Проповеди об эволюции: похождения трёх видов людей - кто, когда, с кем и сколько раз скрещивался
До чего же смешно выглядят все эти рассуждения о "чистоте" всяких народов, династий, семейств и прочих человеческих сборищ! Ибо современный сапиенс - чистой воды метис, как бы это ни звучало! Гены тапочкой не вышибешь :-)))
Словом, последняя в этом году - но, сразу заинтригую, не последняя в курсе! - лекция Маркова была сегодня посвящена увлекательной истории становления свежей науки палеогенетики, которая и выявила нашу нечистокровность.
Начнём издалека. Откуда есть-пошло человечество, думали многие и многие антропологи много-много лет - от тех самых странников-эректусов в разных частях Евразии или таки от гейдельбергцев, сначала оставшихся в Африке, а потом тоже её покинувших?
Разумеется, был целый континуум гипотез - от строгого моноцентризма (RAO - Recent African Origin, Недавний Выход из Африки) через моноцентризм с гибридизацией, ассимиляцию к мультирегионализму в разном понимании. Спорили долго антропологи с антропологами, а порой, между прочим, встревали ещё и совершенно левые люди. Например, к таким можно отнести некоего Ричарда Ферле, не антрополога, не биолога, а...патентного адвоката (убедитесь сами), написавшего совершенно безграмотную и пропитанную настроениями а-ля "вы все дураки и не лечитесь, один я умный стою в белом пальто красивый" книжонку "Эректус бродит между нами. Покорение белой расы", якобы претендующую на звание научно-популярной. Мне как-то раз подарили этот опус, и я его прочитала от корки до корки; не буду тут изливать весь яд по её поводу, скажу только, что на одном из участков величиной в 60 страниц я нашла 10 фактических (!) ошибок - то есть ошибка каждые 6 страниц. В среднем, конечно, пореже - косяки каждые страниц 15, но суть от этого не меняется...чего стоит утверждение, что дикобразы, как и люди (кстати, ещё не всякие люди!), спариваются лицом к лицу...уважаемый автор, видимо, редко покидал пределы своей конторы и не ходил в зоопарк. Мне вот, например, довелось живьём наблюдать спаривание дикобразов в Ленинградском зоопарке. К сожалению, снять процесс я не успела. Но многие и многие посетители зоопарков по всему миру - успели! Вот образец, например. И популярная заметка на тему с умилительным рисунком. Ну и...вы же сможете отличить передний конец дикобраза от заднего?
Хватит яда и дикобразьей эротики, возвращаемся к настоящей науке.
Эту классическую картинку из не менее классической работы Темплтона можно увидеть во многих хороших научно-популярных трудах об эволюции человека - в том же "Рассказе предка" Ричарда Докинза, в двухтомнике "Эволюция человека" нашего лектора. Говорят, тогда были использованы малые выборки и ещё довольно топорные генетические методы (что немедленно напомнило мне ситуацию с - правильно, птичками, когда всю систему класса переворошили ещё не до конца отработанными методами генетики под руководством Сибли). Но в общем и целом мораль такая: всё сложно, и разные участки ДНК могут свидетельствовать о разных событиях.
Ну вот, например. Жил-был уже неоднократно в прошлой лекции упоминавшийся ген microcephalin в геноме сапиенсов. Были там всякие у него аллели, но внезапно 37 тысяч лет назад откуда-то - и до сих пор непонятно откуда! - пришёл аллель D, кой почти что вытеснил другие! Положительному отбору, значит, подвергся! И явно не от неандертальцев с денисовцами к нам пришёл (ну уж извините, забежим чуть-чуть вперёд). Загадка! Молекулярщики, вперёд!
