Загадка денисовского человека. Потерянное звено в истории человечества: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

В общем, предполагали, что H. erectus может являться родоначальником азиатской популяции, потому что его ископаемые останки возрастом более миллиона лет, похоже, рассредоточены по всей Азии. Иначе говоря, вот так специалисты по истории первобытного общества представляли себе положение вещей в 2010 году: в Азии раннего (архаичного) H. erectus медленно сменил поздний (прогрессивный) H. erectus, чьи трансформации совершались постепенно и неуклонно, без резкого изменения вида.

Полагаю, вы поняли, что такой взгляд на вещи устанавливал диссимметрию между Евразией восточной и западной. В Европе архаичный H. erectus не эволюционировал в… H. erectus прогрессивный, а, скорее, уступил место совершенно иному виду – неандертальцу! Интересно, почему с тех пор, как только речь заходила об Азии, предпочитали говорить о сомнительном, а точнее, и вовсе неправдоподобном сценарии непрерывной эволюции на протяжении очень долгого периода (третьей части от всей продолжительности существования рода Homo!), а не о сценарии возникновения нового вида?

Несмотря на впечатление «двойных стандартов», производимого такой картиной, палеоантропологи не отступали: до сапиенсов и нескольких набегов неандертальцев H. erectus являлся единственным обитателем бескрайних просторов Азии. Вот почему палеоантропологи нахмурили брови – самое малое, что можно сказать! – узнав об открытии неизвестного ранее вида в Денисовой пещере.

Вторая причина, которую мы уже упоминали, обусловлена тем, что это открытие исходит из лаборатории генетики, где под руководством шведского биолога по имени Сванте Паабо провели два исследования: одно – исследование фрагмента фаланги пальца, извлеченного из Денисовой пещеры, а другое – изучение ДНК неандертальца, крайне взволновавшие сообщество специалистов по истории первобытного общества. Сванте Паабо, мечтатель и фантазер, является основоположником палеогенетики; как признание его выдающихся заслуг в созданном им научном направлении, в 2022 году за большие научные достижения он был удостоен Нобелевской премии в области физиологии и медицины.

Мечтатель и фантазер Сванте Паабо первым поверил в возможность отыскать древнюю ДНК в ископаемых останках; решительный человек, он обнаружил и преодолел самое большое препятствие, поджидавшее его на этом пути: посторонние примеси. Очень часто имя его присутствует в самом конце списка авторов, завершающего публикации о больших палеогенетических открытиях. Знакомые с исследовательской работой люди хорошо знают, что в научной публикации первые и последние имена в списке авторов являются наиболее значимыми: первым стоит тот, кто проделал работу, а последним – научный руководитель, инициировавший исследование, разработавший методику и руководившей ею. Журналисты к этому привыкли: имя Сванте Паабо является символом исключительно важных достижений. И когда сегодня мир отмечает его неоценимый вклад в науку, напомним, что, как во многих научных сагах, молодой Сванте начинал работать в одиночку, преодолевая впечатляющие технические трудности.

В 1980-е годы, во время учебы в аспирантуре, Сванте Паабо был практически единственным, кто верил, что однажды можно будет извлечь и проанализировать древнюю ДНК. Подобная надежда в то время казалась безумием: доминировало мнение, что любой генетический материал старше нескольких лет утрачен навсегда. И не без причины! На самом деле, ДНК действительно быстро разрушается. В частности, под воздействием естественного излучения, направленного на земную поверхность, ДНК за день получает десятки тысяч самопроизвольных повреждений на клеточном уровне, постоянно самовосстанавливающихся, пока организм живет; а вот после его смерти этот процесс прекращается. Кроме того, деятельность некрофагов, которая активизируется после наступления смерти, оказывает разрушительное воздействие на ДНК.

Сванте Паабо, лауреат Нобелевской премии по медицине 2022 года, держит в руке муляж черепа неандертальца

В свободное время Сванте Паабо тайно проводил опыты с ДНК, взятой у мумий из египетской коллекции музея Упсалы в Швеции.

Он сгруппировал отрезки ДНК, собранные с каждой мумии, и попытался собрать их вместе как паззл. В то время единственно возможным способом восстановления ДНК являлась амплификация в цепочке посредством полимеразы (полимеразная цепная реакция, анг. Polymerase Chain Reaction) – знаменитая ПЦР тестов на ковид. Но эффективность метода была ограничена из-за того, что образец «был загрязнен» всеми, кто его касался, будь то бальзамировщик трупов в древнем Египте, археологи, служащие музея и т. п.

В 1984 году Сванте Паабо удалось впервые изолировать немного генетического материала, взятого из клеток, извлеченных у мумий. После первого успеха он с упорством посвятил свою энергию борьбе против загрязнения древней ДНК со стороны ДНК современной. Сам того не осознавая, каждый образец, действительно, распространяет частицы своей ДНК в окружающую среду. Сванте Паабо изобрел методики для распознавания и изоляции химическим образом фрагментов ДНК одного специфического организма с тем, чтобы соединить их свободными концами для получения биоинформации.

