Русский генофонд на Русской равнине

Полиморфизм системы гаптоглобина изучен в русском населении довольно подробно — карта распространения аллеля НР*1 основана на данных о 51 русской популяции (рис. 5.2.1). В среднем же, карты 17 наиболее полно изученных классических маркёров основаны на данных о 35 русских популяциях. Частота аллеля НР*1 в «исконном» русском ареале варьирует значительно: от 0.17 в верховьях Северной Двины и Мезени до 0.51 на юго-западе русского ареала. Столь огромный размах изменчивости в русских популяциях почти достигает пределов вариации во всем народонаселении Северной Евразии — от коряков до украинцев (0.10

Средняя частота в русском генофонде (q=0.37) практически совпала с её уровнем в Западной Европе (q=0.36). Средняя гетерозиготность локуса (H_S=0.46) близка к максимально возможному значению для двухаллельного локуса (H_S=0.50). Межпопуляционное разнообразие карты (G_ST=1.68) несколько выше среднего уровня дифференциации в русском генофонде (G_ST=1.36)[32]. Таким образом, при общем рассмотрении вариации НР*1 в русском генофонде на первый план выходит типичность этого аллеля, его хорошая изученность и огромная изменчивость в русском ареале, что обязывает к внимательному рассмотрению геногеографии НР*1.

Карта НР*1 (рис. 5.2.1.) выявляет изменчивость в русских популяциях, близкую к клинальной. Основной вектор изменчивости: падение частоты аллеля в направлении «юго-запад<=>северо-восток» с заметным преобладанием широтной изменчивости над долготной. Этот вектор отражён и в коэффициентах корреляции с географическими координатами (табл. 5.2.1): с широтой r=0.42[33], с долготой r=0.34. Причём в отдельных областях карты тот или другой коэффициент связи превышает уровень r=0.8 (табл. 5.2.1), указывая на преобладание широтной изменчивости (в Причерноморье, на Русском Севере) или же на преобладание долготной изменчивости (например, в Поволжье).

ГИПОТЕЗЫ

В целом, основной вектор всей карты НР*1 («юго-запад<=>северо-восток») позволяет выдвигать две равноправных гипотезы о природе такой изменчивости. Первая гипотеза — «историческая». Она предполагает, что в геногеографическом рельефе этого гена нашли отражение миграции южных европеоидов на Русскую равнину и диффузия генов, связанная с демографическим давлением из районов с более высокой плотностью населения. Вторая гипотеза — «экологическая» — предполагает прямое влияние климатических факторов. Известно, что максимальные частоты НР*1 характерны для тропического пояса, тогда как в направлении более высоких широт частота аллеля в целом уменьшается. Для выбора между этими гипотезами, или же для выдвижения комплексной гипотезы, учитывающей взаимодействие исторических и экологических факторов, нужны специальные картографические исследования и аргументы.

ЛАНДШАФТ СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ

В связи с этим отметим, что падение частот НР*1 с юго-запада на северо-восток является основным вектором и для всего генофонда Восточной Европы.

При средней региональной частоте Восточной Европы q=0.38, наибольшая концентрация НР*1 характерна для восточных славян, населяющих преимущественно юго-западные области (для украинцев в среднем q=0.47, белорусов q=0.44), наименьшая — для финноязычных народов северо-востока Европы — удмуртов, мари и коми-зырян (в среднем 0.31Однако этот вектор не является общеевразийским. У манси (q=0.40) и лесных ненцев (q=0.41) Западной Сибири частота НР*1 вновь превышает отметку 0.4, а затем, после некоторого падения, вновь достигает в коренном населении Якутии «европейских» значений: в ряде популяций q>0.40 при средней q=0.37. Карта распространения НР*1 в коренном населении Северной Евразии подробно проанализирована нами в работе [Балановская, Нурбаев, 1995]. В целом «хребет» высоких значений тянется от Украины до Якутии с пологим уменьшением частоты аллеля как в северном, так и в южном направлениях. Такой характер изменчивости нельзя свести ни к «европеоидно-монголоидным» взаимодействиям, ни к влиянию широтной изменчивости среды.<0.34).>

РУССКИЙ СЕВЕР

Чрезвычайно любопытно нарушение основного вектора на самом севере русского ареала (рис. 5.2.1). К северу от широкой зоны низких частот, включающей ядро минимальных значений НР*1 в бассейне Северной Двины и верховьях Мезени (q<0.26), частота вновь возрастает до среднерусского уровня (q=0.36). Эта локальная «арктическая» зона относительно повышенной частоты НР*1 расположена на побережье Баренцева моря, в низовьях Мезени и Печоры. В целом «арктическая» зона соответствует миграциям древнего новгородского населения, торговому пути в Мангазею и ареалу расселения поморов. Считается, что население этой территории сформировано преимущественно потомками новгородцев, а население более континентальных районов Русского Севера (в среднем и верхнем течении северных рек) сформировалось, главным образом, за счёт миграций из Ростово-Суздальской, а не Новгородской Руси. К сожалению, система гаптогло-бина не позволяет дифференцировать новгородский и ростово-суздальский («низовой») миграционные потоки, поскольку сами новгородские и ростовские земли мало различаются по частотам НР*1.

