Луис Кинтана-Мурси – Люди. По следам наших миграций, приспособлений и поисков компромиссов (страница 22)

Сегодня нам известно не только то, что мы – результат череды гибридизаций с древними людьми, но и – как мы увидим в части V этой книги – что древние люди оставили нам в наследство генетические варианты, повышающие жизнеспособность, в том числе варианты, связанные с адаптацией к холоду и с устойчивостью к возбудителям инфекционных заболеваний, прежде всего вирусам. На этом этапе мы можем задать себе следующий вопрос: если древние люди были так хорошо адаптированы к окружающей среде – до такой степени, что их гены даже улучшили способность к адаптации наших предков сапиенсов, – почему тогда они вымерли? Долгое время ходили самые разные, более или менее фантастические теории, основанные на данных геологии и палеоантропологии, по поводу причин их вымирания: климатические изменения, извержения вулканов, разного рода болезни. Вполне вероятно, что правда может оказаться гораздо проще и не такой лестной для наших предков: именно экспансия хомо сапиенса повлекла за собой исчезновение его древних собратьев.

Самое правдоподобное предположение – что наши предки сапиенсы занимали ту же экологическую нишу и добывали пропитание тем же способом, что и древние люди, но при этом размножались более успешно и таким образом выжили и сохранились до настоящего времени. А значит, вопрос не в том, чтобы найти причину вымирания древних людей, но скорее понять, какие именно факторы делают нас столь «инвазивным», то есть столь агрессивно распространяющимся видом. Действительно, единственным общим обстоятельством, сопутствующим вымиранию различных групп древних людей на пространстве всей нашей планеты, стало появление Homo sapiens! Какой бы ни была географическая среда, все группы гомининов, с которыми сосуществовали сапиенсы – в Евразии с Homo neanderthalensis, в Восточной и Юго-Восточной Азии с Homo denisovensis, Homo floresiensis и Homo luzonensis, и в Африке с Homo naledi – вымерли с прибытием Homo sapiens. Как подчеркивает Жан-Жак Юблен, вследствие тех особых способов, какими наш вид эксплуатирует окружающую среду и взаимодействует с другими видами, история всегда заканчивалась одним и тем же образом: другие группы людей замещались и частично ассимилировались сапиенсами. Другие исследователи смотрят на вещи иначе и утверждают, что неандертальцы, как и денисовцы, никуда не исчезали: они продолжают жить «в нас».

Часть III

Адаптация к окружающей среде

Так кто же мы такие, в конце концов? В какой-то мере мы уже ответили на этот вопрос, разбирая историю наших завоеваний и смешений. Но генетика позволяет сказать еще больше: мы, кроме того, являемся и результатом более чем двухсоттысячелетней истории биологической адаптации к окружающей нас среде. Адаптация – это механизм, позволяющий виду меняться, когда меняются условия окружающей среды, и в результате отбора выживают и размножаются индивиды с признаками, полезными и более выгодными в новых условиях. В этой главе мы рассмотрим, как наш вид адаптировался к окружающей среде, поговорим о различных формах естественного отбора и его «следах» в нашем геноме, о которых мы узнаем все больше по мере расшифровки. Мы упомянем способность к речи, цвет кожи, рост, способность усваивать молоко, устойчивость к холоду, к недостатку кислорода и многие другие признаки. Это очень поучительная история: она показывает удивительную изобретательность живого существа.

Широкий диапазон фенотипического разнообразия, наблюдаемого сегодня среди популяций людей, наш внешний облик, различия в способностях к усвоению тех или иных продуктов или в восприимчивости к болезням – все это во многом результат естественного отбора. Исследования, ставящие перед собой задачу лучше понять, каким образом естественный отбор определял адаптации человеческих популяций к среде обитания, проводятся с использованием методов и инструментов геномики, позволяющих, например, обнаруживать признаки отбора в некоторых генах и даже различать отдельные формы, которые может принимать естественный отбор. Мы представим здесь панорамный обзор результатов, полученных при помощи этих инструментов.

Трудности адаптации

Люди вышли из Африки и сумели менее чем за 60 000 лет заселить всю Землю. Сегодня мы встречаем людей на всех участках суши, какие только есть на планете, в самых разных условиях окружающей среды – от засушливых и жарких африканских саванн до суровых арктических льдов, редко освещаемых солнцем; от влажных тропических лесов Центральной Африки или юго-востока Азии до экстремальных и очень неблагоприятных условий жизни на большой высоте, в Гималаях или в Андах, где воздух беден кислородом; не говоря уже об огромных, одетых в бетон пространствах больших городов вроде Нью-Йорка или Парижа, иногда достигающих размеров гигантских мегаполисов – таких, как Токио, Дели, Шанхай или Сан-Паулу.