В 1990 году университету Людвига и Максимилиана в Мюнхене хватило ума нанять этого блестящего исследователя, которому в то время исполнилось всего 35. Благодаря усовершенствованным им методикам, Сванте Паабо удалось извлечь незагрязненную ДНК из руки неандертальца, а потом реконструировать последовательность из 379 нуклеотидов.

Содержащиеся в составе нуклеотидов – молекул, составляющих ДНК, – эти основания являются частью кольца из 16 569 оснований митохондриальной ДНК неандертальца из долины Неандер. Научный прорыв команды Сванте Паабо оказался столь многообещающим, что в 1997 году Немецкий исследовательский фонд создал и выделил Институту эволюционной антропологии Макса Планка (Max-Planck Institut für evolutionäre Anthropologie) в Лейпциге большие технические, кадровые и финансовые средства и назначил Сванте Паабо директором отделения генетики. Мы часто будем упоминать Институт эволюционной антропологии общества Макса Планка, ибо он нередко он играл главную роль в палеоантропологии; поэтому в дальнейшем мы станем называть его сокращенно: MPI-EVA.

Подобно растениям и животным, люди обладают двумя типами ДНК: ядерной ДНК (яДНК), передаваемой двумя родителями, и ДНК митохондриальной (мтДНК), передаваемой только по женской линии, – сперматозоид содержит целый ряд митохондрий, но они не передаются оплодотворяемой яйцеклетке (зиготе), из которой развивается ребенок. Мужская половая хромосома Y млекопитающих передается только по мужской линии

На рубеже XX и XXI веков Сванте Паабо и его команда благодаря развиваемым ими методикам вступили на путь, однажды приведший их к созданию поистине научной бомбы. Они сумели полностью секвенировать митохондриальный геном другого вида – геном неандертальца. В 2006 году Сильвана стала соорганизатором большого конгресса в Бонне, неподалеку от долины Неандер, той самой, где в 1856 году нашли первые ископаемые останки неандертальцев. Специалисты по истории первобытного общества, собравшиеся отметить 150-летие этого открытия, приготовились услышать результаты исследования генетики неандертальца, возможно даже результаты полного секвенирования его митохондриальной ДНК, в то время как до секвенирования его ядерной ДНК казалась так же далеко, как до луны…

Почему? У человека имеется два генома: один, митохондриальная ДНК, о которой мы уже говорили, содержится в нескольких сотнях, а иногда и тысячах митохондрий наших клеток, в крошечных клеточных органеллах, производящих большую часть клеточной энергии; другая ДНК, ядерная, в единственном экземпляре содержится в ядрах клеток. В то время как система из 3,2 миллиарда пар оснований ДНК сформирована в каждом поколении посредством соединения половины ядерных ДНК каждого родителя, кольцо из 16 569 оснований митохондриальной ДНК содержится в митохондриях овоцита и передается ребенку от матери без модификаций и рекомбинаций. Изучение кольца позволяет отслеживать только женские линии, в то время как линия половой части ядерного генома – хромосома Y – воспроизводит мужские линии.

Итак, в 2006 году секвенирование ядерной ДНК неандертальца казалось еще недостижимым, впрочем, как и секвенирование митохондриальной ДНК неандертальца. Однако на конгрессе Сванте Паабо объявил, что его лаборатория уже готова секвенировать весь геном неандертальца! Принимая во внимание, что полное секвенирование генома H. sapiens завершилось только в 2004 году, после 15 лет огромных усилий и международного финансирования в размере 3 миллиардов долларов, заявление Сванте Паабо ошеломило всех участников. Скорее, ожидали, что секвенирование генома неандертальца будет происходить очень долго. Однако исследователи разработали новые и столь эффективные методики, что им хватило всего два года, чтобы получить полную митохондриальную ДНК неандертальца! А в 2009-м были получены митохондриальные ДНК уже пяти неандертальцев. Все подтверждало впечатление палеоантропологов, что H. sapiens и H. neanderthalensis являлись двумя разными видами и не могли скрещиваться.

Впечатление ложное: по мере освоения методики продуктивность работы по секвенированию быстро возросла, и всего лишь через два года, 7 мая 2010 года, в журнале Sience команда MPI-EVA и команда Дэвида Райха из Гарвардского университета опубликовали 60 % расшифрованного ядерного генома неандертальца. На самом деле исследовался гибридный геном, условно названный «неандертальской химерой», который был реконструирован путем объединения фрагментов ДНК, извлеченных из трех разных образцов костей, обнаруженных в хорватской пещере Виндия.

Ждали, что ядерная ДНК неандертальцев подтвердит, что H. neandethalensis и H. sapiens не могли смешиваться, однако она выявила обратное, то, что Давид Райх охарактеризовал вот такой фразой: «Отныне мы можем сказать, что, по всей вероятности, произошла передача генов между неандертальцами и людьми».

