ввести новое номенклатурное латинское название.

И действительно, несмотря на подозрительное отношение к непродуктивным таксономическим спорам, у меня были кое-какие основания отступить от своих принципов. Митохондриальная ДНК денисовской особи отличалась от человеческой в два раза больше, чем неандертальская. То есть случай походил скорее на H. heidelbergensis, имеющего собственное латинское видовое название. Но вообще-то тут присутствовал и некоторый элемент тщеславия. Мало кому выпадает случай подарить имя новому виду людей (гоминин), так что искушение было велико, тем паче в нашем случае новый вид устанавливался только по генетической информации. И все-таки решающим аргументом стало мнение Генри Джи из Nature, поддержанное некоторыми членами нашей группы. Вот примерно так: если мы не возьмем на себя смелость поименовать новый вид, это обязательно сделает кто-нибудь другой, и название может нам не понравиться. Так что, посовещавшись с Анатолием и его командой, участвовавшей в раскопках и откопавшей тот “исторический” палец, мы приняли предварительное название Homo altaiensis.

Журнал Nature сдержал обещание и быстро рассмотрел поданную рукопись: через одиннадцать дней мы получили четыре отзыва от анонимных рецензентов. Все они положительно прокомментировали методики и тщательность проведенной работы, но мнение их разделилось, когда речь зашла о новом виде. Два рецензента высказали подозрение, что мы, возможно, секвенировали ДНК позднего Homo erectus. По их мнению, если представители H. erectus в течение продолжительного времени имели контакт с популяциями людей из Африки, то в их мтДНК может оказаться не так много различий, как можно было бы ожидать после двухмиллионнолетнего размежевания с линией людей. Для меня это звучало сомнительно. Но четвертый рецензент сделал – или сделала – замечание, которое в конце концов уберегло нас от ошибки. В комментарии говорилось: “Если название публикуется в открытой таксономической литературе, потом его уже нельзя отозвать. Так что, на мой взгляд, называть что-то “предварительно” не представляется обдуманным шагом”. Я прочитал эту фразу, и до меня дошло, какими мы были глупцами.

Тем временем мы вдруг осознали, что если Йоханнес выделил такое большое количество мтДНК из денисовских ДНК-библиотек, то ничто не мешает нам попробовать составить и ядерный геном. Таким образом, стала бы более определенной связь между денисовским человеком и неандертальцами, с одной стороны, и с человеком современного типа – с другой. Одновременно прояснился бы таксономический статус денисовской особи. Мы переписали статью, изъяв все упоминания о “новом виде”. Вместо этого мы написали: “Чтобы определить связь между денисовской особью, неандертальцами и человеком, потребуется изучение ядерных последовательностей ДНК”. В таком виде статья была отослана в Nature и опубликована в начале апреля[67]. Сколько раз я потом сказал спасибо, что мы удержались от наименования нового вида! Последующие события все расставили по местам.

И мы немедленно принялись за секвенирование ядерной ДНК. У нас для этого уже имелись библиотеки, которые Йоханнес подготовил из кости мизинца. Результаты нас потрясли. Стоило Удо наложить их на человеческий геном, как немедленно нашлись совпадения почти для 70 процентов фрагментов ДНК. И это при том, что количество привнесенной с загрязнениями современной человеческой ДНК, если судить по результатам исследования мтДНК, было чрезвычайно мало. Это означало, что более двух третей (!) нуклеотидов из кости принадлежало умершей особи. Для сравнения, только 4 процента ДНК из наших лучших костных образцов неандертальцев были истинно неандертальскими; типичный же результат давал менее процента собственной неандертальской ДНК. Сохранность этой кости оказалась сравнима с сохранностью мамонта, которого секвенировал Хендрик Пойнар, или с остатками эскимоса, с которым работал Эске Виллерслев в Копенгагене. Но и мамонт, и эскимос сразу после смерти подверглись заморозке в зоне вечной мерзлоты. Этим объясняется почти полное отсутствие бактериальной ДНК в обоих случаях, но я так и не смог понять, почему в образце из Денисовой пещеры оказалось такое высокое количество собственной древней ДНК. Но какой бы ни была причина, она чертовски помогла анализу генома. Скажу больше: если обычно, работая с неандертальским материалом, мы занимались выуживанием жалких крох эндогенных фрагментов, сейчас мы роскошествовали, просто вычеркивая ДНК микробов. Теперь мы задали себе главный вопрос: насколько полно мы можем собрать ядерный геном? Как всегда в наших опытах, мы не использовали для приготовления экстрактов материал с поверхности кости. Во-первых, было бы безответственно истратить сразу весь образец, ведь мы не знали, какое количество использовал Эдди со своей группой в Беркли, а ему досталась большая часть кости. Во-вторых, если куда и внесли современную ДНК, то как раз на поверхность. Поэтому Йоханнес приготовил из внутренней части костной ткани две вытяжки. Проведя контрольные тесты подготовленных библиотек, Мартин Кирхер рассчитал, что новый геном будет представлен даже более полно, чем неандертальский.