В-третьих, в мтДНК есть так называемая D-петля, которая содержит некодирующий «гипервариабельный участок». Известно, что в некодирующих участках мутации накапливаются быстрее, так как они часто никак не проявляются в организме, и естественный отбор за ними «не следит». Скорость накопления таких мутаций примерно постоянна, и ее можно вычислить.
Теперь, если у нас есть мтДНК двух организмов, то по числу различий между ними можно рассчитать примерное время, когда жил их общий предок.
Наконец, оказалось, что в мтДНК скорость мутирования в 5–10 раз выше, чем в ядерном геноме, а в D-петле – еще в 5–10 раз выше, чем в остальной части мтДНК. Значит, сравнивая мтДНК разных людей, мы получаем эволюционную картину с более высоким разрешением.
По современным данным, скорость мутирования мтДНК – одна мутация за 3500 лет{244}
.Итак, генетики с конца 70-х годов прошлого века самым пристальным образом стали исследовать мтДНК. В 1981 году им впервые удалось построить митохондриальную родословную человекообразных, включая человека, два вида шимпанзе, горилл, орангутана и гиббонов{245}
.Затем исследователи приступили к реконструированию эволюции вида Homo sapiens. После ряда попыток Ребекка Кэнн, Марк Стоункинг и Аллан Уилсон получили генеалогическое древо человечества, сходящееся к одной начальной точке в прошлом{246}
. Для исследования ученые использовали плаценты, взятые у 147 женщин – выходцев из Европы, Африки, Азии, Австралии и Новой Гвинеи.Это сейчас в детективных сериалах генетическую экспертизу проводят по волосу или «потожировым следам». 35 лет назад для успешного анализа требовалось много
митохондрий. В плаценте их много. В интервью 2012 года Ребекка Кэнн невесело пошутила, что только лет через пять после окончания исследований она смогла пить клубничную «маргариту»{247}. Дело в том, что вид этого напитка очень напоминал ей коктейль из плаценты. Для подготовки препарата в лаборатории использовался блендер.Нынешние генетики оперируют базами данных по десяткам и даже сотням тысяч мтДНК. Но 30 лет назад анализ 147 образцов считался революционным результатом, а его обсчет требовал всей мощности тогдашних компьютеров.
Любителям соотносить науку с библейским повествованием стоит учесть, что восхождение генетических линий к одному предку – это строго по Дарвину. С точки зрения теории эволюции общий предок существует у любых организмов на Земле, если только они не прилетели с другой планеты (напомню, что родословная человечества строилась с помощью тех же методов, какими чуть раньше вычисляли родственные связи шимпанзе, горилл и людей).
С научной точки зрения интереснее вопрос: когда и где жил этот общий предок? Конечно, точное географическое положение мы не узнаем, потому что люди постоянно мигрируют. Но можно хотя бы понять, какие ветви родословного дерева – европейские, азиатские, африканские, австралийские или (вдруг) новогвинейские – находятся ближе к его корню, а какие отделились позднее. Ответ на этот вопрос даст нам последовательность расселения людей по планете. Могло и не получиться ясной картины, если бы представители разных человеческих рас очутились на ветвях дерева вперемешку. Однако получилось! Но обо всем по порядку.
Во-первых, ученые оценили различия в D-петле между всеми исследованными мтДНК (в среднем 0,32 % нуклеотидных замен на человека), а затем выяснили, насколько мтДНК разнообразны внутри каждой из популяций. Оказалось, что у африканцев это разнообразие максимально
и составляет 0,47 %. Для сравнения: у азиатов – 0,35 %, а у европейцев меньше всех – 0,23 %.Во-вторых, сравнивая попарно мтДНК между собой, исследователи выстроили генеалогическое древо. От его корня отходили две ветви, одна из которых оказалась полностью африканской,
точнее, бушменской. Вторая содержала и африканские, и все прочие мтДНК.Из этих двух результатов авторы сделали вывод о том, что носитель мтДНК, предковой для всех современных людей, жил (точнее, жила) в Африке. Этого предка современных мтДНК и окрестили впоследствии Евой.
Наконец, исходя из вычисленной ранее скорости накопления мутаций в человеческой мтДНК (2–4 % за миллион лет) и имеющихся различий между ветвями, авторы работы рассчитали, что этот общий предок жил около 200 000 лет назад.
В дальнейшем эта дата уточнялась. В 2013 году получилось примерно 124 000 лет{248}
. Однако основной вывод об африканской прародине и последовательности расселения людей по планете остался незыблемым – его подтвердили многочисленные независимые исследования.Результаты, полученные Ребеккой Кэнн и ее коллегами, стали мощным доводом против полицентристов, доказывавших существование нескольких очагов формирования Homo sapiens. В таком случае общий предок по мтДНК оказался бы гораздо более древним. Но нет – выяснили генетики – мы все происходим от небольшой популяции, относительно недавно вышедшей за пределы Африки.
А теперь вернемся в январь 1987 года.