ДНК: откуда мы родом?

Мы все несем в себе самый полный и подробный учебник истории на Земле. Исследовав структуру нашего генома, ученые обнаружили следы наших человеческих и животных предков, боровшихся за существование на протяжении 3–4 млрд. лет.

Наша ДНК содержит ответ на один из главных вопросов – как появился человек. Ген поведал нам главное, что жизнь – это дерево, а не лес. Первоисточник жизни у всех ее форм один – и для бактерий, и для животных, и для человека. Ведь гены, участвующие во всех физиологических процессах, таких как питание или дыхание, у нас одинаковы.

Ближайшие родственники

С помощью митохондриальной ДНК ученые выяснили, что наши ближайшие генные предки животного мира – человекообразные обезьяны. Сравнение последовательностей ДНК показывает, что самыми близкими родственниками человека из ныне живущих видов являются два вида шимпанзе (обыкновенный и бонобо).

Филогенетическая линия, с которой связано происхождение современного человека (Homo sapiens), отделилась от других гоминид 6–7 млн. лет назад с началом прямохождения. Другие представители этой линии (главным образом, австралопитеки и ряд других видов рода Homo) до настоящего времени не сохранились.

Митохондриальная Ева и Y-хромосомный Адам

Исследуя два элемента нашего генома, которые наследуются изолированно друг от друга (митохондриальную ДНК (мтДНК), передающуюся по женской линии, и Y-хромосому, переходящую от отца к сыну), а также зная последовательность этих участков генома и скорость возникновения мутаций, ученые вычислили датировку обитания общих предков человечества.

Женщину назвали Митохондриальной Евой. По последним данным, она жила около 200–100 тысяч лет назад. Мужчина – Y-хромосомный Адам – вероятно жил в интервале от 450 до 50 тысяч лет назад. Это не значит, что эти двое были единственными родоначальниками человечества, просто их братья и сестры не оставили потомков по прямой (отцовской или материнской) линии, но внесли свой вклад в историю человечества по-другому. Они обогатили ядерный геном – генетическую информацию, которая хранится в аутосомных и X-хромосомах и составляет 99% нашего генома.

Когда появился человек?

Однако известный антрополог и популяционный генетик Алан Темплтон показал, что ожидаемое время схождения в одну точку эволюционного древа, построенного для отдельного участка ДНК, зависит от того, в скольких экземплярах присутствует данный участок в клетках. Быстрее всего должны сходиться как раз мтДНК и Y-хромосома. И в данном случае они сходятся примерно 150 тыс. лет назад. Но это не значит, что именно тогда и появился Homo sapiens, это значит лишь, что эти участки генома не годятся для реконструкции более давних событий. Участки, локализованные на Х-хромосоме, сходятся в более далеком прошлом (до 2 млн. лет); все остальные участки – в еще более глубокой древности, некоторые даже еще до того, как разделились эволюционные линии человека и шимпанзе.

Согласно исследованиям Алана Темплтона, основанным на изучении 25 участков ДНК (кроме мтДНК и Y-хромосомы в анализ было включено еще 23 участка), разные участки ДНК сохранили следы разных событий в истории человечества. Общая картина удивительно точно совпадает с данными археологии. Три участка ДНК сохранили следы древнейшей волны выхода из Африки около 1,9 млн. лет назад!

Откуда мы родом?

В том, что прародиной человечества была Африка, сейчас не сомневается никто. Примерно 1,9 млн. лет назад наши далекие предки – ранние архантропы, носители галечной (олдовайской) культуры – впервые вышли за пределы родного континента. Эти архантропы широко расселились по Южной Азии.

800–600 тыс. лет назад состоялась вторая евразийская экспансия выходцев из Африки, на этот раз осуществленная более продвинутыми представителями рода человеческого. Европейские и западноазиатские популяции этих людей спустя несколько сот тысячелетий стали неандертальцами, а в Африке тем временем их дальние родичи эволюционировали в «анатомически современного человека» – Homo sapiens.

Примерно 80 тыс. лет назад небольшая группа сапиенсов вышла из Африки и постепенно заселила Азию, Австралию и Европу. Все это – вполне достоверные факты. Специалисты спорят о другом: смешались ли представители последней волны с древним евразийским человечеством или полностью вытеснили его?

Предки современного человека

До недавнего времени считалось, что человек современного биологического вида, то есть мы, нынешние люди, хомо сапиенсы (точнее, Homo sapiens sapiens), являемся прямыми потомками неких существ, которые жили в Африке около 200 тысяч лет назад. Ранее их называли кроманьонцами, но сегодня такое обозначение считается устаревшим.

