«Митохондриальная Ева» и «генетический Адам»

В 80-е годы ХХ века в связи с изучением структуры генетического кода произошла «бесшумная революция» в антропологии. Возникла новая отрасль науки, именуемая палеогенетикой или молекулярной палеонтологией. Оказалось, что в самом человеке, точнее - в его генотипе, являющемся совокупностью всех генов организма, можно обнаружить следы эволюционной истории вида. Гены впервые предстали в роли надежных исторических документов, с той лишь разницей, что запись в них сделана не чернилами, а химическими компонентами молекулы ДНК. Генетики научились извлекать информацию в буквальном смысле из «праха земного» - окаменевших остатков, которые принадлежали весьма древним существам. Полученные палеогенетикой данные радикальным образом трансформировали прежние представления о ранних стадиях «человеческой» эволюции.
Около 10 лет назад в журнале «Nature» появилась статья Аллана К. Уилсона, профессора Калифорнийского университета в Беркли, в которой он утверждал, что все человечество произошло от одной женщины, когда-то жившей в Африке, потомки которой заселили остальные континенты, породив все расовое разнообразие человечества. Подробные результаты этих исследований были опубликованы в 1992 году в авторитетном журнале «Science». А. Уилсон пишет, что в поисках данных об эволюции человека палеогенетики оказались вовлечены в спор с палеонтологами, который они, теперь это можно признать, блестяще выиграли.
Группа А. Уилсона разработала две базовые концепции, в русле которых проходили исследования. Как показал сравнительный анализ белков, в молекулярной эволюции с постоянной скоростью накапливаются нейтральные мутации - это первая идея. Скорость изменения генов за счет точечных нейтральных мутаций является постоянной во времени, поэтому ее можно использовать в качестве своеобразного «эволюционного хронометра», позволяющего датировать отхождение данной ветви от общего ствола. Это - вторая идея. В итоге все сводится к несложной арифметической задаче, в которой, зная скорость движения и путь, надо определить время.
В 1987 г. были начаты сравнительно-генетические исследования. Для анализа А. Уилсон избрал не ядерную ДНК, а ДНК митохондрий - одного из органоидов клетки. Дело в том, что митохондриальная ДНК (мтДНК) - это небольшая кольцевая молекула размером 16 600 пар нуклеотидов, содержащая 37 генов. Из них мутировать могут не более 2%, поскольку большинство генов жизненно необходимы. Для сравнения: ядерная ДНК человека содержит 3,2 миллиарда пар нуклеотидов, что составляет порядка 60 тысяч генов.
Однако не только скромные размеры мтДНК определили выбор. Гораздо важнее другое. Известно, что митохондрии, в отличие от прочих органоидов клетки, наследуются исключительно по женской линии. Когда происходит слияние сперматозоида и яйцеклетки в процессе оплодотворения, митохондрии спермия разрушаются в цитоплазме яйцеклетки. Таким образом зародыш получает свои митохондрии именно от матери, из ее яйцеклетки. МтДНК отца в ходе формирования зародыша, как пишет А. Уилсон, как бы «уходит в опилки» .
Это обстоятельство позволяет следить за предками индивидуума по материнской линии. Судите сами: каждый из нас получил митохондрии от своей матери, она - от своей, а та - от своей... и так далее. Выстраивается линия родства - генетическая генеалогия, позволяющая заглянуть в весьма отдаленное прошлое. Кроме того, мтДНК накапливает нейтральные мутации с постоянной скоростью. Это означает, что мтДНК ведет себя, как своего рода «митохондриальные часы». Кроме того, у митохондриальной ДНК есть и еще одна особенность - она не рекомбинирует, следовательно, все различия нуклеотидного состава возникают исключительно вследствие мутаций.
Осознав наличие у любого обитателя Земли этого удивительного хронометра, А. Уилсон приступил к анализу генеалогии человека. Были собраны образцы 182 различных типов мтДНК, полученных от 241 индивидуума, куда вошли представители всех рас 42 национальностей. Понятно, что более молодые нации будут генетически более однородными, а более древние должны иметь значительный спектр мутаций, накопившихся за более продолжительное время их существования на Земле.

Следует сказать, что вероятность совпадения узора ДНК у неродственных людей составляет 10-15, а точность ДНК-идентификации равна 10-7. Как показали исследования по программе «Геном человека», каждый человек отличается от другого одним нуклеотидом из 1000.
В своих сравнительногенетических исследованиях группа А. Уилсона анализировала так называемую Д-петлю мтДНК - особый гипервариабельный участок длиной 300 нуклеотидных пар. Этот участок является нейтральной областью, т.е. мутации в нем не приводят к болезням и не дают каких-либо преимуществ перед обладателями других последовательностей.

