Люди. По следам наших миграций, приспособлений и поисков компромиссов

Другой пример рассмотрен в исследовании Михая Нетеа (Университет Неймегена в Нидерландах), посвященном изучению двух популяций, имеющих разное происхождение, но проживающих в одинаковых условиях окружающей среды: европейцев и цыган. В ходе этого исследования у обеих популяций была обнаружена сигнатура положительного отбора, мишенью которого служили гены врожденного иммунитета (TLR10-TLR1-TLR6), кодирующие рецепторы на поверхности клетки-хозяина и распознающие микробов. Этот факт был интерпретирован как следствие конвергентной эволюции, вызванной, по всей вероятности, одним патогеном – чумной палочкой (Yersinia pestis), возбудителем бубонной чумы. Однако несмотря на то что чума за последнее тысячелетие становилась причиной самых опустошительных эпидемий в Европе – и это происходило уже после появления в этой части света цыган, пришедших с севера Индии, – простое генетическое смешение двух этих групп кажется недостаточным объяснением.

Эти исследования наглядно показывают, какое влияние некоторые специфические патогены могли иметь на эволюцию человека. Тем не менее, нельзя исключить участие в эволюционном процессе других патогенов, оказывающих воздействие на те же гены или на те же механизмы иммунитета. Это важно для генов, кодирующих рецепторы врожденного иммунитета, в задачу которых входит выявление групп патогенов, имеющих характерный сходный состав. Дополнительная трудность заключается во взаимодействии генов клетки-хозяина с непатогенными микробами – например, теми, что присутствуют в микробиоте. Очень вероятно, что такие микробы сами прошли отбор, обеспечивший сбалансированный ответ на инфекцию и поддержание гомеостаза, иначе говоря, способности организма поддерживать постоянство условий внутренней среды – таких, как температура тела, уровень глюкозы в крови, кровяное давление или сердечный ритм.

Mortuivivos docent: мертвые учат живых

«Мертвые учат живых», гласит латинская поговорка. Как мы видели на примере мутаций, связанных с усвоением молока или пигментацией кожи, изучение ДНК древних индивидов – «мертвых» – может рассказать нам об эволюции иммунной системы «живых». Исследование Дэвида Райха, проведенное на 230 древних индивидах, живших от 8500 до 2300 лет назад, о котором мы говорили в предыдущей главе, в свою очередь идентифицировало тот же кластер генов врожденного иммунитета (TLR10-TLR1-TLR6) как гены, эволюционирующие под сильным влиянием положительного отбора в Европе. Гипотеза, предложенная для объяснения этого факта – требующего более глубокого изучения, – состоит в том, что некоторые варианты, отобранные среди этих генов, обеспечивают защиту от таких инфекций, как туберкулез или проказа. В результате того же исследования были выявлены сильные сигналы отбора в генах системы HLA и в гене SLC22A4 – все они связаны с иммунитетом, что подкрепляет гипотезу о генетической адаптации человека к патогенам в течение голоцена (продолжающегося межледниковья).

Есть и другое «доказательство от мертвых», которое говорит об эволюционном воздействии патогенной нагрузки на наши геномы в течение последних 10 000 лет. Речь идет о скелете эпохи мезолита возрастом 7000 лет. Данные, полученные при секвенировании его генома, позволяют предположить, что адаптация человека к патогенам, встреченным им в Европе, – адаптация путем изменений в генах врожденного иммунитета – произошла даже раньше, чем осветление кожи у европейских народов.

Кроме того, изучение генома давно умерших индивидов помогло нам лучше понять, каким образом прибытие европейцев в Америку повлекло за собой угасание популяций индейцев из-за привезенных новых патогенов. В 2016 году в Иллинойсском университете было проведено исследование с целью изучения генетического разнообразия одной из популяций, являвшейся частью «первых народов» (автохтонных народов Канады), до и после прибытия европейцев. Геномы древних индивидов, живших на территории современного города Принс-Руперт канадской провинции Британская Колумбия от 6000 до 1000 лет назад, сравнили с геномами племен цимшианов, населяющих эти территории сегодня.