«Картина антропогенеза сильно поменялась»

До сих пор считалось, что в ДНК современных людей есть следы неандертальцев и денисовцев, но недавно выяснилось, что предков было больше. Американские ученые установили, что в современных людях есть частицы ДНК другого, неизвестного прародителя.

Какие же разные у нас были предки! И сколько всего, оказывается, в генах человека намешано…

Фото: Fine Art Images / DIOMEDIA

Ученые разработали алгоритм анализа геномов ARGweaver-D, который способен идентифицировать сегменты ДНК, попавшие в геном человека в результате скрещивания с другими видами, даже если этот генетический дрейф происходил тысячи лет назад и его источник неизвестен. Они применили алгоритм к геному двух неандертальцев, одного денисовца и двух людей, живших в Африке. Так и возник еще один «участник процесса» — неизвестный.

«Огонек» обратился за разъяснениями к вице-президенту Сколтеха по биомедицинским исследованиям, доктору биологических наук Михаилу Гельфанду.

— Михаил Сергеевич, как вы оцениваете новость?

— Я бы не сказал, что новостью является то, что и кроманьонцы (то есть непосредственные предки современных людей), неандертальцы и денисовцы скрещивались друг с другом во всех возможных сочетаниях. Не новость и то, что в геномах современных людей найдены следы представителей других ветвей рода Homo. Про это уже были публикации, но в отличие от новой работы до сих пор ученые исследовали геномы современных людей (африканцев, андаманцев, жителей Индии и т.д.). То есть изучали различные популяции и вроде как обнаруживали следы неизвестного в геномах, но во всех случаях ДНК была взята у наших современников. А идея, что с этой же точки зрения можно проанализировать геномы неандертальцев и денисовцев,— это действительно новость. По крайней мере, я таких работ до сих пор не видел. Результаты этого исследования говорят нам о том, что не только непосредственные предки современного человека входили в контакты с представителями разных Homo, но это же себе позволяли и денисовцы, и неандертальцы. Задним числом, это неудивительно, но авторы не просто высказали эту идею, но и разработали новый биоинформатический метод, который позволил это проверить.

— Можно поподробнее...

— Есть Homo sapiens — это мы с вами и все остальные жители планеты Земля. Наши предки — кроманьонцы. Есть другие Homo sapiens, но жившие давно,— это неандертальцы и денисовцы. Там вопрос: считать ли их другими видами, или подвидами, либо вообще не выделять? Так всегда бывает на ранних стадиях расхождения видов. В любом случае они могли скрещиваться с кроманьонцами, иметь потомство, но, скажем так, не совсем замечательное. По крайней мере, от связи кроманьонцев с неандертальцами, по-видимому, получались плохие мальчики: бесплодные или с пониженной фертильностью (теоретически, возможно даже, что вообще нежизнеспособные) — это можно определить, анализируя геномы современных людей. Зато девочки от таких смешанных браков были нормальные, иначе откуда бы у современных евроазиатов взялись неандертальские варианты генов?

— А потомство в союзах кроманьонцев и денисовцев получалось с такими же пороками?

— А вот этого никто не знает.

Единственный пример редкостной красоты генома, который мы имеем, это девочка — гибрид первого поколения, у которой папа был денисовец, а мама неандерталка.

Но, чтобы судить, насколько плодовитым было потомство от союзов неандертальцев и денисовцев, ученым нужно много геномов древних людей. А их у нас, к сожалению, пока нет. То, что я сказал про бесплодность мальчиков, полученных в результате скрещивания кроманьонцев и неандертальцев, было установлено в результате сбора и анализа многих геномов: оказалось, что гены, отвечающие за мужскую плодовитость, у современного человека никогда не бывают неандертальскими. Это значит, что они «вымывались» из популяции. Но такое исследование можно провести, только имея сотню, а то и тысячу геномов: чтобы отсутствие чего-то было статистически значимым, нужны очень большие данные. С денисовцами и неандертальцами то же самое: чтобы увидеть, какие варианты сохраняются при таких скрещиваниях, а какие оказываются плохими и быстро исчезают под действием отбора, нужно много геномов.

— Может ли быть практическая польза от таких исследований?