Не только о собственно о неандертальских генах говорится в замечательной книге "Неандерталец" Сванте Пеэбо (кстати, качественно и бойко переведённой Еленой Наймарк; ох, как же редко нынче можно отыскать действительно стоящий перевод чего бы то ни было, а уж тем более - научно-популярной книги!), но и, разумеется, о том, как именно отрабатывались палеогенетические методы. И особливо рекомендую изучить как раз ту часть, в которой говорится о борьбе с проблемой загрязнения образцов современной человеческой ДНК. Белые халаты, перчатки и маски - это цветочки по сравнению с тем, какие ещё зверские правила необходимо соблюдать! Как полевику, жалко мне порой лабораторщиков :-)))
Перед прочтением ядерного генома неандертальца (митохондриальный-то чуть-чуть вытянули ещё, скажем так, в конце прошлого века) тренировались на кошках медведях да мамонтах.
И что, помимо всего прочего, удалось в неандертальских буквах ДНК прочитать? Начнём с того, что знаменитый мальчик из узбекского грота Тешик-Таш (реконструкции мальчика можно увидеть в Биологическом музее имени К.А. Тимирязева и в Дарвиновском музее) - не самый восточный неандерталец. Пещера Окладникова на Алтае - новый рекорд!
Ни "неандерталец", ни "рыжий" ("а я что, рыжий что ли?") у сапиенсов - не комплименты (по первому проезжался ещё Лем в "Звёздных дневниках Ийона Тихого", исходя, впрочем, из иного образа неандертальца). Вот только корни разные :-)))
И наконец-то Пеэбо с командой докопался до самого интригующего момента: сапиенсы таки скрещивались с неандертальцами!
Немало есть на YouTube видюшек, где он об этом открытии рассказывает, но конкретно в этом есть забавное лирическое отступление о реакции тёмной невежественной публики на всё это (с 26:40). Сванте рассказывает, что после публикации статьи стало приходить множество писем, в которых люди писали, что они - самые настоящие неандертальцы! Писали главным образом мужчины. Но потом Сванте покопался ещё и обнаружил (и подсчитал, как и емейлы предыдущей категории) письма от женщин, которые утверждали, что они замужем за неандертальцами...:-)))
Теперь тонкий научный момент: что такое покрытие. Каждый отсеквенированный фрагмент ДНК прочитывается не один, а несколько (и лучше - много) раз, чтобы уж точно знать, где какой нуклеотид, не произошло ли ошибки в процессе считывания. Вот это количество чтений каждого фрагмента, по сути, и является показателем глубины покрытия.
Кстати, к слову: ежели кому интересно (особенно тому, кто больше меня разбирается :-))) перед вами - далеко не молекулярщик) - откопалась целая презентация о всяческих современных методах секвенирования геномов.
Самое главное, на что шёл отбор у сапиенсов уже во время существования неандертальцев - это всякое, связанное с работой мозга. К этому ещё неоднократно вернёмся. Остальное имеет отношение в основном к коже и обмену веществ. Ну, ещё есть RUNX2, завязанный на костях (процессах окостенения даже) и зубах. Но есть и занятный момент с геном SPAG17. Помимо всего прочего (а это "прочее" относится главным образом к работе ресничек мерцательного эпителия, расположенного, например, в дыхательных путях), влияет он на движение жгутика сперматозоида (логично, всё туда же!). И вспомнилась мне в связи с этим работа - не о том же самом, но близко - где сравнивали длину сперматозоидов у разных популяций московок. Вкратце суть - возможно, более длинные и подвижные сперматозоиды могут указывать на большую частоту спариваний вне пары у одних популяций в сравнении с другими. И вот шутливая минутка отсебятины: тут, конечно, не прямая аналогия, но...вдруг положительный отбор, действовавший на ген SPAG17, каким-то макаром повлиял на склонность сапиенсов скрещиваться со всеми, кто попадался на их пути? :-))) Шутка, повторяю ещё раз. Неандертальцы и денисовцы, у которых ген этот не несёт следов сильного отбора, тоже замечательно сами по себе изменяли представителям своих видов, и притом...нет, спойлера не будет.
Минутка отсебятины уже без шуток. А может, это дело как-то повлияло на плодовитость сапиенсов?