Сравнение с общей картиной северо-евразийского ландшафта НР*1 показывает, что повышение частоты в самых северных русских популяциях трудно связать с влиянием «субстратного» населения — поскольку в целом для коренного (дославянского) населения циркумполярной зоны характерны низкие частоты НР*1 (см. карты в работе [Балановская, Нурбаев, 1995]). Русские колонисты осваивали побережье интенсивнее, чем континентальные районы. Потому низкие частоты, выявленные в русских популяциях верховьев Северной Двины и Мезени, можно связать с большим участием «субстрата» (финно-угорских или самодийских племён) в формировании русского населения континентальных районов. Подобная трактовка изменчивости НР*1 на Русском Севере имеет ранг лишь предварительной гипотезы, и для корректных выводов необходимо более полное обследование ряда популяций.

ИТОГ

Итак, основная закономерность для НР*1 в русском населении — изменчивость, близкая к клинальной: с максимумом на юге и снижением частоты к северо-востоку.

Общие закономерности ландшафта аллеля НР*1 в русском населении (включая отличия «арктической зоны») хорошо согласуются с первыми главными компонентами русского генофонда в целом: коэффициенты корреляции со всеми тремя первыми главными компонентами изменчивости классических маркёров варьируют в пределах 0.4глава 4). Это может означать, что система НР*1 высоко информативна при изучении структуры русского генофонда.<0.5.>

§ 1.2. СИСТЕМА ВИТАМИН-D ТРАНСПОРТИРУЮЩЕГО Б£АКА (ГРУППОСПЕЦИФИЧЕСКИИ КОМПОНЕНТ GC)

Предполагается, что основная функция группоспецифического компонента GC — связывание и транспорт витамина D3 и его метаболитов. Выделяются два основных аллеля GC*1 и GC*2, причём аллель с большей электрофоретической подвижностью подразделяется на два варианта — GC*1S и GC*1F [Генофонд и геногеография…, 2000]. Локус GC, локализованный на длинном плече 4-й хромосомы в районе сегментов q11-q12, тесно сцеплен с локусом сывороточного альбумина. Есть указания, что некоторые различия в способности аллелей GC связывать витамин D приводят к их корреляции с факторами экологии и климата (тип питания, широта местности, высота над уровнем моря, интенсивность солнечной радиации, среднегодовая температура) [Спицын, 1985]. При этом частота аллеля GC*1 максимальна в наиболее тёмнопигментиро-ванных экваториальных группах населения, а в регионах с относительно низкой солнечной радиацией повышается частота GC*2.

Рис. 5.2.2. Карта распределения аллеля GC*2 в русских популяциях.

Рис. 5.2.3. Карта распределения аллеля GC*1S в русских популяциях.

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты сыворотки крови).

ЛАНДШАФТ ЕВРАЗИИ

При сравнении населения основных регионов мира максимум частот GC*2 (q=0.28) и GC*1S (q=0.58) приходится на популяции Европы. Для Восточной Европы (без Приуралья и Северного Кавказа) частота GC*2 составила в среднем q=0.31, слабо варьируя от q=0.27 у литовцев до q=0.33 у молдаван и украинцев. На Урале наблюдается общее понижение частоты аллеля GC*2, составляя в среднем q=0.26. Средняя частота аллеля у уральских народов — башкир, чувашей, удмуртов, мари, коми, тундровых ненцев — также варьирует в узких пределах: от 0.25 до 0.28. Исключение составляют коми-пермяки, но они представлены лишь одной популяцией с частотой 0.38. В Зауралье у манси частота GC*2 понижается до q=0.19.

Среднерусские частоты аллелей GC*2 (q=0.29 с вариацией от 0.14 до 0.38) и GC*1S (q=0.57 с вариацией от 0.48 до 0.68) — совпадают с размахом изменчивости, характерным для населения всей Европы. Иными словами, частоты этих аллелей в русских популяциях отличаются друг от друга столь же существенно, как среднеэтнические частоты у народов всей Европы — от Скандинавии до Испании! Для Северной Евразии в целом изменчивость GC намного выше, чем в Европе: частоты аллеля GC*2 варьируют от 0.05 до 0.77.

Межпопуляционное разнообразие GC*2 (G_ST=0.90) и GC*1S (G_ST=114) несколько ниже среднего для русского генофонда по всем классическим локусам уровня (G_ST=1.36), что может указывать на незначительное давление стабилизирующего отбора. Гетерозиготность локуса GC составила H_S=0.57 (табл. 5.2.1).

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА

Рассмотрим на этом евразийском фоне карты географической изменчивости аллелей GC*2 (рис. 5.2.2.) и GC*1S (рис. 5.2.3), основанные на информации по 22 русским популяциям (К=22). Генетический рельеф карт довольно сложен. Во многом они являются зеркальным отражением друг друга — ранговый коэффициент корреляции между картами составил r=- 0.57. Однако для карты GC*2 (рис. 5.2.2) наиболее характерным элементом является долготный «разлом» (пояс минимальных частот), следующий примерно по 40° долготы. Для карты GC*1S (рис. 5.2.3) наиболее характерна широтная изменчивость с повышением концентрации аллеля к югу от 55° параллели. При этом средняя корреляция частот обеих карт с долготой близка к нулю, а корреляция с широтой для аллеля GC*1S составила r=0.30, достигая в отдельных районах r=0.85 (табл. 5.2.1).