Проведя сравнительный анализ мтДНК, А. Уилсон построил генеалогическое древо, которое четко свидетельствовало о наличии наибольшей дифференциации митохондриальных генов в Африке. Более того, все шестимиллиардное современное человечество ведет свое происхождение от одной женщины, некогда обитавшей в восточной Африке, поскольку все исследованные образцы мтДНК можно возвести к единой исходной нуклеотидной последовательности. Автор открытия стал «крестным отцом» нашей прародительницы, назвав ее «митохондриальной Евой». Справедливости ради надо сказать, что Уилсон не утверждал, что «Ева» была в ту пору единственной женщиной на Земле. Проведенное математическое моделирование показало, что эффективный размер популяции (т.е. количество мужчин и женщин, способных оставить потомство) в то время составлял не менее 10 тысяч человек.

Впоследствии другими авторами также проводились аналогичные расчеты. Так Марк Стоункинг изучал различные варианты Alu-повторов в ядерной ДНК 120 человек разных рас и пришел к выводу, что эффективный размер популяции в плейстоцене составлял порядка 18 тысяч человек, что совпало с данными, полученными на мтДНК другими исследовательскими группами .

Итак, А. Уилсон, найдя место, являющееся «колыбелью» человечества, пошел дальше. Зная скорость мутирования, он смог определить и примерное время, когда «Ева» появилась на Земле. «Митохондриальные часы» показали, что она жила приблизительно 200-150 тысяч лет назад (удивительно, но «Ева» оказалась даже древнее неандертальца, которого упорно навязывали ей в «эволюционные отцы»).
Данные по анализу мтДНК были независимо получены многими другими исследователями. «Анализ мтДНК,- пишет Сатоси Хораи, - указывает на то, что современный человек возник около 200 тысяч лет назад в Африке, откуда переселился в Евразию, где достаточно быстро вытеснил Homo erectus и предположительно полностью (если не будет найден снежный человек) неандертальца. При этом смешения митохондриальных генотипов практически не произошло» . Позднее этот исследователь попытался более тонко откалибровать «митохондриальные часы». По его уточненным оценкам, возраст современного человека оставил около 143 тысяч лет.
Другие группы исследователей проводили сравнение ядерных генов. Этот подход также показал, что человек появился в Африке, а «расселение африканских предков произошло не ранее 100 тысяч лет назад» . Ученые из Англии работали с фрагментом ядерного гена, отвечающего за синтез в-глобина. Они проанализировали этот участок ДНК у 349 жителей разных регионов мира. Это исследование также показало, что генетические корни человека ведут в Африку. К аналогичным выводам пришли австралийские генетики и многие другие авторы. Словом, открытие А. Уилсона стимулировало всплеск исследований в крупнейших лабораториях мира. И все независимо выполненные работы говорят в пользу восточной Африки как места, где впервые появился человек
Особый интерес представляет предпринятая Л. Кавалли-Сфорца попытка сравнить данные молекулярной генетики и лингвистики. Он показал, что распространение генов удивительно хорошо коррелирует с распространением языков. Таким образом, родословное древо, построенное на основании генетических исследований, соответствует лингвистическому родословному древу. Так геногеография совместилась с этнической географией .
Еще при жизни А. Уилсона была сделана попытка анализа У-хромосомы мужчин с тем, чтобы проследить «линию отцов» в родословной человечества. Предварительные данные, о которых он сообщает, полученные французским ученым Ж. Люкоттом, также подтвердили африканское происхождение «Адама».
У-хромосома, как показали исследования по программе «Геном человека», имеет размер 60 млн. пар нуклеотидов. Она, как и мтДНК, не рекомбинирует (не вступает в кроссинговер), поэтому отличия в нуклеотидном составе являются следствием мутагенеза.
Более детальные исследования были проведены профессором Стенфордского университета П. Ундерхаллом, собравшим материал для анализа почти во всех регионах мира. Как известно, У-хромосома присутствует лишь в генотипе мужчин, и, следовательно, передается в поколениях строго от отца к сыну. Р езультат изучения нескольких тысяч проб, взятых от представителей разных народностей, показал, что родиной «Адама» была все та же восточная Африка. По оценке исследователей, время появления представителя Homo sapiens мужского рода составляет порядка 150-160 тысяч лет. Некоторый разброс в возрастах «Евы» и «Адама» укладывается в пределы ошибки метода.
Аналогичные данные были получены и другой независимой группой под руководством Майкла Хаммера (университет Аризоны, США). Уточненный возраст гипотетического «Адама» - 160-180 тысяч лет.
