Путешествие наших генов

Праматерь всех генов
Как мы теперь понимаем, наши сомнения в интерпретации денисовской ДНК были оправданны. Путь, который позднее привел нас к истинной, не менее поразительной истории, объяснявшей эту ДНК, примечателен тем, насколько мощно развилась генетика за последние годы и как при этом обесценились знания, что на протяжении десятилетий считались в археологии верными. Стало ясно: именно потому, что мы придали данным об алтайской находке ложное значение, мы смогли обнаружить еще большую ошибку в изучении первобытных людей. ДНК денисовца из Азии дала нам — не напрямую, но вполне определенно — новый взгляд на заселение Европы современным человеком. Мы поняли, что он еще сотни тысяч лет назад встретился здесь с неандертальцем. И у них был секс.
Чтобы восстановить генеалогическое древо денисовской девочки, для первой публикации мы использовали ДНК митохондрий, которые также называют электростанциями клеток. Митохондриальная ДНК (мтДНК) — это лишь крошечная доля нашего генома. Сегодня стандартом является секвенирование гораздо более емкой и релевантной ядерной ДНК; до 2010 года за митохондриальную ДНК брались, чтобы существенно снизить временные и финансовые расходы [8].
Митохондриальная ДНК не дает особенно детализированных результатов, но хорошо подходит для составления генетического древа. С одной стороны, все люди наследуют свою митохондриальную ДНК исключительно от матери. С другой стороны, можно уверенно говорить о том, что примерно раз в 3000 лет в митохондриальной ДНК происходит мутация, которая передается всем последующим поколениям, то есть на протяжении 3000 лет по женской линии наследуется идентичная митохондриальная ДНК. Если сравнить такую ДНК у двух человек, можно вычислить, когда жила их последняя общая прародительница. Речь при этом идет о тех самых генетических часах. Митохондриальная ДНК ныне живущих людей ведет к единой общей прародительнице — «прабабушке». Она жила приблизительно 160 тысяч лет назад. В генетике ее называют «митохондриальной Евой». Существует и ее противоположность — «Y-хромосомный Адам», к которому восходят Y-хромосомы, передающиеся от отца к сыну. Но Адам жил почти на 200 тысяч лет раньше, чем Ева, так что эти двое совершенно точно не были парой [9].
На то, чтобы при подготовке первой денисовской публикации не дожидаться секвенирования ядерной ДНК, у нас была простая причина: Анатолий Деревянко дал кусочек пальцевой кости еще одной лаборатории помимо нас, и мы боялись, что коллеги могут опередить нас с публикацией. И митохондриальная ДНК, и ядерная ДНК позволяют считывать генетические часы [10], поэтому мы не видели проблемы в нашей поспешности.
Ядерная ДНК значительно углубляет знания, полученные из митохондриальной ДНК, но обычно ей не противоречит. Однако в случае с денисовской девочкой произошло именно это: ядерная ДНК показала совершенно другое генеалогическое древо. Оказалось, что денисовцы откололись не от общего предка современного человека и неандертальца, то есть от Homo erectus, а значительно позже, от линии неандертальцев. Новые данные показали, что сначала отделилась первая линия предков сегодняшних людей, чтобы позднее разделиться на неандертальцев и денисовцев. Предки современного человека перебрались в Европу, другая форма — в Азию. Это уже близко к тому, что мы сегодня знаем. Но не хватало еще одной поправки, и ждать ее нам пришлось еще 6 лет.
Противоречие между митохондриальной ДНК и ядерной ДНК объяснилось, когда были найдены останки первобытного человека на севере Испании, в Сима де лос Уэсос, что переводится как «Костяная дыра». Генетические исследования провела в 2016 году рабочая группа Сванте Паабо. Оказалось, что костям 420 тысяч лет. Благодаря ядерной ДНК их можно было приписать неандертальцу. Загвоздка в том, что раньше считалось, будто тогда никаких неандертальцев в Европе еще не было. С помощью всех неандертальских костей, которые до тех пор были обследованы, на основании митохондриальной ДНК было установлено, что этот вид человека отщепился от наших предков в Африке максимум 400 тысяч лет тому назад. Испанская находка говорила о гораздо более ранней миграции [11], а заодно о том, что со старыми расчетами что-то не так.