Самыми загадочными являются присутствующие на обеих картах диаметральные различия в частотах между соседними популяциями Вологодской области — бассейнов Онеги (GC*2, q=0.17) и Сухоны (две популяции с частотами GC*2 q=0.36 и q=0.37). Отражают ли они реальные различия между генофондами этих популяций или же обусловлены выборочными эффектами (выборки составили 61, 64 и 163 индивида, соответственно), это покажут лишь дальнейшие генетические исследования Русского Севера.

Рис. 5.2.4. Карта распределения аллеля Р1*М2 в русских популяциях.

ИТОГ

Таким образом, панойкуменный тренд (возрастание GC*2 к северу) не прослеживается в русском генофонде. Однако это предварительное заключение полностью зависит от достоверности низкой частоты этого аллеля на Онеге — если резкое понижение частоты GC*2 до 0.17 (и, соответственно, повышение частоты GC*1S) окажется случайностью и не подтвердится при дальнейших исследованиях, карты GC*2 и GC*1S в целом не будут противоречить гипотезе широтной изменчивости.

Карта аллеля GC*1F высоко коррелирует с главным сценарием изменчивости классических маркёров в русском генофонде: r=0.63. Все три аллеля коррелируют со второй главной компонентой классических маркёров: для GC*1S r=0.66; для GC*2 r=0.43; для GC*1F r=0.37.

§ 1.3. СИСТЕМА ИНГИБИТОРА ПРОТЕАЗ (α1-АНТИТРИПСИНА PI)

Белок обеспечивает до 90 % всей активности ингибитора протеаз в отношении трипсина, ингибируя также ещё целый ряд ферментов — химотрипсин, эластазу, коллагеназу, тромбин и протеазы лейкоцитов. О функциональной важности PI свидетельствуют достоверные ассоциации дефицита этого фермента с рядом заболеваний легких и печени. Система включает три субтипа (Р1*М1, Р1*М2, Р1*МЗ с суммарной частотой более 90 %) основного варианта и значительное число редких вариантов. Все варианты PI функционально различны: уровень белка у гомозигот убывает в ряду М1>М2>МЗ, а редкие аллели продуцируют ещё меньшее количество белка [Генофонд и геногеография…, 2000].

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты сыворотки крови).

ЛАНДШАФТ ЕВРАЗИИ

В населении Северной Евразии частота аллеля в целом убывает в направлении с запада на восток. Средняя частота Р1*М2 составила для коренных народов Кавказа q=0.16, Урала — q=0.14, Сибири q=0.08.

В народонаселении Европы частота аллеля Р1*М2 убывает в ином направлении — с юга (q=0.18) на север (q=0.09). Среднерусская частота аллеля Р1*М2 (q=0.15) находится в этом интервале. Среди 19 изученных русских популяций частота Р1*М2 варьирует от 0.04 до 0.23. Однако межпопуляционное разнообразие P1*M2 (G_ST=0.52) оказалось намного ниже среднего для русского генофонда уровня дифференциации (G_ST=1.36), что позволяет предполагать давление стабилизирующего отбора.

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА

Четкий градиент «запад<=>восток» (рис. 5.2.4.), наблюдаемый в Северной Евразии в целом, характерен и для русского генофонда (корреляция частоты Р1*М2 с долготой достигает в отдельных районах значений r=0.9). Однако среднее значение коэффициента корреляции с долготой невысоко (r=0.30), поскольку на самом востоке карты, у русских популяций Урала, вновь наблюдается резкое повышение частоты аллеля.

Карты всех трёх аллелей обнаруживают очень высокую корреляцию со вторым сценарием изменчивости русского генофонда по классическим маркёрам: для Р1*М1 коэффициент связи достигает чрезвычайно высокого значения r=0.87; для Р1*М2 r=0.68; для Р1*МЗ r=0.64.

ПОПУЛЯЦИОННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ: ВКЛЮЧАЕМ ГОРОДСКОЕ НАСЕЛЕНИЕ

Не только на рассмотренных, но и на многих других картах (P1*S, GC*1S, PGM1*1-, PGM1*2-, TF*C2, TF*DCHI, ACP*A) в русских популяциях Урала также ярко видны резкие нарушения тех трендов, которые характерны для «исконного» русского ареала.

Напомним, что в порядке эксперимента в анализ были включены городские популяции» лежащие за пределами «исконного» русского ареала. Например, для локуса PI это русское население республики Удмуртия, изученное в г. Воткинске (где частота Р1*М2 q=0.16, в то время как для самих удмуртов характерна средняя частота q=0.10), Екатеринбурга (с частотой P1*M2 q=0.15) и Асбеста (с частотой P1*M2 q=0.14). Эти значения лишь воспроизводят (с незначительной вариацией) среднерусскую частоту (q=0.15) и не несут никакой дополнительной информации ни о географии, ни об истории русского генофонда. Городское русское население Урала сформировано, главным образом, в результате исторически недавних миграций. И потому эти значения можно не изучать: их можно просто прогнозировать, исходя из демографических данных о миграционных потоках из «исконного» русского ареала.

