Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов - Сванте Пэабо

Предложение мое было умышленно агрессивным, и многие из более разумных коллег по консорциуму выступили против. Эдриан в ответ написал следующее: “Очевидно, что, публикуя результаты без папуасской истории, мы рискуем вот чем: кто-нибудь проведет собственный анализ, разгадает загадку “папуасских” примесей и немедленно все это опубликует. То, что мы сами опустили этот вопрос в своей работе, будет истолковано как а) некомпетентность, б) поспешность, в) игры в политическую корректность. Проблема, да?” Ник согласился с ним: “Мы обязаны доработать папуасский вопрос, иначе мы будем выглядеть глупцами или трусами”.

Итак, наши изматывающие попытки объяснить непонятный результат техническими просчетами продолжались. В конце концов мы пробили эту стену. Ник сравнил денисовский геном с большим количеством общедоступной информации, и это стало поворотным моментом папуасского сюжета. Проект разнообразия человеческого генома, или HGDP (Human Genome Diversity Projet), предоставляющий данные из центра в Париже, является, по сути, коллекцией клеточных линий и их ДНК от 938 человек из 53 популяций со всего мира. Все эти образцы были проанализированы по методикам “золотого стандарта”, призванным с величайшей точностью прочитать каждое из 642-690 вариабельных мест генома: какие нуклеотиды там сидят. И вот Ник выбрал у денисовцев и неандертальцев все продвинутые СНИПы, определенные с высокой надежностью, и сравнил их с данными из коллекции. И обнаружил, что геномы всех семнадцати человек из Папуа – Новой Гвинеи и десяти жителей Бугенвиля стоят особняком, находясь ближе других к денисовскому геному. Это в точности согласовывалось с информацией, полученной от нашего собственного секвенирования. Теперь мы все убедились, что между денисовцами и предками папуасов точно существовали какие-то отношения.

С помощью генетических карт неандертальцев и денисовцев Дэвид и Ник подсчитали, что примерно 2,5 процента генофонда неафриканцев унаследовано от неандертальцев и что более поздний генетический вклад денисовцев привнес в генофонд папуасов приблизительно 4,8 процента ДНК. В генофонде папуасов прослеживается и неандертальский компонент, а это означает наличие у них примерно 7 процентов ДНК, пришедших от древних человеческих форм. Это совершенно удивительное открытие! Мы изучили геномы двух вымерших человеческих форм. В обоих случаях генетические следы этих древних популяций выявляются у современных людей. Значит, для людей современного типа, пустившихся осваивать новые территории, перемешивание с архаичными человеческими формами, пусть и незначительное, являлось скорее правилом, чем исключением. Следовательно, неандертальцы с денисовцами не исчезли полностью и окончательно. Какая-то их часть продолжает жить в нас сегодняшних. Денисовцы, как показали наши исследования, должны были иметь широкий ареал обитания, хотя они, похоже, не смешались с тогдашними жителями территорий Монголии, Китая и Камбоджи, да и вообще с древними людьми материковой Азии, а почему – непонятно. Вероятно, в наших результатах видны следы смешения с первыми популяциями современных людей, которые вышли из Африки и двинулись вдоль южного берега Азии, и случилось это до заселения остальной территории Азии людьми современного типа. Палеонтологи и антропологи допускают вероятность таких древних миграций вдоль берегов Ближнего и Среднего Востока до Южной Индии, Андаманских островов, Меланезии и Австралии. Если эта миграционная волна на пути встречалась и смешивалась с денисовцами – возможно, на территории современной Индонезии, – то их потомки в Папуа – Новой Гвинее, на Бугенвиле и аборигены Австралии окажутся носителями денисовской ДНК. А то, что денисовской примеси больше нигде не обнаруживается, можно объяснить иными, более “материковыми” маршрутами последующих мигрантов, заселивших всю азиатскую территорию. Они могли идти в обход денисовских поселенцев, а может, ко времени позднейших миграций денисовцы уже исчезли, так и не повстречавшись с остальными людьми.

И действительно, уже после публикации денисовского генома Дэвид и Марк Стоункинг из нашего отдела сделали детальный обзор южноазиатских народностей и таки нашли примеси денисовских ДНК у народов Меланезии, полинезийцев, австралийских аборигенов и у некоторых филиппинских племен, но более нигде в этом регионе, включая Андаманские острова. Таким образом, подтвердилась наша первоначальная гипотеза, что мигранты из Африки прошли южным путем, встретили денисовцев и где-то на территории Юго-Восточной Азии произошло смешение.

Монти Слаткин взял все генетические данные, которые мы сгенерировали, и протестировал несколько популяционных моделей. Как я и ожидал, сразу весь набор данных объясняла простейшая модель: неандертальцы скрестились с современным человеком, а денисовцы затем перемешались с предками меланезийцев. Но нам еще предстояло объяснить странности денисовской мтДНК. Предлагались две возможности. Во-первых, та конкретная линия мтДНК могла появиться в генофонде денисовцев в результате смешения с какой-то архаичной группой гоминин. Про себя я голосовал именно за эту идею. Во-вторых, могло произойти то, что мы называем неполной сортировкой линий. Проще говоря, у общего предка неандертальцев, денисовцев и современного человека, конечно, имелись ранние версии всех трех линий мтДНК. Затем один вариант мтДНК получили денисовцы, а два других, соответственно, неандертальцы и современные люди. Волею случая денисовцам достался вариант с сильными отличиями от двух других линий, которые, в свою очередь, оказались гораздо более похожи друг на друга. Если предположить, что та общая предковая популяция имела высокую численность, а значит, и высокое разнообразие мтДНК, то такое объяснение кажется более предпочтительным. Но по моделям Монти выходило, что обе возможности равновероятны: и генетические примеси, и неполная сортировка. И хотя надежно выбрать один из вариантов не удавалось, но сюжет с перемешиванием казался мне более осмысленным. В конце концов, мы же только что выявили две истории со скрещиванием архаичных групп, и я теперь стал считать перемешивание обычным делом в человеческой эволюции. И потом, если денисовцы охотно вступали в сексуальные отношения с предками современного человека, то они вполне могли скрещиваться и с другими группами древних людей. У меня возникло убеждение, что в общей картине расселения человека не должна превалировать идея тотального вымирания изгнанников. Некоторое заметное количество их ДНК просачивается и рассеивается в замещающей группе, так что я даже позаимствовал специальный термин для описания этого процесса: “замещение с протечкой”. Быть может, думал я, вытеснение денисовцев и было таким “негерметичным”.

В июле мы начали готовить статью. Так как 70 процентов ДНК из костной ткани денисовцев были эндогенными, секвенирование генома не требовало той дьявольской изворотливости, которую пришлось проявить при картировании неандертальского генома. Это также означало, что полученная денисовская последовательность будет гораздо лучшего качества, с глубиной покрытия 1,9 против неандертальской 1,3. И, что еще важнее, отсечение отщепленных концов с дефектными цитозинами уменьшило количество ошибок в полученной картине генома, так что их оказалось в пять раз меньше, чем в неандертальском геноме. В середине августа статью представили в Nature для публикации. Статья, с моей точки зрения, получилась знаменательная. Представьте: из обломка кости размером в четверть утреннего кусочка сахара определяется геномная последовательность, и на ее основе доказывается, что владелец кости принадлежал неизвестной доселе человеческой группе. Так становится ясно, что молекулярная биология способна внести новое, фундаментальное знание в палеонтологию.