Итак, именно на Африканском континенте около 150-180 тысяч лет назад появились наши прародители. Примерно 100 тысяч лет назад их потомки мигрировали по всей ойкумене, замещая всех прочих живших там гоминид, но при этом, что важно, не скрещиваясь с последними. Около 40 тысяч лет назад они добрались до Европы.
Но на этом сюрпризы, преподнесенные палеогенетиками антропологам, не закончились. Профессору Сванте Паабо удалось извлечь мтДНК из фрагмента позвонка неандертальца, впервые обнаруженного в 1856 г. и жившего около 50 тысяч лет назад. Эта работа - поистине высочайшая вершина молекулярно-генетического искусства, результат ее трудно переоценить. Как показали сравнительные исследования митохондриальной ДНК современного человека и неандертальца, последний вовсе не является ни нашим предком, ни даже близким родственником. Путем сравнительного анализа «наших» и «неандертальских» генов было установлено, что различия между ними столь велики, что эволюционные ветви этих двух видов могли (или должны были) разойтись 600 тысяч лет назад, то есть в ту пору, когда самих видов еще просто не существовало. Все разнообразие мтДНК современных Homo sapiens - это 24 нуклеотидные замены, а вот в мтДНК неандертальцев таких замен обнаружено 32. Этот факт позволяет совершенно однозначно утверждать, что неандерталец выходит за пределы видовой изменчивости человека. Следовательно, неандертальцы составляют отдельный вид и принадлежат к совершенно другой, параллельной и тупиковой эволюционной ветви.
Выводы С. Паабо столь коренным образом меняют представления об антропогенезе, что встал вопрос о проверке этих результатов независимой группой исследователей. С фрагментом неандертальской кости на этот раз работал Марк Стоункинг, ученый из группы А. Уилсона, также высочайший авторитет в области палеогенетики. Проведя исследования мтДНК из другого образца (останки неандертальского ребенка, жившего 30 тысяч лет назад), он получил такие же данные, что и С. Паабо, полностью подтвердив его выводы. В связи с этим в одном из интервью С. Паабо заметил: «Мы придерживались строгих критериев судебной медицины, как если бы готовились представить вещественное доказательство суду».
Спустя несколько лет группа немецких ученых также провела независимое исследование неандертальской мтДНК, которое показало: «Подтверждается гипотеза, согласно которой неандертальцы представляют тупиковую эволюционную ветвь и не являются предками современного человека» .
Палеонтолог Кристофер Стрингер так видит дальнейшую перспективу: «Возможно, мы стоим на пороге создания единой теории, которая объединит палеоантропологические, археологические, генетические и лингвистические доказательства в пользу Африканской моногенетической модели» .
Действительно, синтез этих наук, вероятно, способен приблизить нас к пониманию тайны нашего происхождения. Но все же антропогенез нельзя свести лишь к чисто научной проблеме, как это пытается делать позитивистская наука, ограниченная рамками материалистического взгляда на мир. Дело в том, что приход в мир человека – феномен не только материальный, но и духовный. Допустим, что мы имеем ряд материальных останков существ, морфологически близких к человеку. Но как определить то «место» в эволюционном процессе, где человек становится человеком? Сообщая о факте творения человека Богом, Священное Писание ничего не говорит о конкретном механизме творения. По слову свт. Феофана Затворника: «Это тело что было? Глиняная тетерька или живое тело? Оно было живое тело. Было животное в образе человека с душею животною. Потом Бог вдунул в него Дух Свой, и из животного стал человек» . Прп. Серафим Саровский в одной из бесед говорил: «До того, как Бог вдунул в Адама душу, он был подобен животному» . Свт. Григорий Богослов комментировал: «Из сотворенного уже вещества взяв тело, а от Себя вложив жизнь» . Свт. Филарет Московский в «Записках на Книгу Бытия» отмечал, что человек создан «не единократным действием, но постепенным образованием» . Итак, человек становится Человеком лишь после того, как божественное дуновение жизни (Быт. 2, 7) о-духо-творяет и о-живо-творяет его; лишь тогда тело его становится, по слову апостола Павла, храмом живущего в нас Святого Духа, Которого имеем мы от Бога и в телах и в душах наших, которые суть Божии (1 Кор. 6, 19). Этот сакральный момент - подлинное начало человеческого бытия. Свт. Григорий Нисский в работе «Об устроении человека» писал: «Последним после растений и животных устроен человек, так что природа каким-то путем последовательно восходила к совершенству» . Но путь этого восхождения Писание нам не открывает. Это - поле научного поиска.

Друзья

Христианские картинки