Таким образом, проведённый эксперимент подтверждает правильность нашей исходной позиции: население, находящееся за пределами «исконного» ареала народа (и тем более городское!), не информативно для изучения пространственной структуры генофонда. Все усилия целесообразно направить на выявление генетической изменчивости сельских популяций в пределах «исконного» ареала. Зная генофонд «исконного» ареала, зная источники, направление и интенсивность миграционных потоков (откуда и сколько мигрантов прибыло в данную популяцию за пределами «исконного» ареала), мы можем с большой степенью вероятности прогнозировать генетический состав исторически «молодых» популяций.

§ 1.4. СИСТЕМА ТРАНСФЕРРИНА (TF)

Трансферрин образует соединение с железом, нейтрализуя токсичные ионы, и транспортирует его в костный мозг. Множество вариантов трансферрина контролируется тремя сериями аллелей — TF*B, TF*C, TF*d, каждая из которых включает несколько аллелей.

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты сыворотки крови).

Рис. 5.2.5. Карта распределения в русских популяциях аллеля TF*C2

РУССКИЕ ПОПУЛЯЦИИ

Из редких вариантов всегда рассматривается аллель TF*DCHI, поскольку увеличение его частоты традиционно интерпретируется как признак монголоидной примеси [Спицын, 1985; Шнейдер, 1999]. Однако средняя частота TF*DCHI (табл. 5.2.1.) в русском населении находится ниже даже 1 % критерия полиморфизма (q=0.009). Максимальные значения в основном ареале обнаружены в популяциях Рязанской, Костромской и Вологодской областей (q=0.016) при среднем размере выборки менее 100 человек, которая слишком мала для надёжного тестирования столь редкого аллеля. Поэтому, не приводя карту TF*DCHI, лишь укажем, что она намечает слабую тенденцию увеличения частоты TF*DCHI с запада на восток, однако достоверность такого тренда невелика.

Из пяти карт TF, построенных для русского генофонда (их характеристики даны в табл. 5.2.1.), приведем карту аллеля TF*C2 (рис. 5.2.5.), созданную по данным о 20 русских популяциях. Частота TF*C2 варьирует от 0.06 до 0.21 со среднерусским значением q=0.15. Гетерозиготность локуса (по совокупности всех аллелей) H_S=0.365. Важно отметить, что межпопуляционное разнообразие других аллелей локуса значительно превышает среднерусский уровень изменчивости (G_ST=1.36): для TF*B01 G_ST=2.33, для TF*C3 G_ST=2.05. Это позволяет выдвигать гипотезу подверженности аллелей TF*B01 и TF*C3 дифференцирующему отбору. Однако для аллеля TF*C2 характерно резко сниженное межпопуляционное разнообразие: G_ST=0.47. Достоверно сниженный размах

изменчивости TF*C2 может указывать на давление стабилизирующего отбора на этот вариант трансферрина.

ЛАНДШАФТ ЕВРАЗИИ

Хотя частота TF*C2 возрастает до 0.40 в некоторых популяциях Южной Азии, но и для популяций Европы, и для коренных народов Приуралья она лежит примерно в одном диапазоне частот (от 0.07 до 0.27), причём среднеэтнические частоты одинаковы у самых разных народов: 0.10 — и у чувашей, и у финнов; 0.14 — и у мордвы, и у немцев; 0.15 — и у русских, и у испанцев; 0.16-0.18 — у мари, итальянцев, шведов и греков.

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА

Но, несмотря на такое мозаичное распределение на европейском пространстве, в русском ареале карта являет вполне выраженную закономерность: увеличение частоты TF*C2 на севере (0.16

ИТОГ

Таким образом, на карте распространения аллеля TF*C2 в русском ареале можно выделить три широтных зоны: северная — с высокими частотами TF*C2, центральная — с пониженными частотами TF*C2, южная — со среднерусскими частотами.

Карты всех трёх вариантов аллеля TF*C обнаруживают высокую корреляцию с первым j сценарием изменчивости классических маркёров: для TF*C1 коэффициент связи достигает чрезвычайно высокого значения r=0.80; для TF*C2 r=0.58; для TF*C3 r=0.57. Карта аллеля TF*DCHI, в свою очередь, высоко коррелирует с третьей главной компонентой русского генофонда: r=0.79. А аллель TF*B вносит определённый вклад (r≈0.4) и в первый, и во второй главные сценарии русского генофонда.

Рис. 5.2.6. Карта распределения в русских популяциях аллеля АСР1*А

§ 1.5. СИСТЕМА ЭРИТРОЦИТАРНОЙ КИСЛОЙ ФОСФАТАЗЫ (ACP1)

Предполагается, что основная функция ACP1 состоит в регуляции внутриклеточной концентрации флавиновых ферментов и коферментов. Кроме трёх основных аллелей АСР1*А, АСР1*В, АСР1*С, существует ряд редких вариантов ACP1. Все фенотипы различаются по средней активности фермента, причём количественные эффекты всех аллелей образуют ряд: А<В<С.

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты эритроцитарной фракции крови).

