Неандерталец. В поисках исчезнувших геномов

Среди ископаемых популяций из Сибири даже удалось выявить такие, которые годятся на роль непосредственных предков индейцев Америки ⁽⁹⁾. Это популяции, существовавшие около 24 тысяч лет назад в Сибири. Речь идет о местонахождении Мальта в Иркутской области. ДНК этих людей ближе всего к индейцам, зато от восточноазиатских современных представителей они отстоят существенно дальше. Эти результаты означают, что 24 тысячи лет назад здесь жили те, кто дал начало всем индейским линиям. И в это время они уже отделились от прокитайцев, так что в их генофондах накопились свои различия. Любопытно, что эта популяция людей, по-видимому, весьма преуспевала. Она занимала очень широкий ареал и существовала много тысяч лет. Выводы о ее географическом распространении ученые сделали на основе близости мальтийского генома к современному западноевразийскому. А о ее продолжительном времени существования свидетельствует ДНК человека с Афонтовой горы. Географически Афонтова гора расположена сравнительно близко от Мальты, но датировки костей значительно моложе: их возраст составляет около 17 тысяч лет. Геном афонтовца мало чем отличается от мальтийского, несмотря на разделяющие их 7000 лет. Так ученым представилась возможность познакомиться с людьми, которые в какой-то момент своей истории отправились по Берингийскому мосту, соединявшему Сибирь и Аляску, и освоили целый новый континент. Нужно подчеркнуть, что с появлением возможности чтения ископаемых геномов открываются новые, все более захватывающие страницы древнейшей истории индейцев и эскимосов.

Особняком от проблемы миграций и скрещиваний стоит вопрос о нашем неандертальском наследии. Что оно дало современной популяции людей? Помимо, конечно, сложного психологического чувства, описанного Сванте в журнале Playboy. Во время написания “Неандертальца” ученые только начали обдумывать, как бы поаккуратнее подступиться к этому вопросу. Сейчас мы уже имеем кое-какие результаты этих раздумий. Помогает, конечно, то, что к настоящему времени собраны колоссальные базы данных по генотипам современных людей.

В одном из исследований на эту тему рассматривается общая вредность и полезность неандертальских генов ⁽¹⁰⁾. Генетики изучили распределение неандертальских фрагментов ДНК в хромосомах тысячи современных людей с разных континентов, оценив в этих фрагментах частоту встречаемости неандертальских аллелей. При этом ученые различали функциональные фрагменты и нейтральные. И выяснили, что неандертальские вставки реже встречаются в функционально важных участках генома и в Х-хромосоме, а также в генах, работающих в семенниках. В нейтральных участках неандертальских вставок оказалось больше. Это означает, что многие неандертальские гены, попавшие в генофонд сапиенсов в результате гибридизации, были вредными для наших предков и в последующие эпохи постепенно отбраковывались отбором.

Некоторые из привнесенных генов снижали плодовитость мужчин и женщин метисов. Например, пониженная доля неандертальских фрагментов в Х-хромосомах современных людей указывает на то, что мужчины смешанного сапиентно-неандертальского происхождения, по-видимому, оставляли в среднем меньше потомства по сравнению с чистокровными конкурентами. Снижение приспособленности могло проявляться, в частности, в нарушениях сперматогенеза, как это часто бывает при межвидовой гибридизации у животных. Чтобы проверить эту гипотезу, сравнили количество неандертальских заимствований в генах, работающих в разных тканях человеческого организма. Как и предполагалось, неандертальских аллелей оказалось меньше всего в генах, избирательно экспрессирующихся в семенниках. Значит, гибридизация действительно ударила по мужской репродуктивной функции, а отбор впоследствии выбраковывал из генофонда сапиенсов неандертальские примеси, негативно влияющие на производство сперматозоидов.

Это исследование, выполненное в 2013–2014 годах, положило начало масштабным поискам, в которых главную роль играли колоссальные современные базы данных по медицинской генетике. С их помощью появилась принципиальная возможность определить генетическую основу многих заболеваний. А отметив среди невыгодных для здоровья генетических комплексов неандертальские элементы, можно более содержательно оценить роль нашего неандертальского наследия ⁽¹¹⁾. Именно это и было проделано: рассмотрели связь между встречаемостью неандертальских аллелей и широким набором заболеваний.