Происхождение человека. Мифы и реальность

Эссе Хомо

-- Какой, на фиг, хомо сапиенс?

-- А это, наверное, китайцы всякие с Кавказа…

Из подписи к рисунку А. Меринова

в «Московском комсомольце»

Почти сорок лет назад я, несмышлёныш, пытался понять, о чём писал Г. Зеленко в своих заметках с Московского конгресса антропологов МКАЭН на страницах „ЗС“. Читалось с трудом, поскольку на страницах журнала вдруг приоткрылся абсолютно неизвестный и таинственный мир мучительных поисков „корней“ происхождения человека, который отличался от того, что говорили в школе.

А ещё через десять лет, уже отбыв „повинную“ в качестве студента биофака МГУ, на котором довелось слушать восхитительные лекции Н.В. Тимофеева-Ресовского и необычно молодого академика А. Спирина, я натолкнулся в „Науке и жизни“ на удивительную статью Б. Медникова. Удивление вызвало заявление автора о том, что прямохождение никаких явных преимуществ нашим предкам не давало, а скорее мешало, увеличивая смертность потомства и рожениц!

Прошло ещё чуть более десяти лет, и в „ЗС“ (в № 3 за 1986 год) появилась моя статья „Открытие -- спор -- открытие“, которая сыграла решающую роль в „Политиздате“ при утверждении в атеистической редакции моей книги „Шестой день творения“. Так я „заразился“ антропологией и извечным вопросом „Что есть человек?“, который вот уже как минимум две с половиной тысячи лет не даёт покоя людям. Ещё Платон будто бы определял человека как двуногое без перьев, на что один из учеников, может, и сам Аристотель, принёс ему ощипанного петуха.

В евангелической традиции вопрос „Ессе хомо?“ дискутировался Христом и Понтием Пилатом. Попытаемся задаться им и мы.

А и В сидели на трубе

Два волнующих вопроса: когда и где?

Первым был Винсент Сарих, опубликовавший в 1967 году в „Сайенсе“ статью, в которой на основе данных сравнительного анализа состава разных видов гемоглобина утверждалось, что возраст нашего вида (читай: время отделения от линии предков, общих с шимпанзе) колеблется где-то в пределах 5 миллионов лет! Это вызвало бурю возмущения среди антропологов, которые в те времена на основании „теории“ эволюции отводили на наше развитие 10-15 миллионов лет.

Затем на волне бурного развития молекулярной биологии пришла Ребекка Канн. При помощи „грубого“ анализа митохондриальной ДНК она определила возраст первой Евы-прародительницы всего современного человечества примерно в 160 тысяч лет.

Естественно, что анализ Канн тоже подвергся критике, о чём рассказывалось в статье „Бархатная революция“. Дело в том, что ДНК митохондрии очень коротка, чтобы делать серьёзные выводы. Даже самые опытные дешифровщики не могут разгадать шифр вражеского разведчика по его единственному донесению в Центр. Другое дело, когда в вашем распоряжении оказываются не 16,5 тысяч „букв“ генетического кода (нуклеотидов), а миллионы! Тут выявляются такие детали!

Ещё в 1994 году изучение ядерной ДНК показало большое разнообразие в Африке, которое не наблюдается больше нигде в мире. Этот факт хорошо знаком популяционным генетикам, которые постоянно сталкиваются с ситуациями „бутылочного горлышка“, через которое вырывается небольшая группа организмов, а вместе с нею и ограниченная ген-вариабельность родительской популяции („отцов-основателей“).

Иначе говоря, в „бутылке“ -- в исходной группе живых существ -- всегда наблюдается большое генетическое разнообразие. А часть группы, которая вырвалась в другую местность, уносит с собой только часть этого разнообразия, которое в новой популяции распространяется всё шире и становится господствующим.

Но то было десять лет назад, когда до завершения расшифровки оставалось ещё много-много лет. Потом открытия посыпались как из рога изобилия. Лука Кавалли-Сфорца из Стэнфордского университета проанализировал ДНК африканцев и европейцев и пришёл к выводу, что главными „распространителями“ генов являются женщины, а не мужчины, как это обычно думают.