Людьми? Возникает маленький лингвистический вопрос: в своем утверждении Райх как бы противопоставляет неандертальцев и «людей». В самом деле, англофоны склонны резервировать за термином «люди» только H. sapiens… Мы же используем этот термин для обозначения всех видов рода Homo.

Итак, в 2010 году вновь полученный результат теоретически изменил все представления об ископаемых останках: сапиенс и неандерталец могли скрещиваться. В таком случае палеогенетики считают, что геномы современных евразийцев содержат от 1 до 4 % ДНК неандертальцев. Уточним, что под определением «евразиец» мы понимаем вовсе не того, у кого один родитель европеец, а другой азиат, а всего лишь любого жителя Евразии, суперконтинента, образованного территориальным объединением Европы и Азии.

Благодаря этим работам, а также другим, более поздним, сегодня с точностью известно, что среди предков нынешних евразийцев числится несколько видов древних людей, среди которых есть и неандертальцы. Из этого следует, что члены основной волны сапиенсов, вышедшие из Африки примерно 70 000 лет назад, не только встретили на своем пути неандертальцев, но и смешались с ними, приобретя, таким образом, гены неандертальцев, но сохранив из них только самые полезные. Сегодня считают, что весь комплекс евразийских геномов содержит менее 30 % генома неандертальцев, что довольно много.

В 2010 году эта информация еще не была известна. Узники традиционных методик работы, палеоантропологи, с недоверием смотрели на данные, можно сказать, даже возмутительные результаты. Целых 170 лет они накапливали знания о биологии древнего человека на основании изучения костей и зубов. В 2010 году они толком еще не осознали, что в исследование и познание истории первобытного общества ворвались генетики с какими-то темными и трудно понимаемыми методиками. С таким нелегко согласиться.

К этому времени специалисты по истории первобытного общества еще не осознавали важности того, что уже происходило: благодаря развитию аппаратуры для секвенирования ДНК и возможности определения биоинформационного кода, отныне можно было изучать геномы палеолитических популяций и получать знания об их биологии. Однако палеонтологи не сразу приняли новую информацию, предоставляемую генетиками, особенно когда 22 декабря 2010 года та же команда явила неизвестную ранее человеческую ядерную ДНК, извлеченную, как они сказали, из кончика фаланги пальца, найденного в пещере, расположенной в русской части Алтайской горной системы. Невероятно!

Крошечный фрагмент косточки явно принадлежал юному существу, так как развитие кончика фаланги было очевидно не завершено. Размером примерно в один квадратный сантиметр, фрагмент предоставил достаточно генетического материала, чтобы восстановить митохондриальные и ядерные последовательности и определить пол. Сванте Паабо и Дэвид Райх уточняли, что подросток не происходил от H. erectus. Подобная констатация ошеломляла особенно, поскольку была сделана на основании одной косточки, не обладавшей выраженными специфическими признаками, достаточными для того, чтобы палеоантропологи могли связать ее с известным видом.

С такой ситуацией палеоантропологи столкнулись впервые. В первый раз новый человеческий вид – денисовец – был выделен не на основании своих ископаемых останков, а по своим генам. После опубликования митохондриальной ДНК денисовца Сванте Паабо заявил, что и сам «крайне удивлен», и предупредил, что для полной уверенности в том, что речь идет действительно о новом человеческом виде, хорошо бы подождать секвенирования ядерной ДНК. Ждать пришлось всего лишь до декабря 2010 года, когда денисовец вышел на доисторическую сцену со своим ядерным ДНК.

Следовало ли верить этому открытию? Палеогенетика только зародилась, а ее пионеры уже претендовали на открытие нового вида… благодаря умению и углубленным знаниям химии, биологии, генетики, математической статистики и информатики… Оставалось только запатентовать сообщение палеогенетиков и жить с ним – то есть либо опровергнуть его, либо подтвердить.

О месте находки, Денисовой пещере, в то время знало только небольшое число специалистов по истории первобытного общества, работавших в центральной Азии. Выдающиеся советские историки и археологи, хорошо знакомые с Алтайскими горами, вспомнили, что в пещерах, расположенных по меньшей мере в 100 км от Денисовой, находили останки неандертальцев. Итак, подросток из Денисовой пещеры принадлежал к новому виду или представлял собой, скорее, новый подвид неандертальцев? А если он действительно принадлежал к новому виду, можно ли представить себе, что неандертальцы встречались с этим видом? Что они лично общались с денисовцами?

Первой реакцией на открытие стало сомнение. Не самая малая часть палеоантропологов настаивала на крайне осторожном отношении к выводам палеогенетиков. Например, Мишель Брюне, открывший сахелантропа, Sahelanthropus, двуногого гоминида, известного под именем Тумай, жившего примерно 7 миллионов лет назад, заявил: