Мутанты на пути модернизации

На диаграмме показана эволюция объема мозга предков человека разумного.
Фото с сайта www.journalofcosmology.com

Антропологи буквально засыпали нас названиями все новых и новых видов представителей человеческого рода, когда-либо обитавших на нашей планете. Достаточно сказать, что за последнюю четверть века ученые нашли больше костей и черепов наших прямых и побочных предков, чем за полтора века до этого.

Описание изогнутой кверху и поддерживающей свод стопы четвертой метатарзальной косточки австралопитека, родственника знаменитой Люси, свидетельствует о том, что прямохождение – бипедализм – возникло чуть ли не за 2 млн. лет до начала изготовления орудий. Гомо эректус при своем мозге, который в два раза меньше нашего, смог около 2 млн. лет назад уйти из Африки и добраться до окрестностей нынешнего Тбилиси. Потом из Африки «убежали» неандертальцы, на плечах которых на юг и север Аравии пришли анатомически современные люди.

Что в изменении химической экологии Африки привело к возникновению наших непосредственных предков, пока неясно. Но можно указать и на две сугубо внутренние причины, поставившие наших далеких предков на путь «модернизации». Одна мутация затронула ген миозина челюстных мышц, в результате наши предки потеряли возможность перетирать и пережевывать грубую клетчатку. Мутантный вид оказался перед лицом неминуемой голодной смерти. Вполне возможно, что ему пришлось перейти на тип питания, который называется scavenger – подбор мясных остатков. Две мутации в другом гене возникли уже после отделения от общих с шимпанзе предков. Я имею в виду «ген речи», мутации которого приводят не к врожденной немоте, а к функциональному нарушению «словопроизводства». На сегодняшний день это два сугубо человеческих гена.

Несколько пессимистично Б.Вуд и Т.Харрисон из Вашингтонского и Нью-Йоркского университетов описали в феврале 2011 года ситуацию, сложившуюся в антропологии с определением нашего вида homo sapiens. Они ставят вопрос ребром: Что есть человек? Еsse homo?

Вуд и Харрисон подвергают критике широко распространенные взгляды относительно того, что африканские «питеки», то есть обезьяны, суть наши непосредственные предки. На самом деле, говорят ученые, они обезьянами и остаются, доставшись нам в качестве свидетельства многих линий развития – эдакой социальной сети с множеством обрубленных побочных веточек, а отнюдь не единым стволом антропологического древа эволюции, на вершине которого восседает человек разумный.

В русле их рассуждений и данные аналитического сравнения 179 геномов современных людей, проведенного сотрудниками Чикагского и Еврейского университетов в Иерусалиме, а также Оксфордского. Ученые задались вопросом относительно генетической базы чисто человеческих адаптаций. Известно, что такое историческое «приспособленчество» возникает в результате быстрого распространения благоприятствующих мутаций. Однако анализ показал, что уровень разнообразия резко падает вокруг участков ДНК, отвечающих за синтез белка, и эволюционно консервативных областей, не кодирующих протеины.

В качестве отступления поясним, что эволюционная консервативность крайне важна для поддержания жизни в биосфере. Мне в свое время удалось показать, что в белках одной функциональной группы (так называемые ферменты ГТФазы) пять аминокислот консервативны уже на протяжении как минимум 3 млрд. лет эволюции и их замены в результате мутаций либо нарушают функцию, либо приводят к раку.

При всем кажущемся разнообразии эволюционных форм-организмов некоторые консервативные области геномов являются «священными коровами», трогать которые нельзя. Лишь в редких случаях изменения в этих областях порождают новые формы. Возможно, так и произошло в случае эволюции предков человека, но это еще следует доказать.

В статье Вуда и Харрисона есть и более детальный анализ геномного «фона»-задника, на котором ярче проявляется значение человеческих аминокислот и предполагаемых регуляторных участков ДНК. В заключение говорится, что пока в геномах не удалось обнаружить индикаторов классических эпизодов быстрого распространения благоприобретений – по крайней мере на протяжении последней четверти миллиона лет. Не пора ли после этого говорить не о человеке разумном, а о человеке консервативном?

В конце прошлого года ученые Гарварда опубликовали «картинки», полученные в результате изучения колец роста зубов у неандертальцев, проведенного с помощью синхротронной микротомографии. Синхротрон представляет собой ускоритель электронов, которые при искривлении траектории их движения отдают избыточную энергию в виде рентгеновского излучения. Облучение зубов неандертальцев проводили в Европейском центре синхротронного излучения.

Зубы, подобно деревьям, показали наличие годовых колец роста, по которым ученые и определили, что неандертальцы жили быстро и недолго, раньше созревали и обзаводились потомством. На их фоне наши предки кажутся «тугодумами» и маменькими сынками с долгим периодом детства. Однако эта «малая скорость» оказалась, как мы знаем, большим преимуществом. В работе подчеркивается еще один весьма информативный статистический параметр, связанный с тем, что на сегодня науке известны более 100 неандертальцев юношеского и более молодого возраста. Это весьма много по сравнению с остатками всех остальных неандертальцев и свидетельствует о большой детской смертности среди гомо неандерталензис. Так что медленное развитие на поверку оказывается большим эволюционным преимуществом целого вида.

Можно предложить и несколько иное объяснение большой доли детских трупиков в сравнении с общим числом остатков неандертальцев. Повышенная смертность в детском и юношеском возрасте может свидетельствовать о том, что «что-то неладно» в геномном королевстве данного вида. И тогда модерновые мутации предков современных людей можно рассматривать как «бегство геномного капитала». Нам кажется, что мы знаем, в какую сторону, поскольку принадлежим господствующему виду. Но возможно, что в Африке все было и не столь очевидно.

С Черного континента и мы, и наши далекие предки бежали от казней египетских – СПИДа и оспы, холеры и чумы, сонной болезни и малярии. Можно поставить под сомнение способность животных «осознавать» опасность инфекции, тем не менее присутствие гомо эректуса на просторах Азии и неандертальцев в Северной Африке и Европе свидетельствует в пользу избранного объяснения миграции наших предков «из Африка» – out of Africa.