Такая вездесущность нашего вида стоит того, чтобы о ней задуматься. На своем пути люди встречали крайне разнообразный климат, им пришлось приноравливаться к различным источникам пропитания, более или менее скудным или обильным, трудно- или легкодоступным, они вынуждены были противостоять самым разным и очень опасным хищникам и патогенам: как же им удалось адаптироваться? с какой скоростью? используя какие механизмы? Почему у нас разный внешний облик или разная чувствительность к ряду болезней, несмотря на все наше генетическое сходство между собой и юный возраст нашего вида? Это несомненный факт: фенотипическое разнообразие, наблюдаемое у человека, бесконечно. Всех различий между индивидами не перечесть – часто эти различия не имеют особых проявлений, но иногда связаны с болезнями. Хотя окружающая среда и играет важную роль, все же именно генетическое разнообразие является определяющим фактором фенотипического разнообразия.

В этом контексте популяционная генетика, и особенно синтетическая теория эволюции – плод трудов Фишера, Райта, Холдейна, Добржанского, Хаксли, Майра и других, – предоставила теоретическую и математическую базу, необходимую для установления определяющих факторов эволюции на уровне генетической, а значит, и фенотипической изменчивости. В ходе своих миграций по земному шару люди сталкивались с очень разными условиями, к которым они адаптировались – отчасти благодаря естественному отбору. Эта предпосылка составляет основу дарвиновской теории – в отличие от теории нейтральной эволюции Кимуры, занимающего в этом отношении другую позицию.

Реальное положение вещей где-то посередине между двумя этими теориями. Такое мнение высказала японка Томоко Охта, ученица Кимуры, предположив, что большинство мутаций являются скорее слабовредными, чем нейтральными. Ее теория известна под названием «почти нейтральной» теории эволюции. Эти теории не противоречат друг другу полностью: все они утверждают, что лишь малая часть мутаций в пределах одного вида или между разными видами обладает адаптивной ценностью. Благодаря достижениям в геномике за последние годы, детальное изучение наследия естественного отбора, отразившегося на геноме человека – даже если оно очень незначительно, – оказалось ключевым фактором для выявления генов, отвечающих за морфологическое и физиологическое разнообразие, наблюдаемое среди людей. Геномика, кроме того, позволяет лучше понять генетическую архитектуру адаптивных фенотипов.

Естественный отбор: его принципы и формы

Естественный отбор основан на трех главных принципах: изменчивость, адаптация и наследование.

Прежде всего, должна существовать изменчивость: создаваемое ею разнообразие – это материал для естественного отбора. По сути, именно различия могут стать в той или иной окружающей среде преимуществами – или недостатками – для организмов: отбор – это следствие такого относительного преимущества в виде репродуктивного успеха[73].

Рассмотрим классический пример: шея жирафа. Если у всех жирафов в африканской саванне шея одной и той же длины, то все они имеют равные возможности – и равные ограничения – чтобы дотянуться до веток деревьев и питаться их листьями. Эволюция – как ее понимают со времен Дарвина – предполагает наличие вариаций. Принцип изменчивости означает, что не у всех жирафов шея одинаковой длины: между ними есть различия. Поэтому жирафы с немного более длинной шеей способны получать немного больше пищи, тогда как для других жирафов задача добыть пропитание становится более трудной. То есть в борьбе за доступные источники пищи некоторые особи имеют больше преимуществ. В этом заключается второй главный принцип адаптации: длинношеие жирафы питаются лучше своих короткошеих сородичей, они лучше приспособлены к условиям окружающей среды. А это значит, что они имеют больше шансов на выживание и успешное размножение: именно это является показателем адаптации. Наконец, третий главный принцип естественного отбора – это наследование: длинношеие жирафы передают эту «черту» своему потомству, и таким образом – поскольку они лучше адаптированы к окружающей среде – черта «длинношеести» будет все чаще встречаться в популяции жирафов благодаря естественному отбору.

Эти принципы довольно просты. Однако при реальном функционировании живого организма, как это часто бывает, все куда сложнее. Ведь естественный отбор работает в отношении самых разнообразных форм, происходит на различных временных и пространственных уровнях и действует с разной интенсивностью.