Объяснение того, как обнаружили "продвинутые" аллели у сапиенсов. Если мы встречаем какой-то аллель (скажем, А) у неандертальца (Н) и шимпанзе (Ш), а у сапиенса (С) в этом месте стоит что-то другое (скажем, Ц) - можно предположить, что вариант А является примитивным (предковым), а на Ц сменился уже в конкретно сапиентной линии.
Картинка похожая, но суть другая. Брали один и тот же участок ДНК у такой четвёрки: шимпанзе, неандерталец и два сапиенса из разных популяций. Если у одного из этих сапиенсов обнаруживался примитивный (читайте - шимпанзиный) аллель, а у другого - "продвинутый" (читайте - неандертальский), значит, этот другой сапиенс несёт в геноме следы скрещивания с неандертальцами.
Знаменитая Денисова пещера, разрытая чуть ли не вдоль и поперёк, но всё равно постоянно подбрасывающая новые открытия.
И даже то, что известно уже сравнительно давно, не проливает больше света :-))) То ли плавный переход от среднего палеолита, то ли смена самых разных жителей пещеры, то ли вообще артефакт...
А уж чего стоит тот самый денисовский человек, от которого на данный момент нам досталось всего-то зубы да фаланга мизинца! Кто он - непонятно до сих пор. Хотели было новый вид описать, но потом подумали и решили, что пока ещё слишком мало материала. Хотя вроде бы это действительно вид, стоящий чуть ближе к неандертальцам, чем к нам с вами.
А что до "левой" мтДНК, так существует такая вещь, красиво называющаяся "интрогрессией" (позвольте покаяться: почему-то этот термин прошёл мимо меня, только на лекции и узнала :-))). Суть в том, что скрестились как-то раз представители двух видов, а их потомки скрестились, так сказать, "обратно" с одним родительским видом или с обоими. Ну и в итоге остаётся в "исходном" генофонде вида примесь совершенно чужеродных генов.
Ядерный геном - вещь более надёжная. И то - в него тоже могут встраиваться фрагменты мтДНК! Но что занимательно, всё-таки отличить эти фрагменты можно, потому что мутируют они быстрее, чем ядерные. Кстати, если припомнить, что митохондрии - это, вообще-то, бактерии, давным-давно пришедшие в эукариотические клетки, становится ещё интереснее, ибо у бактерий, напомню, темпы мутагенеза ниже, чем у эукариот! Ну, конечно, митохондрия - это уже не та самая бактерия, она уже многократно, ясно дело, изменилась. Видимо - минутка отсебятины - в этом и дело. А может - что более вероятно - я упускаю какую-то важную деталь в рассуждении.
И с денисовцами сапиенсы тоже скрещивались!
Короче говоря, благодаря палеогенетике моноцентристы помирились с мультирегионалистами. (Дайте Сванте Пеэбо Нобелевскую премию мира! :-))) Да, человечество вышло из Африки, но по пути погибридизовалось со всеми, кого встретило.
Проблемы с австралийскими аборигенами не всегда сводятся к табу и прочей аборигенской байде ( как было с теми людьми озера Мунго). Дело в том, что чистых аборигенов уж не осталось - все с европейцами поскрещивались! Но доблестные авторы всё-таки сумели добыть образец истинно аборигенной ДНК из волос некоего товарища, жившего в начале XX века. И обнаружилось, что раз прошли через Азию сапиенсы в Австралию и Новую Гвинею. А потом были ещё азиатские странники, которые по пути, видно, поскрещивались с теми первыми, и дали начало современным азиатам.
А всё потому, что традиционные методы датировки для материала из Денисовой пещеры себя не оправдали. Вот и пришлось выкручиваться с помощью "молекулярных часов" (суть скорости мутагенеза; и снова рекомендую для уяснения основного принципа действия "молекулярных часов" популяцию марковских мюмзиков (Stagnalibestia markovi) из книги "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий"; латинское название выдумано мной, в оригинале не даётся :-))). Родовое название должно означать "прудовой зверь", и, возможно, я там немножко грамматически неправильно совместила основы слов, ибо преподавать латинский язык биологам - в отличие от ветеринаров - у нас в академии начали совсем недавно, и мы остались в пролёте...)