 
Помимо прочего, в публикации говорилось, что митохондриальная ДНК испанского неандертальца не совпадает с другими, полученными от гораздо более поздних неандертальцев. Этим митохондриальная ДНК испанца походила на ДНК денисовской девочки. Что было решающим фактором. Всплыла ошибка первой денисовской публикации, она стала очевидной, поскольку мы взяли для сравнения митохондриальную ДНК более позднего неандертальца, а она явно не соответствовала какой-либо другой митохондриальной ДНК пренеандертальцев. Более молодые индивиды (по-видимому, в какой-то период уже после испанского неандертальца) унаследовали другую митохондриальную ДНК — ДНК архаического сапиенса, вернее, архаической современной женщины. Какой-то неандерталец в Европе или на граничащем с Европой Ближнем Востоке вступил с этой женщиной в сексуальный контакт. Поэтому митохондриальная ДНК и указывала на тесное родство поздних неандертальцев с современными людьми.
Денисовцы в Азии, напротив, остались неизменными: по крайней мере в годы жизни денисовской девочки у них не было следов генетических смешений. С помощью митохондриальной и ядерной ДНК они законсервировали относительно близкое родство с пренеандертальцем. С учетом новых знаний данные, полученные из митохондриальной и ядерной ДНК, идеально подходили друг другу. Только доселе принятую датировку разделения в генеалогическом древе человека оставалось немного отрегулировать. Получалось, что неандертальцы и денисовцы должны были разделиться полмиллиона лет тому назад, а не 300 тысяч лет назад, как считалось раньше. А отделение общей линии неандертальцев и денисовцев от современного человека должно было произойти 600 тысяч, а не 450 тысяч лет назад.
Открытие, согласно которому денисовец нес в себе митохондриальную ДНК пренеандертальца, а более поздние неандертальцы приблизились к современному человеку, затронуло меня не только в научном, но и в личном плане. Одна из причин, почему меня вообще заворожили древние люди, связана с историей моего родного города Лайнефельде, расположенного на плато Эйхсфельд. Там, всего в нескольких улицах от дома моих родителей, на свет появился Йоханн Карл Фульротт, открывший неандертальцев. Когда я был подростком, Фульротт был моим кумиром. Я даже не смел мечтать о том, что однажды смогу немного дополнить его труд.
Дикие годы позади
Открытие денисовца и второе открытие неандертальцев показывают, насколько стремительно развивалась археогенетика на своем самом раннем этапе и как быстро она будет развиваться и дальше. Наука, еще только набирающая высоту, уже переросла детские болезни, или, точнее, уже оставила позади пубертат. К истории этого молодого научного направления относится также дикий период, когда по иррациональным причинам порой публиковались ужасные по качеству работы — просто потому, что все были буквально очарованы свершившимся прогрессом. Из-за этого многие генетики еще несколько лет назад сомневались в том, что старые ДНК вообще возможно достоверно расшифровать. Чрезмерная эйфория, которая выдвинула на первый план скептиков, была связана с одним из главных фильмов Стивена Спилберга.
Редкие кости подходят для секвенирования, ведь для этого в них должна хорошо сохраниться ДНК. Излучение, тепло и влажность — ее злейшие враги, а самый злой враг — время. Чем дольше кость лежит, тем меньше вероятность найти в ней пригодную для исследования ДНК. Впрочем, кое-какую ДНК всегда можно обнаружить. Она происходит от бактерий, которые населяют соседние кости, археологов, которые ее выкопали, и от всех, кто когда бы то ни было к ней приближался, например, в музее. ДНК, как песок в домике у моря, заполняет собой пространство почти беспрерывно, пока не займет каждый уголок. Например, ДНК, которую в 80-е годы Сванте Паабо извлек из мумии, происходила, как мы теперь знаем, не из Египта, а из Швеции. Это была его собственная ДНК.