В МАСШТАБЕ ОЙКУМЕНЫ (АСР1*А)

Для аллеля АСР1*А в генофонде ойкумены отмечается положительная связь частоты с географической широтой [Спицын, 1985; Spitsyn et I al., 1998]. Однако для коренного населения Северной Евразии характерна совершенно иная и своеобразная долготная изменчивость этого аллеля. Гряда относительно высоких значений АСР1*А (q>0.40), протянувшаяся от Алтая на север, отделяет западное «плато» средних значений АСР1*А от «низин» Средней Сибири и Саян (области низких частот АСР1*А в интервале 0.17АСР1*А составила q=0.32 (в населении Западной Европы). Эта величина совпадает и со среднерусской частотой q=0.32, и со средней частотой аллеля у коренных народов Урала (q=0.32) и Кавказа (q=0.31). Лишь для народов Средней Азии наблюдается понижение средней частоты АСР1*А (q=0.28) [Балановская, 1998].<0.30).>

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА (АСР1*А)

Карта изменчивости частоты этого аллеля (АСР1*А) в русском населении, построенная по информации о 24 русских популяциях (К=24), приведена на рис. 5.2.6. Она показывает, что для русского населения (так же, как и для населения Северной Евразии в целом) не характерно возрастание частоты аллеля в северных широтах, связываемое с широтной климатической зональностью, с возможным действием отбора. К тому же и уровень межпопуляционной изменчивости (G_ST=1.28) соответствует селективно-нейтральному (G_ST=1.36), и тем самым противоречит гипотезе отбора по этому аллелю. Не сказывается и влияние азиатских степей. Поскольку среднеазиатские популяции характеризуются снижением частоты аллеля, то их влияние должно было бы сказаться в убывании частоты АСР1*А в юго-восточном направлении. Например, ближайшие тюркоязычные популяции характеризуются следующими частотами АСР1*А: у казахов q=0.26, у башкир q=0.31, у татар q=0.33, у чувашей q=0.25 [Генофонд и геногеография…, 2000]. Однако карта демонстрирует обратный тренд — не убывание, а возрастание в русском ареале частоты аллеля с северо-запада на юг и юго-восток. При этом вариации частот АСР1*А достаточно велики — от 0.18 до 0.41 (табл. 5.2.1).

Северо-западные русские популяции характеризуются сниженными частотами с минимумами в землях новгородских (q=0.25), псковских, тверских, затем в Поонежье и далее к Архангельску. Высокие частоты характерны для востока и юго-востока с максимумами в землях костромских и рязанских (q > 0.40). Популяции, выходящие за пределы основного ареала (Украина, Урал), демонстрируют частоты аллеля, характеризующие не столько структуру генофонда, сколько структуру поздних переселений (этот вопрос обсуждался в подразделе § 1.3). Эти «внешние» (по отношению к «исконному» русскому ареалу) популяции меняют тренд на противоположный и приводят к резкому снижению средних коэффициентов корреляции как с широтой, так и с долготой местности (табл. 5.2.1).

Рис. 5.2.7. Карта распределения аллеля АСР1*С в русских популяциях.

Ясно видимый на карте тренд увеличения частоты аллеля АСР1*А в направлении «северо-запад<=>юго-восток» в русском населении нельзя объяснить, исходя из данных о его соседях. Например, у литовцев средняя частота АСР1*А составила q=0.34, а у молдаван q=0.25 [Генофонд и геногеография…, 2000], то есть у западных соседей наблюдается падение частоты аллеля с севера на юг — в противоположность тренду, наблюдаемому в русских популяциях — увеличения частоты аллеля с севера на юг. Поскольку данные по украинцам и белорусам отсутствуют, приведем средние частоты АСР1*А среди других славянских народов: у поляков q=0.35, у чехов q=0.32, у хорватов q=0.28, у болгар q=0.16. Мы вновь видим общеевропейский градиент падения частоты аллеля с севера на юг, противоположный наблюдаемому тренду в русском генофонде. В любом случае, данные о славянских народах не дают удовлетворительного объяснения тренду, выявляемому картой (рис. 5.2.6).

ГИПОТЕЗЫ (АСР1*А)

Можно, однако, выдвинуть гипотезу о том, что в выявленном «русском» тренде АСР1*А нашли отражение генетические характеристики финно-угорского субстрата — тех древних насельников Русской равнины, которые освоили её задолго до того, как она стала Русской: до прихода славянских племён.

На возможность такой гипотезы указывает тенденция некоторого увеличения частоты аллеля с севера и запада к югу в современных финно-язычных популяциях: у карел q=0.24, коми-зырян q=0.30, у коми-пермяков q=0.30, у удмуртов q=0.30, у мари q=0.36, у мордвы q=0.39. На севере, в самодийских популяциях, частота аллеля в среднем также невелика: у тундровых ненцев q=0.31, у лесных q=0.16, у нганасан q=0.29.

ИТОГ (АСР1*А)

Можно резюмировать, что наблюдаемый в русском генофонде тренд роста частоты аллеля АСР1*А в направлении «северо-запад<=>юго-восток» не поддаётся объяснению в плане «глобальных» взаимодействий, будь то панойкуменный тренд, славянская экспансия или влияние евразийских степей. Вместе с тем, для ближайших финно-угорских народов также наблюдается нарастание частоты аллеля приблизительно в том же направлении: с севера (и с запада) на юг. Это позволяет предположить, что формирование данного тренда относится ко времени, предшествовавшему славянской экспансии на Восточно-Европейскую равнину, уже населенную финно-угорскими племенами (корела, весь, меря, мурома, чудь Заволочская, пермь, печера, югра и многими другими, имена которых не дошли до нас). Выявленный тренд, возможно, отражает в современном русском населении древний финно-угорский субстрат.