А вот история с кастами в Индии. Женская митохондриальная ДНК сходна с ДНК других азиатских популяций, в то время как последовательности из мужской Y-хромосомы представителей высших каст больше похожи на европейские. Знаменитая „Махабхарата“, рассказывающая о Великой битве народов, получила лишнее подтверждение, на этот раз на генетическом уровне: 3,5 тысячи лет назад пришлые воины из западной Евразии выбили местных мужчин и „пояли“ индийских женщин.

Геном человека с большой и вполне заслуженной помпой был опубликован в самом начале нового Миллениума. В самом начале декабря 2002 года достоянием гласности стал геном мыши, уже на подходе расшифровка полного генома шимпанзе, нашего ближайшего приматного родственника. И поэтому вектор молекулярно-антропологического интереса постепенно стал смещаться с истории миграций человека к попыткам раскрытия механизмов антропогенеза, „выщепления“ нашего вида из общего кластерного древа приматов. Этому и посвящены самые последние работы.

За 3,5 миллиарда лет эволюции от примитивных безъядерных существ высшие организмы увеличили размер своей ДНК на три порядка -- с миллионов до миллиардов нуклеотидов. Однако, как ни странно, по количеству генов мы ничем не отличаемся от той же мыши.

Мы „наращивали“ с ходом времени не сами гены, хотя довольно часто и удваивали-дуплицировали их, а регуляторную часть, которая сегодня часто сложнее и больше, нежели та „структурная“, которая отвечает за синтез непосредственно белка. Слева от протеиновой части гена сегодня выделены инициаторы и регуляторный ТАТА-бокс, проксимальные (ближние) „отвечающие“ элементы и „глушитель“ -- сайленсер, „инсулятор“ и энхансеры-стимуляторы генной активности дистального (отдалённого) расположения-локализации. А мы говорим о балансе сдержек и противовесов в государственном регулировании. Да это же примитивнейшая система управления!

Именно это, по всей видимости, и определяет наше отличие от того же шимпанзе.

Недавно Иван и Дмитрий Овчаренко провели сравнение последовательностей генома человека с ДНК обезьян Старого и Нового Света.

Как в общем-то и предсказывалось, наименее изменчивыми оказались участки генов, кодирующие отдельные участки протеинов, регуляторные элементы генов отличаются друг от друга в значительно большей степени.

Молекулярные исследования не являются самоцелью. Не сдаёт своих позиций старый моргановский хромосомный анализ, который показывает, что у нас по сравнению с шимпанзе 10 хромосом имеют „реаранжировки“, то есть „перестроения“ кусков. В девяти из них произошли инверсии -- перевороты фрагментов, -- а 10-я человеческая образовалась путём слияния двух коротких обезьяньих.

Раньше реаранжировки рассматривались весьма негативно, поскольку они либо летальны для организма, либо делают его бесплодным (так скорее всего разошлись осёл и лошадь, которые до сих пор дают бесплодный гибрид мула). А. Наварро и Н. Бартон из Барселонского университета вовсю использовали новые данные, чтобы обосновать эволюционный механизм расхождения двух наших видов.

Согласно этим учёным, реаранжировки резко ограничивают „переток“ генов. Смешение между предками шимпанзе и новым нарождающимся видом происходило на протяжении трёх миллионов лет, пока наконец-то не наступило полное расхождение. В качестве количественного критерия -- а без „оцифровывания“ сейчас никто рассуждения общего характера не принимает, да и самим учёным это не надо -- была выбрана эволюция 115 генов из различных неполовых хромосом.

Так вот оказалось, что протеины „перестроечных“ хромосом эволюционировали в два раза быстрее!

По сравнению с шимпанзе у человека на поверхности клеток нет определённых сахаров, утверждают Аджит Варки и Паскаль Ганье из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Они полагают, что именно это и привело к мощному развитию мозга наших предков. Но не только! „Утеря“ сахаров означает большую подверженность инфицированию самыми разными вирусами и бактериями, а также паразитами, например тем же малярийным плазмодием и трипаносомой, вызывающей сонную болезнь.

Отсутствие сахара позволило развить большие молочные железы, что требуется для более длительного вскармливания недоношенных детей (у нас самый долгий постнатальный период становления на ноги). Но это также приводит и к более частому раку груди у бедных женщин и девушек.