А если вы думаете, что скрещивание с неандертальцами и денисовцами произошло как-то раз, и на этом всё...если бы! Если бы всё так запутанно не было! :-)))
Бедные мужчины - если на X-хромосоме возникают конфликты, то обладатели только одной такой хромосомы страдают первыми! Вторая-то хромосома может содержать нормальные варианты, которые могут компенсировать конфликт...
И поскольку денисовцы были малочисленны, в их популяции генетический дрейф отрывался как мог: ведь в маленькой популяции отбор плохо "видит" слабовредные мутации и "пропускает" их.
Необязательно быть приуроченным к особо тропическим регионам планеты, чтобы быть темнокожим и темноволосым! :-))) Широта местонахождения Денисовой пещеры - 51 градус северной широты. Для сравнения: Москва - 55 градусов.
И вот снова о том, что у сапиенсов всячески эволюционировал мозг (не только он, но в основном вещи, связанные именно с его работой). Похоже, мы с соседями-неандертальцами и денисовцами думали очень по-разному, могли и не найти общего языка, настолько были непохожие мозги! (Что, тем не менее, скрещиваться не мешало...)
Уже упоминалось, но теперь поподробнее. Тот самый странный гаплотип мтДНК у гейдельбергских людей, породнивший их с денисовцами...
...так и остался странным гаплотипом мтДНК (похоже - как будет показано дальше - пришедшей ещё от какого-то неведомого гоминида!). Ядерная часть генома таки расставила если не всё, то многое по своим местам.
Немножко о механизмах изоляции: постзиготическая изоляция, формирующаяся автоматически просто вследствие того, что представители двух популяций не встречаются, снижает жизнеспособность гибридного потомства. А в дальнейшем это может способствовать возникновению презиготической изоляции, той, что просто не даст скрещиваться с чужим видом (ибо зачем, потомство-то хилое получается!).
В данном случае до презиготической изоляции не дошло, но постзиготическая уже была. А то, что она растёт по параболе, то есть число несовместимых аллелей растёт пропорционально квадрату времени, которое прошло с момента разделения популяций, было наглядно показано на дрозофилах и томатах (вот обзор).
O tempora! O mores!
А что, простите, бедным неандертальцам было ещё делать, когда их было ну прямо очень мало?
Нет, один вариант был, но о нём попозже :-)))
Конечно, не всё, что пришло к нам от неандертальцев, оказалось сплошь вредным и ушло. Была и польза!
И денисовцы тоже кое-где помогли. Вирусов в холодной Евразии было, конечно, не так много, как в Африке, но к тем, что были, неплохо повысить устойчивость.
Главный комплекс гистосовместимости - как бы ни звучало это название - это участок генома, отвечающий за "узнавание" своих и чужих на клеточном уровне. Это вкратце суть, здесь поподробнее.
Вот только то, что нужно было в древности, ныне может быть невыгодно! Сильный иммунитет хорош тогда, когда есть с чем бороться (даже городская ежевесенняя и ежеосенняя вирусятина (которую ваш покорный слуга нередко поддерживает) - ничто по сравнению с тем, что можно подцепить в диких условиях!). И, естественно, запасать жир хорошо, когда пищи немного вокруг...
Вот та самая обстоятельная работа.
Насчёт освещения вспомнились две вещи. Первая - орнитологическая (естественно, внимание, орнитоцентризм!): искусственное освещение в городах, что некоторых удивляет, повышает порог освещённости, необходимой для пробуждения: об этом упомянул ещё Клауснитцер в "Экологии городской фауны", и подтвердилось ещё раз это относительно недавно. Вторая всплывшая в памяти вещь: странные наушники, которые светят...в слуховой проход. Производители утверждают, что так свет поступает прямо к мозгу, да ещё и в самые нужные его участки...а теперь внимание, вопрос: а как они это себе представляют при, вообще-то, таком строении головы человека? (Писк, минута на обсуждение).