Около 80 тысяч лет назад этот «человек современный» начал свое победное шествие по планете. Считается, что он и вытеснил из жизни прочие человеческие формы – например, знаменитых неандертальцев. Но недавно обнаружились свидетельства того, что это не совсем так… По-видимому, многие разновидности древних людей, до сих пор считавшиеся вымершими тупиковыми ветвями, не исчезли бесследно. Их прямые потомки живут и поныне – это мы с вами...

Около 200 000 лет назад несколько видов Homo боролись за право быть нашими пращурами. На Ближнем Востоке и в Европе десятки тысяч лет жили неандертальцы. Их генетика сейчас расшифрована, и там есть совпадения с нашим геномом в пределах 2,5%. Интересно, что встречаются они только у европейцев, у жителей Африки их нет. Значит, произошло смешение, когда африканцы «второй волны» попали в Европу.

А в Юго-Восточной Азии 700–300 тыс. лет назад обитали питекантропы (Homo erectus erectus) – локальный вариант Homo erectus, характерный исключительно для этой местности и не породивший непосредственных предков современного человека.

Но, кроме неандертальцев и питекантропов, в то время были и другие Homo. О них мы знаем только благодаря ДНК, выделенной из кости, найденной в Денисовой пещере на Алтае. Эти люди, судя по всему, жили не только на Алтае, но и по всей Азии. Генетические последовательности денисовцев найдены у австралийцев и в Южном Китае.

А на юге Индонезии жили так называемые хоббиты. У них был рост около метра, а мозг весил 400 г – примерно как у шимпанзе. Они никак не смешивались с сапиенсами, потому что слишком сильно отличались от них. Скорее всего, это потомки питекантропов, которые в условиях островной изоляции стали такими карликовыми людьми (как существуют карликовые бегемоты или слоны). Возможно, есть еще много подобных групп, просто их останки еще не найдены.

Вот и получается, что пока мы, люди, взбирались по эволюционной лестнице, параллельно с нами карабкалось вверх некое конкурентное «человечество». И таких центров, где разные группы хомо стремились к званию сапиенсов независимо друг от друга, уже сейчас известно четыре, а может оказаться еще больше!

Какого рода-племени украинцы?

Исследования генеалогии мтДНК и Y-хромосомы привели к построению генеалогического дерева, разные ветви которого называются гаплогруппы – группы генетических вариантов, передающиеся по наследству. Таким образом появилась возможность определить истинное происхождение каждого человека.

Чтобы выяснить составляющие генофонда украинцев, генетики изучили частоту распространения гаплогрупп Y-хромосомы и мтДНК в четырех основных историко-этнографических регионах Украины. Западные украинцы были изучены в пределах Львовской и Ивано-Франковской областей, подольские – Хмельницкой области, днепровские – Черкасской области, восточные – Харьковской области.

Впоследствии оказалось, что подольские и днепровские популяции настолько сходны между собой, что их объединили в одну группу – центральные украинцы. Поэтому ученые стали рассматривать не четыре, а три популяции по степени генетического сходства. В ходе этих исследований по маркерам Y-хромосомы к центральным оказались ближе восточные украинцы, а по мтДНК – западные.

Кроме того, исследование, проведенное в рамках проекта «ДНК-портрет нации» телеканала «Украина» в сотрудничестве с ученым-генетиком с мировым именем Питером Форстером из Великобритании, показало, что украинцы обнаруживают генетическое сходство с различными народами Западной Евразии.

• У каждого пятнадцатого украинца ученые-генетики выявили хромосому, которая роднит современное население страны с ирландцами, англичанами и шотландцами.
• Каждый шестой украинец носит в себе Y-хромосому скандинавских или финских народов. В данном случае речь идет, прежде всего, о тех, кого во времена Киевской Руси называли «варягами».
• ДНК каждого пятого украинца содержит в себе гаплогруппу, которую ученые характеризуют как трипольскую. Ее еще называют балканской, так как она присутствует у многих народов балканских стран.
• Концентрация гаплогруппы, которую ученые идентифицируют как унаследованную от ариев, выявлены более чем у половины украинцев. Эту хромосому в разных пропорциях носят почти все европейцы, россияне, представители индийских и иранских народов.
• Интересно, что татаро-монгольских генов, несмотря на 200-летнее иго, у украинцев не обнаружено.

Но все приведенные выше результаты исследования касаются только мужчин, так как сделаны по Y-хромосоме. Представители прекрасной половины украинского народа, согласно исследованию по мтДНК, несут в себе гены, которые, как минимум, в три раза старше, чем у мужчин. Предки современных украинок пришли на эти земли за 20 000 лет до появления трипольцев. С точки зрения ДНК, украинские женщины принадлежат к древнейшему населению Украины.