Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Глава 19 Толпы переселенцев

Как известно, вне Африки самые древние остатки человека современного типа найдены на горе Кармель в Израиле. Там в пещерах Схул и Кафзех обнаружены кости возрастом более 100 тысяч лет. А неподалеку от них, в пещерах Табун и Кебара, раскопали скелеты неандертальцев, возраст которых 45 тысяч лет. Эти находки необязательно означают, что 50 тысяч лет назад люди и неандертальцы жили бок о бок на горе Кармель. К слову сказать, многие палеонтологи полагают, что люди современного типа явились сюда с юга, когда климат стал более теплым, и что неандертальцы, двигаясь с севера, заселяли эти земли в периоды похолоданий, и тогда ранние люди уходили оттуда. Еще принято считать, что люди современного типа из пещер Схул и Кафзех вымерли, не оставив потомства. Но даже если у них не осталось наследников, то родственники, скорее всего, были. И еще: каким бы непостоянным ни было соседство неандертальцев и людей, за тысячи лет они не могли совсем не встречаться, хотя из-за изменений климата зона контакта могла смещаться то к северу, то к югу. Таков, в двух словах, сценарий развития событий на Ближнем Востоке.

О том, что Ближний Восток рассматривается как возможная зона смешивания людей и неандертальцев в период 50–100 тысяч лет назад, я узнал из рассказов палеонтологов. Особенно мне помог Жан-Жак Юблен, французский палеонтолог, который в 2004 году приехал в наш институт возглавить отдел эволюции человека. Во-первых, Ближний Восток — единственное место на свете, где люди и неандертальцы могли, хотя бы в принципе, находиться в контакте в течение долгого времени. Во-вторых, видимо, ни одна из этих двух групп явно не доминировала в тот период. Например, они использовали одинаковые каменные орудия. На самом деле, поскольку каменные орудия идентичны, то определить, являлась ли стоянка на территории Ближнего Востока человеческой или неандертальской, можно, только если археологам попадаются скелетные остатки.

Но вскоре после отметки в 50 тысяч лет назад все изменилось. Пройдя этот рубеж, люди современного типа прочно обосновались за пределами Африки и начали быстро расселяться по всем направлениям; продвигаясь в глубь Старого Света, за следующие несколько тысяч лет они добрались до Австралии. Их взаимоотношения с неандертальцами, похоже, стали другими. По европейским находкам, которые особенно хорошо изучены и датированы, можно с определенностью сказать, что когда в каком-то месте появлялся человек, то неандертальцы уходили сразу или почти сразу. Такая же картина наблюдается и по всему миру: если где-то появлялся человек, то более ранние человеческие формы так или иначе исчезали.

Чтобы отличать этих целеустремленных людей-оккупантов от тех, что 50–100 тысяч лет назад осели в Африке и на Ближнем Востоке, я дал им название “переселенцы”. У них развилась более сложная технология орудий труда — археологи называют ее ориньякской. Для нее характерны кремниевые отщепы разных сортов, включая большое разнообразие ножей. В местонахождениях ориньякского типа археологи часто находят костяные наконечники копий и стрел, то есть, возможно, первых пробойных метательных орудий. Если это правда, то подобное изобретение, впервые позволившее человеку убивать животных и врагов на расстоянии, как раз и могло стать тем фактором, который решительно сдвинул стрелку конкуренции в пользу людей. Встречаясь с неандертальцами или другими древними человеческими формами, они неизменно побеждали. Ориньякская культура подарила и первые пещерные рисунки, и первые глиняные фигурки животных, и фигурки мифологических существ, полулюдей-полузверей. Все это говорит о сложном внутреннем мире и о желании поделиться им с другими членами своего сообщества. Таким образом, в поведении переселенцев появляются черты, не свойственные ни неандертальцам, ни другим ранним людям современного типа из пещер Схул и Кафзех.

Мы не знаем, откуда пришли переселенцы. На самом деле они могли быть и просто потомками людей, обосновавшихся на Ближнем Востоке раньше; переселенцы переняли их культурные открытия и новшества и, снарядившись как следует, начали экспансию. И все же скорее они появились из Африки. Но в любом случае какое-то время переселенцы должны были провести на Ближнем Востоке.

Продвигаясь по территории Ближнего Востока, переселенцы, возможно, встречали и ассимилировали местные группы людей. А те, в свою очередь, вполне могли задолго до того повстречать неандертальцев и произвести потомство, и через такое смешанное потомство ДНК неандертальцев передались переселенцам, а через них уже и нам. Эта модель более сложная, ее трудно назвать идеальной из-за некоторой избыточности. Тем не менее модель прямого наследования, по которой переселенцы скрещивались с неандертальцами, обязана ответить на неизбежно возникающий вопрос: если на Ближнем Востоке переселенцы с готовностью вступали в связь с неандертальцами и выращивали общих детей, то почему они не делали того же самого позже, на территории Западной и Центральной Европы, откуда они неандертальцев вытеснили? А если переселенцы скрещивались с европейскими неандертальцами, то нынешние европейцы должны нести больше неандертальской ДНК, чем азиаты. Модель непрямого наследования предполагает, что переселенцы никогда не скрещивались с неандертальцами, а получили неандертальский генетический вклад через других людей, тех, чьи остатки нашли в пещерах Схул и Кафзех. Те древние люди, будучи близки в культурном отношении неандертальцам и соседствуя с ними десятки тысяч лет, возможно, были склонны вступать с неандертальцами в связь, а не вытеснять их.

Понятно, что модель непрямого наследования не что иное, как чистое теоретизирование. Может быть, мы не видим у европейцев дополнительного неандертальского генетического вклада просто потому, что он слишком мал и его невозможно различить. Также возможно, что разница в количестве неандертальской ДНК объясняется мощным популяционным ростом, который последовал за смешением людей и неандертальцев на Ближнем Востоке. В этом случае смешение людей и неандертальцев будет явственно отслеживаться именно для этой популяционной волны из-за “аллельного серфинга”, разобранного Эскофье. А если следующие события скрещивания не поймают столь же интенсивную волну популяционного роста, то их генетические последствия отследить будет куда труднее. Еще можно предположить, что более поздние выходцы из Африки “разбавили” генетический вклад неандертальцев. Надеюсь, в будущем найдутся надежные факты, которые помогут прояснить ситуацию. И если когда-нибудь появится возможность изучить ДНК людей из пещер Схул и Кафзех, то можно будет определить, перемешивались они с неандертальцами или нет, а если перемешивались, то в какой мере. Тогда бы мы выяснили, имелись ли у них такие же фрагменты неандертальской ДНК, как у теперешних европейцев и азиатов.

Но на сегодняшний день самый простой — и самый “парсимоничный” — сценарий развития событий примерно такой. Переселенцы встречались и скрещивались с неандертальцами, от таких союзов рождались дети. Эти полукровки вливались в группы переселенцев и несли дальше неандертальские ДНК, превращаясь в своего рода живых хранителей ископаемой истории. На сегодня такие живые хранители вымерших неандертальцев распространились от южной оконечности Южной Америки до Огненной Земли и до острова Пасхи в Тихом океане. Неандертальцы продолжают жить во многих из нас.

Когда научные изыскания довели нас до этой точки, я забеспокоился о реакции общества и социальных последствиях наших открытий. Конечно, ученые обязаны докладывать общественности правду, но я считал, что при этом нужно предусмотреть и уменьшить возможность злоупотреблений. Такое случается, особенно когда дело касается истории человека и генетической вариабельности. И мы обязаны задавать себе вопросы: как новые открытия повлияют на бытующие в обществе предрассудки? Могут ли открытия быть неправильно интерпретированы и использованы в расистских целях? Или в каких-либо других целях, нарочно или по непониманию?

Я вполне представлял себе несколько сюжетов. Прозвище “неандерталец” в обществе едва ли воспринимается как комплимент, и некоторые граждане могли бы по ассоциации связать неандертальскую ДНК с агрессивностью или другими чертами, присущими, по их мнению, колониальной европейской экспансии. Тем не менее в таких рассуждениях я лично не видел особой опасности, так как подобный “расизм наоборот”, то есть по отношению к европейцам, потенциально не содержит заряда смертельной ненависти. Более серьезно следовало отнестись к факту отсутствия неандертальской ДНК у африканцев. Значит ли это, что африканцы не входили в число переселенцев? Правомерно ли считать их историю фундаментально отличной от европейской?