— Фундаментальная наука не должна приносить немедленной пользы завтра. От того, что мы более детально изучим геном неандертальца или денисовца, не зависит, что мы начнем лучше лечить, например, алкоголизм. Но вот умнее человечество станет, что рано или поздно принесет свои плоды. Конечно, варианты генов разного происхождения имеют разную медицинскую значимость. Есть, например, неандертальский вариант одного из генов, который способствует развитию диабета. С другой стороны, неандертальские варианты генов иммунной системы, видимо, лучше защищали пришедших в Европу и Азию кроманьонцев от местных патогенов. Но было бы ошибкой говорить, что неандертальцы как-то испортили нашим предкам карму. Большинство генетических заболеваний у современных людей — наши родные, кроманьонские.

— С «сестринскими» ветвями Homo sapiens понятно, а что с Homo erectus?

— Homo erectus — предки всех Homo sapiens, предыдущий вид людей, не сестринская нам ветвь, как неандертальцы и денисовцы. Их определяют по анатомическим особенностям. Легко себе представить, что какие-то ветви эректусов, не сильно изменяясь — и потому оставаясь эректусами,— оказались современниками кроманьонцев, неандертальцев и денисовцев. Последнее исследование, о котором мы говорим, как раз и подтверждает тот факт, что в геномах предков современного человека — кроманьонцев, а теперь уже и денисовцев, и неандертальцев — имеются следы ветви, с которой мы разделились примерно миллион лет назад.

Михаил Гельфанд, вице-президент Сколтеха по биомедицинским исследованиям

Фото: Евгений Гурко, Коммерсантъ

— Кто это был?

— Непонятно, даже не очень ясно, сколько их разных было, мне приходило в голову сравнить такие ультрадревние фрагменты в геномах разных современных популяций, но данных оказалось слишком мало: эти фрагменты короткие, их суммарная длина невелика, они просто не пересекаются — нечего сравнивать. В любом случае это была независимая ветвь человечества, которая разделилась с предками Homo sapiens примерно миллион лет назад, когда жили Homo erectus. Для сравнения: с неандертальцами мы разделились полмиллиона лет назад, а предки современного человека пришли из Африки в Евразию примерно 50–70 тысяч лет назад. Это для понимания временнoго масштаба.

— И в геноме денисовцев тоже обнаружили следы того же неизвестного предка?

— Я был неправ, когда сказал, что новость является новостью и в отношении денисовцев. Уже несколько лет исследовали знают, что у денисовцев был мезальянс в истории, потому что в их геноме обнаружена непонятно чья митохондрия. Так что о том, что денисовцы с кем-то неизвестным скрещивались, уже писали. С кем именно, не ясно: по фрагментам генома мы не можем установить, как выглядели представители этой боковой ветви эректусов.

Все, что на данный момент нам известно,— это то, что у современного человечества были не только двоюродные, но и троюродные родственники. Но мы даже не знаем, как их назвать, ведь название видам даются по костям — по морфологии, по анатомии.

— Что же дальше?

— Все идет к тому, что следующие исследования позволят узнать больше. Если вспомнить, геном неандертальца определили в 2010 году. Тогда же начали исследования и с денисовцами, которых вообще открыли случайно, предполагая, что исследуют фрагменты останков очередного неандертальца, а набрели на совсем новую ветвь. Денисовец выскочил как черт из табакерки. Точнее, из пещеры.

— Значит, можно ожидать, что выскочит кто-то еще?

— И выскакивают! Например, чудесные люди на острове Флорес (Индонезия), которые жили там не очень давно, если мерить в исторических масштабах (60–100 тысяч лет назад, есть даже более близкие к нам оценки). К сожалению, Флорес расположен в тропическом климате, где ДНК не сохраняется. Но ученые практически не сомневаются, что они представляли собой отдельную ветвь людей, произошедших от тех же эректусов, их даже назвали Homo floresiensis, а еще «хоббитами» из-за малого роста. За последние 10 лет мы существенно продвинулась в понимании тех же неандертальцев: прямое доказательство их скрещивания с кроманьонцами и наличие у современного человека неандертальских вариантов генов — это настоящий переворот не только с чисто научной точки зрения; он привел к серьезному мировоззренческому сдвигу. Про денисовцев 10 лет назад вообще ничего не было известно. Картина антропогенеза сильно поменялась: если раньше думали в терминах одного ствола, на вершине которого современный человек, — сначала обезьяны, потом питекантропы, австралопитеки, затем неандертальцы, а уж потом и мы, ну разве что какие-то редкие и короткие боковые ветви торчали, то теперь ясно, что это большое развесистое дерево, ветви которого много раз переплетались и сливались.