Вначале -- 30 лет назад! -- разница наших последовательностей по „буквам“ генетического кода оценивалась всего лишь в 1,4 процента! С той поры в течение трёх десятилетий эта цифра неоднократно цитировалась, причём её повторяли даже в СМИ. На самом же деле, и это доказал сам Бриттен уже в 2003 году, всё несколько сложнее. Более детальный анализ показал, что общее наше различие с шимпанзе достигает 4,8 процента! Данные Бриттена подтвердились и на генном уровне.

Сравнение формы тела наших предков и современного человека: у него «увеличился» череп, вытянулась шея, руки стали короче, а ноги -- длиннее.

В университете Уэйна, Детройт, сравнили 97 генов человека и шимпанзе, а также гориллы, орангутана и обезьян Старого Света. В качестве „точки отсчёта“ были взяты гены мыши, с которой наши пути разошлись порядка 75-80 миллионов лет назад. Анализ показал, что замены, приводящие к функционально важным изменениям в белках, роднят нас с шимпанзе на 99,4 процента. Отсюда время расхождения составляет от 6 до 7 миллионов лет.

ДНК-чипы позволяют ныне сравнивать активность-экспрессию большого числа генов одновременно. Экспрессия генов в разных тканях у шимпанзе мало чем отличается от таковой у тех же макак. И от человека тоже, если брать гены печени и тех же почек. Совсем другое дело экспрессия генов в мозгу.

Мы отличаемся от шимпанзе по „мощи“ генной активности в мозгу в 5,5 раза, а в печени -- в 1,3-1,7 ;раза, ещё меньше по генам лейкоцитов крови.

Общий количественный анализ, тем не менее, „сглаживает“ эти частные различия, что и даёт общую разницу по всему геному в 1,5 процента.

Интересные результаты дало сравнение мужской половой хромосомы Y, проведённое в Массачусетском технологическом институте, где в своё время был открыт ген мужского пола, о чём писал „ЗС“. Прочтение последовательностей Y-хромосомы показывает, что наше „отделение“ от предков шимпанзе состоялось порядка пяти миллионов лет назад.

Все эти последние наблюдения ещё предстоит как-то увязать с нашей эволюцией…

А она была весьма непростой. Сейчас в антропологии бьются две основные гипотезы -- „линейная“ и „кустовая“. Согласно первой, изменения, ведущие от обезьяны к человеку, возникали каждый раз, лишь однажды закрепляясь на ступеньках лестницы предки-потомки. И к нам ведёт пусть и не совсем прямая, но одна-единственная линия.

Кластерный, или ветвисто-кустовой принцип подразумевает, что одни и те же изменения возникали неоднократно, давая серию приспособительных свойств. При этом анатомические признаки оказываются смешанными и „переплетёнными“ между собой, давая такие формы, которые ставят антропологов в тупик. Так ключевые человеческие адаптации -- прямохождение и „разнорукость“ (преимущественно праворукость) -- наряду с увеличивающимся мозгом возникали неоднократно. Эта модель больше соответствует эволюционной действительности. Тем более что подобное неоднократно происходило вообще в эволюции.

Мы являемся свидетелями удивительного события в истории приматов, которое ещё непонятно по своей природе. Что-то произошло 7-5 миллионов лет, что резко ускорило эволюцию нового (-ых) вида (-ов) и, однако, никак не сказалось на эволюции человекообразных обезьян. Что же это такое было?

Зооморфизм

В течение целого века нарождающаяся и затем достаточно утвердившаяся антропология приучала нас к идее прямохождения и труда, увеличения мозга и конкуренции видов, сменявшихся один за другим на лестнице всё большего совершенства. Теперь молекулярная биология доказала, что Африка явилась местом генерации нового вида и его последовательных волн „эмиграции“ с Чёрного континента.

Но нам так и не сказали, почему оставшиеся в Африке виды обезьян не эволюционировали на протяжении этих миллионов лет, а также о том, что гнало волны мигрантов через узкое бутылочное горлышко Ближнего Востока. На последний вопрос попытались ответить в Национальном институте аллергии и инфекционных заболеваний, что в вашингтонском пригороде Бетезда, названном в честь евангельской купели Вифезда, где Христос совершал свои чудеса по исцелению „расслабленных“.

Малярийный комар (вверху) и малярийный плазмодий -- маленький комочек на фоне серого «выеденного» эритроцита (справа) -- выдавили наших предков из Африки.

