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

Десять тысяч лет назад Западную Евразию населяли четыре генетически несхожие популяции: ближневосточные и иранские земледельцы-скотоводы, восточноевропейские и западноевропейские охотники-собиратели. В течение следующих четырех тысяч лет на территории Западной Европы смешались потомки ближневосточных земледельцев-скотоводов и западноевропейских охотников-собирателей. Тем временем в восточных степняках смешалось наследие иранских земледельцев-скотоводов и восточноевропейских охотников-собирателей. Из этого наследия сложился и генофонд ямников-скотоводов. В бронзовом веке, около 5 тыс. лет назад, происходило дальнейшее перемешивание в обоих направлениях – и с запада на восток, и с востока на запад.

Где в этой схеме появляется североазиатская генетическая специфика? Сначала она обнаруживается в геномах охотников-собирателей Восточной Европы. Что ж, это понятно – она попала туда во время предыдущей широкой, по всей Центральной и Северной Евразии, экспансии охотников-собирателей 39–20 тыс. лет назад. Вплоть до бронзового века ни у ближневосточных и иранских земледельцев и скотоводов, ни у западных европейцев ее еще нет. Зато после смешения восточных охотников-собирателей с иранскими жителями она появляется в популяции ямников. А уже с ними североазиатское наследие получили обитатели Западной Европы.

Некоторые аллели, связанные со светлой кожей, быстро распространялись в Европе начиная с неолита. Один из них, rs1426654, в мезолите был еще очень редок, а затем стал быстро распространяться и достиг фиксации (стопроцентной частоты) примерно за три тысячелетия, к началу бронзового века. В Европу его принесли земледельцы-скотоводы Ближнего Востока. Что касается голубого цвета глаз, то он был широко распространен в Европе уже у охотников-собирателей эпохи мезолита. А вот у степняков-ямников глаза были исключительно карие.

Первые научные статьи, посвященные ископаемой ДНК людей, были опубликованы в 1984–1985 годах. Их автор Сванте Пэабо обнаружил в костной ткани мумий клетки и, окрасив их специфическим красителем, показал, что в сохранившихся ядрах присутствует ДНК. Эти статьи появились благодаря страстному желанию Пэабо проникнуть в тайны фараонов и строителей пирамид в обход историков, которым египетские загадки упорно сопротивлялись.

Запустив своими открытиями палеогенетическую революцию, или, как ее называет Дэвид Райх, “революцию древней ДНК”, в результате которой историческая наука расширилась и получила новую фактологическую плоскость, Пэабо так и не сумел прочитать последовательность ДНК мумий. Он заключил, что отделить древнюю ДНК от современных загрязнений просто невозможно. Можно сколько угодно амплифицировать вытяжки ДНК из мумий, но что за фрагменты будут умножаться и секвенироваться? ДНК самих исследователей, или смотрителей и посетителей музеев, или производителей упаковочных ящиков, или еще кого-нибудь, столь же далекого от древних египтян? Ведь мумии представляют людей современного типа, а потому в их генах нет четких отличительных признаков, по которым можно отличить ДНК мумии от современных загрязнений. Забавно, что первая работа Пэабо, в которой описывается функциональный ген мумий (Pääbo, 1985), на самом деле была ошибочной: выявленный якобы древнеегипетский ген в итоге оказался современным загрязнением.

Несмотря на колоссальный объем загрязнений, вычленить древнеегипетские элементы все же оказалось возможным. Мечту юности Пэабо – прочитать геном египетских мумий – осуществил его ученик Йоханнес Краузе, профессор Тюбингенского университета и содиректор Института изучения истории человека Общества Макса Планка, участвовавший в работе с ископаемыми геномами с самого начала. Статья Краузе и его коллег из других германских университетов, а также из Польши, Великобритании и Австралии была опубликована в 2017 году (Schuenemann et al., 2017).

Команда Краузе начала с поиска тканей, в которых ДНК сохраняется в наибольшем количестве. Выяснилось, что у мумий больше всего древней ДНК в костях черепа и зубах, а в мягких тканях ее остается очень мало. Из костей и зубов удалось выделить митохондриальную ДНК. Ведь ее сравнительно много, так что древние фрагменты можно отделить от посторонних загрязнений хотя бы по их обилию. Но, что важнее, палеогенетики к тому времени уже опробовали и отработали много эффективных приемов для выделения подлинно древних фрагментов. О некоторых из этих приемов мы уже говорили в предыдущих главах.

Во-первых, следует отбрасывать длинные фрагменты, так как вероятность их долгого сохранения крайне низка. Во-вторых, следует обращать внимание на соотношение цитозинов, урацилов и тиминов в найденных фрагментах. Известно, что со временем цитозин склонен спонтанно превращаться в тимин (если цитозин был метилирован) или в урацил (если не был). При стандартных методах секвенирования урацилы прочитываются как тимины. Поэтому в древних фрагментах должно быть много тиминов там, где у современных родственников изучаемого вида стоят цитозины. Но самое большое количество “лишних” тиминов оказывается на концевых участках древних фрагментов ДНК. При работе с неандертальским генетическим материалом эти добавочные тимины поначалу сильно портили ученым жизнь. Но потом то, что выглядело досадной помехой, обернулось удобнейшим молекулярным “паспортом древности”. Для сборки древних молекул ДНК стали отбирать только те кусочки, на концах которых частота замен Ц → Т (то есть позиций, где у современных людей стоит Ц, а в исследуемом обрывке – Т) была выше определенного значения.

В итоге Краузе и его коллегам удалось прочитать мтДНК 90 мумий. С ядерными геномами хуже: только из трех образцов удалось выделить “родную” ядерную ДНК и составить по ней список характерных древнеегипетских аллелей.

Все 90 мумий происходят из некрополя Абусир-эль-Мелек, расположенного в Среднем Египте на левом берегу Нила, в окрестностях древнего Мемфиса. С одной стороны, это не очень хорошо, так как все образцы представляют жителей одного района. Но с другой – очень даже неплохо, поскольку мумии оттуда датируются широким временным диапазоном: одни были захоронены в эпоху Нового царства около 1300 года до нашей эры, другие – в эпоху Птолемеев в IV–III веках до нашей эры, а есть захоронения уже периода римского владычества (IV–VI века нашей эры). Это позволяет увидеть генетические изменения в популяции людей, существовавшей в одном месте на протяжении полутора-двух тысяч лет, – прекрасная возможность судить, например, о пришельцах и завоевателях, изменивших облик местного населения.

Древнеегипетскую ДНК сравнивали с ДНК современных эфиопов и египтян, в том числе жителей изолированного оазиса Эль-Хияз. В этом оазисе живут люди, имеющие больше генетического сходства с анатолийцами времен неолита, чем с другими современными египтянами.

Сравнение показало, что генофонд древних египтян (абусирцев) оставался весьма стабильным на протяжении двух тысяч лет. Это значит, что абусирцы не слишком активно скрещивались с пришлыми чужаками, особенно с южанами-африканцами. Абусирцы оказались ближе по своей генетической специфике к неолитическим и современным жителям Юго-Западной Азии. А вот с современными египтянами, в чьих геномах заметна африканская составляющая, у них существенно меньше сходства. Генотип современных египтян получил африканскую примесь, вероятно, уже после эпохи римского господства. Ученые предполагают, что большую роль в этом сыграли развитие работорговли и налаживание торговых связей. Дальнейшие исследования ДНК мумий смогут рассказать нам еще больше о демографии Древнего Египта, о жизни фараонов и их подданных, как и мечталось Сванте Пэабо.