Люди. По следам наших миграций, приспособлений и поисков компромиссов

И в завершение нашего визита в зоны с негостеприимным климатом нужно упомянуть тропики: само это слово может погрузить нас в сладкие мечты, но в реальности местный климат от них очень далек. Люди смогли адаптироваться к экстремальному климату северных широт, но им также пришлось сталкиваться и с жарким влажным климатом, и следы этого остались в их геноме – вот еще одна тема, которая увлекла антропологов и генетиков в ходе последнего десятилетия. Наравне с арктическим, климат тропических лесов является одним из самых суровых в мире. Для него характерны высокие температуры, значительный уровень влажности и большое разнообразие возбудителей инфекционных заболеваний. Обитатели тропического леса обычно живут недолго, что напрямую связано с их размножением и проявляется, следовательно, в более сильном воздействии отбора.

Самым характерным фенотипическим признаком обитателей тропического леса является их маленький рост (менее 1,5 метра у взрослых мужчин). Мы встречаем этот «фенотип пигмея» у отдельных популяций охотников-собирателей на всей территории Африки, а также в Азии и Южной Америке. Среди всех этих популяций выделяются охотники-собиратели эфе, населяющие тропический лес провинции Итури Демократической Республики Конго: они обладают самым низким ростом – для женщин средний рост составляет 136 сантиметров, а для мужчин 143 сантиметра.

Как понять, в чем причина появления этого общего признака в Африке, Азии и Южной Америке? Развитие этого фенотипа можно рассматривать как адаптивный ответ на очень похожие ограничения, накладываемые жизнью в тропическом лесу и связанные с климатом в различных зонах планеты. Был выдвинут целый ряд гипотез, предлагающих объяснение низкого роста у представителей этих популяций: недостаток пищи, защита от перегрева, связанного с крайней степенью влажности, возможность удобнее передвигаться по лесу и (или) эволюционный компромисс между ранним прекращением роста и началом репродуктивного возраста, поскольку эти популяции, как правило, имеют меньшую продолжительность жизни. Какой же из этих гипотез отдать предпочтение? За последние годы исследования в области геномики человека и популяционной генетики получили новые данные, позволяющие лучше понять генетические основы фенотипа пигмеев и природу отбора, который его формирует.

Охотники-собиратели тропического леса Центральной Африки, которых долгое время называли пигмеями, стали объектом многочисленных исследований в течение последних лет. Самые разные команды ученых из Франции и других стран взялись за вопрос их генетической адаптации к жизни в лесу – в частности, команда Поля Вердю и Эвелин Эйер из Национального музея естественной истории в Париже и команда, состоящая из Этьена Патэна и меня самого, из Института Пастера. В результате этих исследований был идентифицирован целый ряд генов, или участков генома, задействованных в изменении роста и в то же время несущих сигнатуры естественного отбора. Однако полученные результаты остаются неточными и требуют подтверждения, так как гены, идентифицированные в одном исследовании, часто не упоминаются в другом, и это может навести на мысль о большом числе ложноположительных результатов. Тем не менее, для таких адаптаций общепринятой считается роль двух генов: FLNB и EPHB1. Они имеют устойчивые сигнатуры положительного отбора, а их изменение влияет на рост модельных организмов[87] или напрямую на рост человека. Отметим, что для того, чтобы объяснить отсутствие воспроизводимых результатов в разных исследованиях, лучше (чем неуверенность в своих результатах…) рассмотреть развитие сходных адаптаций – как в случае усвоения лактозы. Данные геномных исследований, полученные командой Джорджа Перри из Университета штата Пенсильвания, склоняют нас к этому объяснению: они показывают различие в генетической адаптации к тропическому лесу Центральной Африки между охотниками-собирателями западных и восточных популяций.

Совсем недавно моя команда занялась этим вопросом. Речь шла о том, чтобы лучше понять адаптивное значение фенотипа пигмея в Африке и эволюционные механизмы приспособления к жизни в тропическом лесу. С этой целью мы собрали и проанализировали геномы шести групп охотников-собирателей из Центральной Африки и получили результаты, воспроизводящиеся на разных популяциях. Мы идентифицировали признак сильного положительного отбора, действующего по модели классического селективного выметания, который отмечается во всех группах охотников-собирателей, но отсутствует у их соседей-земледельцев из близлежащих деревень. Речь об участке генома, включающем ген TRPS1, задействованный в формировании некоторых морфологических характеристик – замедленного роста, строения черепа и лица, гипертрихоза (то есть повышенного оволосения), – а также в формировании иммунного ответа.