ЛАНДШАФТ ЕВРАЗИИ (АСР1*C)

Другой аллель — АСР1*С — принято называть «европейским». Для населения Европы характерны наибольшие частоты АСР1*С: средняя частота в Европе q=0.05, в то время как в коренном населении всех остальных частей света — меньше 1 %. Средняя частота АСР1*С составила q=0.005 для коренного населения как Сибири, так и Средней Азии и Казахстана. Частота АСР1*С несколько выше в населении Кавказа (q=0.016) и ещё выше у коренных народов Урала (q=0.028), составляя у мордвы, мари, коми-пермяков и коми-зырян 4–5%.

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА (АСР1*Р

Карта аллеля АСР1*С (рис. 5.2.7.) демонстрирует в русском населении несколько иной характер изменчивости, чем предыдущая карта АСР1*А. Можно видеть общее снижение частоты аллеля к северу от волгоокского междуречья (до 1–2%) и повышение частоты АСР1*С в центральных, восточных и южных областях (до 7 %). Однако, хотя корреляция с широтой и составила в среднем r=0.34, для достоверной оценки различий при низких частотах (со средней q=0.03) требуются большие выборки.

Карты всех трёх аллелей локуса ACP1 обнаруживают высокую корреляцию (0.6АСР1*С r=0.71; но два других аллеля также вносят весомый вклад в изменчивость первой главной компоненты русского генофонда: для аллеля АСР1*В корреляция r=0.59, для аллеля АСР1*А корреляция r=0.56.<0.7)>

§ 1.6. СИСТЕМА ФОСФОГЛЮКОМУТАЗЫ 1 (PGM1)

Фермент фосфоглюкомутаза играет важную роль в метаболизме углеводов. Из серии аллелей локуса pqMi наиболее полно изучено распространение частых аллелей PGM1*1+, PGM1*1-, PGM 1*2+, PGM1*2-.

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты эритроцитарной фракции крови).

Рис. 5.2.8. Карта распределения аллеля PGM1*2+ в русских популяциях.

Рис. 5.2.9. Карта распределения аллеля PGM1*2-в русских популяциях.

ЛАНДШАФТ ЕВРАЗИИ ГРСМ1*1+. РСМ1*2+1

Концентрация наиболее частого аллеля PGM1*1+

(его средняя частота в русских популяциях q=0.59) растёт в Северной Евразии в направлении с запада на восток. Однако для русского населения этот градиент не прослеживается. Впрочем, то же можно сказать и об остальных аллелях локуса (рис. 5.2.8–5.2.10.). Например, для аллеля PGM1*2+ в населении Евразии отмечается выраженный долготный градиент увеличения частоты в западном направлении: средняя частота q=0.18 характерна и для коренного населения Сибири, и для Средней Азии; выше средняя частота в населении Урала (q=0.23), и ещё выше у коренных народов Кавказа (q=0.27). Однако в изменчивости русского народа этот долготный градиент PGM 1*2+ проявляется нечетко.

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА

Этот, второй по частоте аллель PGM1*2+ варьирует в русских популяциях от 0.14 до 0.38 со средним значением q=0.24 (табл. 5.2.1). Но максимум частоты приходится на одну из шести изученных популяций Вологодской области. Такой скачок частоты вероятнее всего связан с особенностями выборки. Ведь в среднем по шести вологодским популяциям частота PGM1*2+ (q=0.23) неотличима от среднерусской (q=0.24). К тому же и объем выборки, давшей максимальную частоту, невелик: n=61 человек. Так что единственным важным структурообразующим элементом генетического рельефа карты PGM1*2+ (рис. 5.2.8.) можно считать снижение частоты аллеля на северо-западе, в землях новгородских и тверских.

Частоты третьего аллеля PGM1*2- варьируют в пределах 0PGM1*2- (рис. 5.2.9.) выявляет независимое повышение его частоты в трёх удалённых друг от друга популяциях — новгородской, архангельской и рязанской. Эти ядра высоких значений хорошо видны на фоне широкой области низких частот в северной половине русского ареала, вновь демонстрируя мозаичность генетического рельефа. Карта этого аллеля (PGM1*2-, (рис. 5.2.9.) во многих деталях является зеркальным отражением изменчивости карты аллеля PGM1*1-(рис. 5.2.10). Коэффициент ранговой корреляции между этими двумя картами составил r=- 0.62.<0.16>

Частоты четвёртого аллеля PGM1*1- (рис. 5.2.10) варьируют в тех же пределах: от 0 до 0.18 со средним значением q=0.10 (табл. 5.2.1). Однако некоторую закономерность в генетическом рельефе аллеля PGM1*1- всё же можно предположить. В целом средние и низкие частоты характерны для западных (новгородско-псковских) и волго-окских популяций. Высокие частоты наблюдаются к северу и востоку — в вологодских и костромской популяциях. Нарушают такую широтную изменчивость увеличения частоты аллеля с юга на север лишь две географически

крайних популяции — Курская (q=0.14: n=200 чел.) и Архангельская (q=0.05: n=96 чел.). Средние частоты соседних финноязычных народов Приуралья (мордвы, мари, удмуртов) лежат в интервале 0.12PGM 1*1- в восточном направлении.

