Генетическая одиссея человека

Как мы видели в главе 2, главная проблема с получением информации о прошлом из данных, собранных в настоящее время, — это необходимость использовать теории о том, как изменялись последовательности ДНК с течением времени. И хотя эти теории и подкрепляются генетическими и эволюционными исследованиями, проводимыми не одним поколением ученых, они все же остаются теориями. К сожалению, невозможно вернуться назад во времени и проверить свидетельства, дабы убедиться в справедливости наших теоретических выводов. Или возможно? Можем ли мы изучить ДНК наших давно умерших предков?

Исследования древней ДНК впервые были начаты Сванте Паабо и его коллегами (в том числе и Аланом Уилсоном, прославившимся благодаря митохондриальной Еве) в 1980 году в Беркли и в Мюнхене. Побуждающим мотивом этой работы было желание сделать невозможное — вернуться назад во времени с помощью изучения ДНК давно умершего человека. Это была, по сути, попытка разработать генетическую «машину времени», позволяющую напрямую получить ответы на вопросы о наших предках. Одним из первых был анализ ДНК египетских мумий, но вскоре были предприняты попытки проделать это с окаменелостями, возраст которых насчитывал миллионы лет. Книга Майкла Крайтона «Парк Юрского периода» была создана под впечатлением бурного начала этих исследований, когда казалось, что возможно все, даже получить из замурованных в янтаре кровососущих насекомых неповрежденную ДНК динозавра!

Хотя притязания на успешное извлечение ДНК из источников, которым десятки миллионов лет, оказались в конечном итоге необоснованными, как правило, из-за загрязнения незначительным количеством современной ДНК, иногда все-таки удавалось выделить ДНК из более молодых образцов или из тех, что сохранялись в течение десятков тысяч лет в идеальных условиях. Вмерзшие в лед туши мамонтов и тела древних альпийских путешественников, а также высушенные останки мумий и жителей пустынь дали пригодную для анализа ДНК. Но даже в этих случаях анализ почти всегда ограничивался митохондриальной ДНК, присутствующей в каждой клетке в огромном количестве копий — это делает вероятным, что хотя бы одна из них выжила в многовековой русской рулетке молекулярной деградации. Однако все равно было крайне трудно проводить такого рода анализ, поскольку в большинстве случаев молекулы ДНК после смерти разрушаются полностью. Это означало, что результаты чаще были отрицательными, чем положительными, но то, что удалось получить в тех редких случаях, когда ДНК была успешно извлечена, стоило затраченных усилий. Так было с группой Паабо, которая разработала надежные способы извлечения ДНК из древних образцов. В начале 1990-х годов его лаборатория достигла в этом мастерства — Паабо и его коллеги были бесспорными экспертами в этой области.

Научная удача, которая чуть не стала причиной моей гибели в Сан-Франциско, на самом деле началась с самых первых обнаруженных костей неандертальцев. Эти кости представляли собой типовой образец — то есть по ним палеоантропологи судили обо всех остальных — и находились в музее Бонна почти 140 лет к тому моменту, когда группу ученых из Мюнхена допустили к их исследованию. Паабо ухватился за этот шанс, и его аспирант Маттиас Крингс провел анализ ДНК этих костей в ходе работы над своей кандидатской диссертацией. Более чем за год кропотливой работы методом проб и ошибок Крингсу постепенно удалось выделить достаточное количество неповрежденной митохондриальной ДНК, чтобы получить ее последовательность длиной 105 пар нуклеотидов. То, что он увидел, соединив все вместе, было поразительно. Вот что Крингс рассказывает о первом взгляде на ДНК, возраст которой 40 000 лет:

Я знал эту последовательность наизусть… и я, конечно, смог увидеть в ней замену [изменение в последовательности ДНК]. После осмотра первой последовательности по моей спине поползли мурашки. На участке, где обычно было не более трех или четырех замен, их было восемь. Я подумал: «Какая странная последовательность».