Ученые проанализировали сотню митохондриальных ДНК, взятых по всему миру -- в Азии и Южной Америке, в Африке и на Новой Гвинее. Результаты анализа показали, что африканские популяции малярийного плазмодия, который вызывает малярию в тропической Африке и у каждого десятого заболевшего поражает мозг, старше других представителей этого гемопаразита, размножающегося в красных кровяных клетках крови. По грубой оценке, его возраст достигает 100-400 тысяч лет, что совпадает с последней волной миграции современного человека из Африки.

А в Манчестерском университете проанализировали часть генома трипанасомы, разносимой в Африке мухой цеце и стопроцентно „пробивающей“ мозговой барьер, вызывая, как уже говорилось выше, сонную болезнь. В организме жертвы она вызывает самый настоящий иммунодефицит. Главное -- у человека нет иммунной защиты против этого паразита.

Итак, наши древние предки уходили из Африки, чтобы избежать различных опасных болезней? Неожиданное подтверждение этому предположению пришло из берлинского Института инфекционной биологии имени М. Планка.

Д. Фалуш изучал „Хеликобактер пилори“. Как видно из названия, эта спирохета -- палочка спиральной формы -- живёт у нас в пилоре желудка (той части, после которой начинается 12-перстная кишка). У неё есть белковый токсин, который проникает в клетки эпителия слизистой и разрушает их цитоплазму, вызывая гибель. Отсюда гастрит, язва желудка и даже рак из-за того, что эта постоянно инфицирующая наш желудок бактерия подавляет активацию иммунных Т-лимфоцитов и тем самым препятствует работе необходимых для начала иммунного ответа генов.

В отличие от плазмодия и трипаносомы хеликобактер „сексуален“, то есть размножается половым путем, а в результате геном её быстро меняется и накапливает специфические „метки“, позволяющие проследить её путь в разных группах-популяциях людей.

Немцы прочитали восемь ген-сегментов хеликобактера, полученного от людей в различных странах (27 популяций). Анализ последовательностей позволил выделить пять древних популяций, начиная от новозеландских маори, обитателей Восточной Азии, белых из Южной Африки, африканцев и кончая Европой.

И самая древняя из них -- африканская.

В своё время молекулярная биология начиналась с кишечной палочки человека, живущей у нас в толстом кишечнике. Сегодня ей на смену приходит, по всей видимости, хеликобактер, геном которого удобен тем, что его генетическое разнообразие в пятьдесят раз выше, нежели в геноме человека, размножающегося не так быстро. Но не так давно появился и ещё один источник информации о нашем прошлом.

Речь идёт о работе, проведённой в Массачусетском технологическом институте, где С. Габриель „прочитал“ с сотрудниками 13,5 миллионов букв генетического кода, что составляет почти полпроцента всего генома человека. Сделано это было в рамках картирования генов различных заболеваний.

В целом было проанализировано 54 области в различных хромосомах (исключая половые) по 250 тысяч нуклеотидов, что позволило равномерно „накрыть“ весь геном. Самое большое разнообразие осталось за Африкой, что опять же свидетельствует о древности генома человека на этом континенте. Далее следует, как ни странно, Европа, а затем уже Азия.

Сейчас мы можем говорить о первых фасетках сложной мозаики, которая только-только начала складываться в ходе геномных исследований. Так что работы впереди ещё очень и очень много.

Пока же можно предположить, что наших предков из африканского Эдема гнали постоянно возникающие новые комбинации геномов различных источников инфекций, следы которых сохранились и поныне. Пока у науки ещё нет средств и методов достаточной разрешающей способности, чтобы детально проследить этот процесс.

Однако в истории уже современного человечества мы постоянно сталкиваемся с чем-то подобным. В своё время „ЗС“ первым опубликовал гипотезу Льва Гумилёва о связи исторических катаклизмов с климатическими. Раз за разом увлажнение далёких восточных степных просторов приводило к резкому возрастанию биопродуктивности, что давало демографический бум, изливавшийся на просторы Европы нашествиями кочевников.

В VI веке под стены Константинополя пришли болгары, через два века угры -- будущие венгры. Х век с его потеплением дал норманнов-викингов, „появших“ всю Европу вплоть до Царьграда. В начале XIII века город падёт под ударами крестоносцев, а в середине под ударом пришедшего Батыя падёт Русь.