Рис. 5.2.10. Карта распределения аллеля PGM1*1-в русских популяциях.

ИТОГ

Средний по всем аллелям локуса уровень меж-популяционной изменчивости (G_ST=0.75) почти в два раза меньше селективно-нейтральной дифференциации (G_ST=1.36), что может указывать на действие стабилизирующего отбора. Однако картина изменчивости аллелей столь мозаична, что её сложно интерпретировать как в терминах истории, так и в терминах отбора. Лишь дальнейшее изучение может выявить реально существующую генетическую изменчивость русского генофонда — 23 популяции, изученные по локусу PGM1, не позволяют выдвинуть сколько-нибудь информативную гипотезу о факторах, сформировавших генетический рельеф его аллелей. В целом можно предполагать, что информативность локуса PGM1 для изучения структуры русского генофонда невелика.

Тем не менее, даже в изменчивости локуса PGM1 проглядывают общие закономерности архитектоники русского генофонда. Эти черты мы обнаруживаем, анализируя корреляции между картами аллелей локуса PGM1 и картами главных компонент русского генофонда (табл. 5.3.3.). Карта аллеля PGM 1*2- обнаруживает высокую корреляцию (r=0.76) с первым сценарием изменчивости классических маркёров. Два других аллеля вносят весомый вклад в изменчивость третьей главной компоненты русского генофонда: для аллеля PGM1*1+ корреляция r=0.75, для аллеля PGM1*2+ корреляция r=0.66.

§ 1.7 СИСТЕМА ЭСТЕРАЗЫ D (ESD)

Из всех эстераз наиболее подробно описан полиморфизм локуса ESD, причём фермент эстераза D, гидролизующий эфиры уксусной кислоты, встречается в большинстве тканей организма. Точная метаболическая функция эстеразы D неизвестна [Генофонд и геногеография…, 2000].

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты эритроцитарной фракции крови).

ЛАНДШАФТ ЕВРАЗИИ

Считается, что градиент частот аллеля ESD*2 фиксирует монголоидный генный поток в популяциях Евразии [Спицын, 1985]: частота «азиатского» аллеля ESD*2 достигает максимума (q>0.40) в Южной Азии и в отдельных районах Центральной Азии, а в Европе падает до 0.12. Однако в Северной Евразии градиент частот ESD практически отсутствует. В Европе средняя частота альтернативного аллеля ESD*1 q=0.88, среди коренных народов Кавказа q=0.89, Урала q=0.85, Сибири q=0.83, Средней Азии и Казахстана q=0.81. Эти значения показывают, сколь мала региональная изменчивость ESD*1 в Северной Евразии (от 0.81 до 0.89) и как неприметен градиент падения частоты аллеля с запада на восток. Более того, на северо-востоке Евразии частота аллеля ESD*1 вновь возрастает до «европейских» частот: у восточных эвенков q=0.90, у коряков q=0.89. В целом, диапазон значений во всех изученных локальных популяциях Северной Евразии невелик: в 141 популяции 41 народа частота колеблется в пределах

0.71

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА

Столь слабо выраженные межрегиональные различия не позволяют уверенно интерпретировать генетический рельеф ESD*1 (рис. 5.2.11.) в русском ареале как следы тех или иных миграций. А такое предположение возникает при первом же взгляде на карту — её рельеф как бы задаётся резко выраженной впадиной низких значений на юго-востоке, ограниченной с севера и юга грядами наиболее высоких частот ESD*1. Естественно предположить, что уменьшение частоты в юго-восточной части русского ареала связано с влиянием степных номадов. Однако это предположение маловероятно, поскольку у ближайших тюркоязычных народов, изученных по этому гену, наблюдаются довольно высокие средние частоты ESD*1: у башкир (q=0.88) и татар (q=0.88). У других восточных соседей средние частоты аллеля варьируют следующим образом (двигаясь с юга на север): у мордвы q=0.89, у чувашей q=0.81, у удмуртов q=0.88, у коми-пермяков q=0.83, у коми-зырян q=0.88. На западе у карел частота ESD*1 достигает q=0.91.

На карте ядро относительно низких частот образовано только двумя русскими популяциями — Костромы (q=0.79, n=76 чел.) и Рязани (q=0.81, n=76 чел.). При этом в Курской области и Волго-Окском междуречье частота ESD*1 возрастает до 0.90, а в новгородских и архангельских землях снижается до 0.86.

Рис. 5.2.11. Карта распределения аллеля ESD*1 в русских популяциях.

ИТОГ

Вновь карта генетического рельефа русского народа отражает не «европеоидно-монголоидные» взаимодействия, в терминах которых привычно осмысливать генетическую изменчивость русских популяций, а сложные пути формирования русского генофонда. Объективно мы видим на карте чередование зон — широтных «волн», незначительно отличающихся то повышением, то понижением частоты аллеля. При этом средняя частота аллеля ESD*1 (q=0.89, число популяций К=18) полностью соответствует европейским стандартам, а межпопуляционная изменчивость (G_ST=0.95) несколько ниже селективно-нейтрального уровня (G_ST=1.36).