Обдумывая этот последний вопрос, я для себя уяснил, что нет, скорее всего, неправомерно. Самым разумным было бы считать, что на сегодня все люди, независимо от того, живут ли они в Африке или нет, являются наследниками переселенцев. И хотя многие палеонтологи и генетики, включая и меня самого, думали, что переселенцы распространились по миру, не смешиваясь со встреченными на пути человеческими группами, но уж если мы доказали, что один раз это случилось, то нет причин считать подобное событие уникальным. Так как у нас нет информации по древним геномам из разных частей света, мы попросту не в состоянии оценить возможный генетический вклад других архаичных человеческих форм. Особенно это утверждение правомерно для Африки, где генетическая вариабельность самая высокая, так что определение генетического вклада архаичных людей превращается в трудновыполнимую задачу. Тем не менее, когда переселенцы начали распространяться по самой Африке, они вполне могли смешаться с древними людьми и вобрать их ДНК в свой генофонд. Я решил, что при разговоре с журналистами мне стоит особо отмечать именно этот аспект рассуждений, то есть ясно дать понять, что у нас нет причин предполагать отсутствие архаичной ДНК в геноме африканцев. Архаичный компонент присутствует у всех современных людей, и последние исследования по современным африканцам подтверждают это.

Однажды вечером я пришел домой после какого-то особо утомительного дня и с трудом уложил спать расшалившегося пятилетнего сына. Тут у меня неожиданно возникла почти бредовая идея. Если в геноме современного человека содержится от одного до четырех процентов неандертальских генов, то может ли на свет появиться ребенок — допустим, в результате причудливого сочетания ДНК сперматозоида и яйцеклетки, — чьи гены окажутся целиком неандертальскими? Может ли так получиться, что все фрагменты неандертальской ДНК, сохранившиеся в современном человеке, как-то соберутся в моей сперме и в яйцеклетке Линды и в результате у нас получится вот такой первобытный хулиган? То есть до какой степени он — или я — можем быть неандертальцами?

Я решил произвести простые вычисления. Средняя длина сегментов, которые определил Расмус, — 100 тысяч нуклеотидов. Примерно 5 процентов неафриканцев являются носителями одного из таких фрагментов. Если принять, что неандертальские фрагменты все примерно такой длины и из них составляется целый неандертальский геном (около 3 миллиардов нуклеотидов), то мы насчитаем 30 тысяч неандертальских фрагментов, рассеянных по современному человеческому генофонду. На самом деле многие фрагменты неандертальской ДНК короче и встречаются реже, чем у пяти процентов неафриканцев, к тому же они необязательно составляются в целый геном, но я специально сделал такие допущения, чтобы понять, может ли мой сын, хотя бы в принципе, оказаться неандертальцем. При таких допущениях вероятность получить определенный фрагмент неандертальской ДНК в какую-нибудь хромосому — это все равно что выиграть в пятипроцентную лотерею. А в каждую хромосому из пары — это вытянуть выигрышный билет в лотерею два раза подряд. То есть 5 процентов от пяти процентов — итого 0,25 процента. Чтобы заполучить целый неандертальский геном от меня и целый неандертальский геном от Линды, нашему сыну придется вытягивать выигрышный билет по два раза подряд для каждого из 30 тысяч сегментов, то есть 60 тысяч раз подряд! Вероятность такого события неизмеримо мала (а точнее, 76 тысяч нулей после запятой и потом какие-то цифры). Так что ни мой сын не мог оказаться неандертальцем, и ни один человек из 8 миллиардов жителей планеты не мог произвести на свет ребенка-неандертальца. И еще можно не опасаться, что в один прекрасный день в лабораторию постучится неандерталец и добровольно сдаст кровь на анализ, одним движением смахнув в мусорную корзинку все наши титанические усилия по выделению неандертальского генома из древних костей.

Тем не менее важнейшими задачами для современного исследователя должны стать, во-первых, определение тех рассеянных в генах современного человечества сегментов, которые унаследованы от неандертальцев, и, во-вторых, выяснение, насколько полно представлен неандертальский геном в современном человечестве. Размер и количество этих сегментов прояснят до некоторой степени, какое количество детей от смешанных связей обеспечило генетический вклад неандертальцев в генофонд переселенцев и когда это происходило. Также факт отсутствия тех или иных фрагментов интересен сам по себе, поскольку отсутствующие фрагменты могли нести как раз ту решающую генетическую информацию, которая определяет разницу между переселенцами и неандертальцами.

Добравшись до этой точки в своих рассуждениях, я вдруг подумал, что и другим, наверное, будет интересно узнать, какая часть их генома унаследована от неандертальцев. Я каждый год получал письма от людей, утверждающих, что они — или их близкие — на какую-то часть неандертальцы. Часто в письма были вложены фотографии с изображениями немного кряжистых индивидуумов, а порой люди предлагали прийти и сдать кровь для наших исследований. И теперь, когда у нас есть геном неандертальца, я легко представил, как мы берем ДНК какого-нибудь человека, определяем, какие сегменты его генома так или иначе схожи с неандертальскими, и, сравнив, показываем уровень неандертальского наследия. В конце концов, в мире существует масса компаний, которые предлагают такого рода услуги, то есть определяют степень родства человека с народами разных стран. Например, американцы в США очень часто интересуются, какова в них доля наследия из Африки, Европы, Азии и от индейцев. В будущем к ним можно будет добавить и неандертальцев. Идея меня заинтриговала, но одновременно и обеспокоила. А вдруг оказаться “неандертальцем” будет считаться позорным? А не будет ли для человека ужасно, если он узнает, что часть генов, отвечающих за работу мозга, досталась ему от неандертальцев? И не превратятся ли ссоры между супругами во что-то вроде “Ты никогда не выносишь мусор, у тебя же гены в мозгах неандертальские”? Может ли позор, связанный с неандертальскими генами, лечь на целую группу людей, если у какой-то определенной части населения особенно часто будет встречаться неандертальский вариант гена?

Я считал, что мы обязаны контролировать подобные виды практического использования наших исследований. С моей точки зрения, единственным способом контроля было запатентовать использование неандертальского генома для такого наследственного тестирования. Если мы это сделаем, то любой, кто захочет брать деньги за проведение тестов, должен будет получить у нас лицензию. Таким образом, мы получим возможность ставить определенные условия, в каком виде информация выдается клиентам. Лицензию можно выдавать за плату — так наша лаборатория и Общество Макса Планка немного возместили бы затраты на неандертальский проект. Я поговорил об этом с Кристианом Кильгером, бывшим нашим студентом, ныне берлинским юристом со специализаций по биотехнологическим патентам. Мы даже обсудили с ним предполагаемую прибыль от патентов и как ее распределить среди исследовательских групп консорциума.

Полагая, что план может вызвать некоторые вопросы, я представил его на одном из пятничных собраний. И тут выяснилось, что я изрядно промахнулся. Некоторые бурно протестовали против идеи патента. Особенно Мартин Кирхер и Удо Штенцель, чей профессионализм я глубоко уважал: идея патентовать нечто природное, как, например, неандертальский геном, казалась им абсолютно неприемлемой. В целом это мнение поддерживало меньшинство, но зато с каким-то религиозным пылом. Другие придерживались прямо противоположной точки зрения. Эд Грин, например, даже съездил в Калифорнию, в самую большую коммерческую организацию, которая занималась определением генетического наследия , 23andMe, и, похоже, был не против поработать с ними когда-нибудь после. Споры разгорались, спорили в кафе, в лаборатории, за рабочими столами. Я пригласил Кристиана Кильгера и юриста по патентам из Общества Макса Планка, чтобы они разъяснили, что такое патент и как он работает. Они разложили все по полочкам, особо подчеркнув, что патент наложит ограничения только на коммерческое использование неандертальского генома — и то только в случае конкретной задачи тестирования генетического наследия — и что он ни в коей мере не ограничит научного использования наших открытий. Все это ни на йоту не изменило ничьих мнений и не снизило градус эмоционального накала.

Меньше всего мне нужны были раздоры в группе. Чего мне бы не хотелось, так это давить авторитетом для протаскивания собственного мнения против желания убежденного меньшинства. До публикации нам предстояло много работы, и сплоченность в группе была необходима. В результате через две недели после начала споров я объявил на очередном пятничном собрании, что принял решение оставить идею патента. Я получил от Кристиана электронное письмо, заканчивавшееся словами: “Какая возможность упущена!” Мне и самому было жаль. Такая прекрасная возможность поднимать деньги на будущие исследования и регулировать использование наших открытий в коммерческих целях. На самом деле, пока я это все пишу, компания 23andMe уже начала предлагать на рынок услуг тестирование генов на наличие неандертальских компонентов. Да и другие компании, без сомнений, вскоре к ней присоединятся. Но наш проект двигала вперед сплоченность всех членов группы. Именно она являлась нашим главным капиталом, и рисковать ею было нельзя.