Но вот что важно -- миграции из далёкой степи сопровождались вспышками чумы! Вспомните хотя бы описания того же Прокопия, византийского хрониста, описавшего ужасы эпидемии. А Чёрная смерть середины XIV века, когда от чумы умирали римские папы и короли, не говоря уже о трети европейского населения! Рождение того же „Декамерона“ Бокаччо обязано всё той же чуме. Откройте предисловие книги и прочтите полторы страницы описания чумных ужасов!

Когда не было антибиотиков и чумных станций, а также хинина и дуста для борьбы с мухой цеце, единственным спасением от пугающей неизвестности было бегство. Недаром основное движение было всегда на север в более сухие и холодные края, где меньше была опасность заболеваний.

Люди Х

Не так давно на экранах промелькнул фильм „Люди Х“ во второй инкарнации, рассказывавший о неких супермутантах, у которых изменение некоего гена Х даёт им возможность проходить сквозь стены, стрелять из пальцев льдом, выбрасывать лезвия из кулака и так далее. Они обладают телепатическими способностями и перемещаются с помощью телекинеза, а также контролируют магнитные поля, что даёт им возможность изымать железо из крови. Одну из главных ролей сыграла перекрашенная в блондинку -- слава богу пока не мутантка -- Халли Берри, в другой инкарнации незадолго до того сыгравшая роль подружки Бонда в ярком оранжевом бикини.

Простым зрителям опять ненавязчиво напомнили о том, что мы как вид возникли в результате пока ещё неизвестной (-ых) мутации (-ий), а сейчас впервые в истории человечества появилась возможность влиять на геном человека, выводить клоны и делать многие другие не менее удивительные вещи. К чему это может привести?

Одновременно с выходом на экраны фильма в Нью-Йорке появилась книга Дэвида Премака „Оригинальный ум: раскрывая тайну того, кто мы есть“. В качестве исторической преамбулы автор упоминает, как в самом начале ХХ века Вольфганг Келлер пытался оценить интеллект шимпанзе. Сам Премак в 60 -- 70-е годы пытался в Пенсильванском университете с помощью пластиковых символов „развить“ язык у трёх шимпанзе и добился определённого успеха и славы.

Своим учителем он считает известнейшего французского детского психолога Жана Пиаже, который пытался понять этапы развития детского ума. Француз считал, что большое значение в этом имеет „социальный аспект“ (и мы знаем, что Маугли научиться говорить не могут).

Премак считает, что величие Пиаже заключалось в том, что он умел задавать вопросы. И вот уже скоро два века как наука пытается ответить на вопрос о том, как произошёл человек и к чему это ведёт?

Естественное любопытство учёных и самой широкой публики не удовлетворить сложным молекулярным анализом. Цифры, проценты и датировки на нормального человека нагоняют тоску. И тогда на „выручку“ идут спекуляции самого разного толка. Приведу лишь один самый яркий пример.

Борис Синицкий в „Столичной“ газете (16/IX, 2003 г.) рассказал о попытках получения Ильёй Ивановичем Ивановым гибридов между человеком и гориллой, для чего даже выезжал с экспедицией в Африку! Предполагалось, что „гибридный человек растёт быстрее, из всех забав предпочитает половые наслаждения, возможности использования безграничны -- от работы в сырых забоях до солдатской службы“.

Для воплощения идеи в 1925 году был основан питомник в Сухуми, который уже в наши дни пострадал от солдат в ходе грузино-абхазского конфликта. Опыты Иванова прекратились в 1932 году, когда его расстреляли. Осталось только знаменитое лысенковское: „В нашей стране люди не рождаются, а делаются“!

Антропология давно уже перестала диктовать и провозглашать конечные истины подобно гуру. Учёные сами бы хотели „заткнуть“ зияющие дыры в миллионнолетних промежутках и иметь хотя бы по черепу на каждый этап становления человека.

Они также с нетерпением ждут окончания расшифровки генома шимпанзе и других человекообразных обезьян, чтобы иметь надёжную базу сравнения и понять механизм молекулярных изменений на пути к очеловечиванию древних обезьян. И, как говорится, бог им в помощь!