Корреляции карт локуса ESD с картами главных компонент русского генофонда (табл. 5.3.3.) обнаруживают высокую корреляцию с первым (r=0.58) и с третьим (r=0.51) сценариями изменчивости классических маркёров.

§ 1.8. СИСТЕМА ГЛИОКСАДАЗЫ 1 (GLO1)

Локус контролирует одну из форм глиоксалазы, отвечающей за превращения метилглиоксаля в лактат. Известны три варианта GLO1 с активностью фермента, убывающей в ряду: GLO1*2>GLO1*1>GLO1*0 («молчащий» аллель).

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты эритроцитарной фракции крови).

Рис. 5.2.12. Карта распределения аллеля GLO1*1 в русских популяциях.

В МАСШТАБЕ ОЙКУМЕНЫ

Наибольшие частоты GLO1*1 характерны для народов Европы (q=0.41), в остальных частях света среднерегиональные значения q ниже 0.30. Считается, что для Северной Евразии характерен общий тренд увеличения частоты GLO1*1 с северо-востока на запад: диапазон изменчивости GLO1*1 в 147 популяциях 44 этносов Северной Евразии составил 0.08=0.41) и Восточной Европы (q=0.42) [Балановская, 1998].

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА

В русских популяциях (К=18) частота аллеля GLO1*1 (рис. 5.2.12.) варьирует в довольно широких пределах 0.27(G_ST=1.04) по сравнению с селективно-нейтральным уровнем русского генофонда (G_ST=1.36). Генетический рельеф GLO1*1 в русском ареале крайне любопытен: максимальные значения частоты GLO1*1 наблюдаются в центре ареала, а на периферии ареала они снижаются. Причём минимумы (0.27-0.30) обнаруживаются как в южной части ареала (включая часть волго-окского междуречья), так и в самой северной части (Архангельская область).<0.48>

ИТОГ

Однако, исходя из данных о распределении аллеля GLO1*1 в коренном населении Европы, можно было прогнозировать совершенно иную картину для русского генофонда: увеличения частоты аллеля на юге (влияние южных европеоидов) и на севере, поскольку в циркумполярных финно- и самодийскоязычных популяциях частота GLO1*1 достигает значительных величин (например, у карел q=0.44, у тундровых ненцев q=0.51). Наблюдаемый генетический рельеф прямо противоположен ожидаемому, выведенному из основных геногеографических закономерностей у окружающих народов. Остается вновь предположить, что структура генофонда русского народа определяется не столько волнами иноземных миграций, сколько основными течениями собственной истории.

Корреляции карт локуса GLO1 с картами всех трёх главных компонент русского генофонда невелики и колеблются в пределах 0.3

Рис. 5.2.13. Карта распределения аллеля PGD*C в русских популяциях.

§ 1.9 СИСТЕМА 6-ФОСФОГЛЮКОНАТ-ДЕГИДРОГЕНАЗЫ (6PGD)

Фермент необходим для синтеза нуклеиновых кислот (участвует в превращении гексоз) и присутствует во многих тканях организма. Кроме основных аллелей (PGD*A и PGD*C) описан ряд редких аллелей, причём некоторые приводят к сниженной активности фермента.

Относится к группе генетико-биохимических маркёров (ферменты эритроцитарной фракции крови).

В МАСШТАБЕ ОЙКУМЕНЫ

Во всем мире гетерозиготность локуса мала за счёт резкого преобладания аллеля PGD*A. Самые низкие частоты PGD*C характерны для коренного населения Америки и Европы (q<0.03), в остальных частях света q>0.05 с максимумами в Африке (q=0.09), Меланезии и Индостане (q=0.07). Между регионами Северной Евразии различия недостоверны: в Сибири q=0.06, на Кавказе q=0.05, в Средней Азии q=0.05, на Урале q=0.04, в регионе Восточной Европы (без Приуралья и Северного Кавказа) q=0.04. Предполагается, что несколько большая частота аллеля обычно наблюдается для более южных популяций.

АРЕАЛ РУССКОГО ГЕНОФОНДА

В 12 изученных русских популяциях частота PGD*C слабо варьирует от 0.02 до 0.06 со средней q=0.04 и гетерозиготностью H_S=0.035 (табл. 5.2.1). Уровень межпопуляционной изменчивости (G_ST=0.35) значительно ниже селективнонейтрального уровня (G_ST=1.36), что может указывать на мощное действие стабилизирующего отбора.

На карте (рис. 5.2.13) обращает на себя внимание ядро повышенных частот PGD*C в центральной и юго-восточной частях ареала. Однако оно в основном связано с интерполяцией на юго-восточные районы и базируется на данных о двух отнюдь не южных популяциях — Вологодской (q=0.06, n=50 чел.) и Московской (q=0.06, n=99 чел.) областей.

Лишь дальнейшее изучение русского генофонда может проверить правильность представленного на карте генетического рельефа — слишком мало изученных популяций и слишком малы выборки для сравнительного изучения низко полиморфного гена. Поэтому эту карту можно оценивать лишь как один из вариантов картографического прогноза, который пока не может служить предметом детального обсуждения.

Тем не менее, карта распространения PGD*C содержит важные структурообразующие элементы русского генофонда: корреляция карты PGD*C с картой первой главной компоненты изменчивости классических маркёров велика: r=0.67.

<0.4.<>

<0.99>

<0.21)>

<0.57).<>