Хотела было в шутку вспомнить про подорожник, как бы универсальное средство от всякой раны, но потом вспомнила: а суровой ледниковой зимой и впрямь было нечем кровь остановить!
А сейчас имеем всякие тромбозы. Спасибо, вашу перекись, неандертальцы!
Конечно, неандертальцы не курили! Но как-то влиял их аллель на мозг - а раз на мозг, то почти что отбраковался - и притом так, что теперь некоторые курить не могут бросить...
Видимо, загадочные денисовцы были хорошо приспособлены к недостатку кислорода в горах, ибо их аллель помог тибетцам!
Собственно, в древнем Тибете какие-то люди - и может быть, даже собственно денисовцы! - уже давно жили. Жаль, пока костей там не нашли - только орудия!
Работа из будущего (опубликуют в журнале в следующем году) :-))) Немало говорилось об уникальной для сапиенсов округлой форме мозга. Выходит дело, форма действительно влияет на содержание! Точнее, развитие сапиентной формы связано с нейрогенезом и формированием миелиновой оболочки аксонов (отростков, передающих сигнал от нервной клетки) нейронов.
И даже эта картина безудержной гибридизации всех со всеми - это ещё не всё!
Некоторые из этих стрелочек, не упоминавшихся ранее, скоро разберём поосновательнее.
Самое интригующее - это, на мой взгляд, тот самый странный никому пока не известный гоминид, который наследил - как оказывается - не только в мтДНК гейдельбергцев и денисовцев, но и у нас с неадертальцами, и всё по той же схеме встраивания митохондриалки в ядерный геном!
Ладно бы уже эти банальные дополнительные скрещивания европейских и азиатских сапиенсов с неандертальцами! А вот то, что некоторые из - казалось бы! - чистых сапиенсов, африканцев, когда-то скрестились ещё не пойми с кем (по выражению Александра Владимировича, с какими-то "африканскими лешими") - вот это интересно! Кто эти "лешие"? Да леший его знает! (После лекции была высказана интересная мысль: а вдруг это наледи? Что ж, прочтут геном наледи - посмотрим! Почему нет?)
Ещё обобщение на тему того, что именно мы взяли от соседей-неандертальцев и денисовцев. Всё, что не мешало думать! :-)))
Дальше - больше скандалов интриг расследований. Малочисленны-то малочисленны были денисовцы, да вот популяциями были представлены разными!
Вот это вообще респект и уважуха. Буквально из крошек костей, из жалких кусочков, команда Пеэбо смогла вытащить не то что человека, ладно бы опять денисовца или неандертальца...так гибрида! И более того, отец женщины сам был нечистокровным денисовцем! И мать-неандерталка была не из той же самой популяции, что наследила в геноме отца!
Кстати, о коллагене. Тут использовался совсем новый метод, и к тому же, призванный просто идентифицировать каждую костную крошку до отряда, но в принципе по коллагену уже много чего смотрят именно эволюционного. Сразу вспомнилась работа, в которой было подтверждено родство тираннозавров с птицами, а мастодонтов - со слонами.
В самой работе можно полюбоваться на мельчайшие детали :-)))
И да, ещё о нечистокровности денисовцев: та самая девочка, с фаланги мизинца которой всё, считайте, и началось - тоже нечистокровная денисовка, и её предки скрещивались с неандертальцами!
Неужто существовали чистые неандертальцы, не осквернившие себя контактом с сапиенсами? :-))) Правда, от вымирания их это как-то не спасло...
И мораль всей истории. Вышедшие из Африки сапиенсы, цитирую Александра Владимировича, - "это были люди, морально и физически готовые к верхнепалеолитической революции". Они буквально поимели остальное евразийское человечество и вогнали его впоследствии во гроб...но что именно к этому привело? Хоть бы кто знал! Поживём - увидим!
Ну а теперь - (голосом профессора Фарнсворта из "Футурамы") - хорошие новости! Курс "Эволюция человека" вовсе не заканчивается: финиш назначен на 6 февраля, и это будет та самая обещанная Александром Владимировичем лекция о результатах моделирования сопряжённой биологической и культурной эволюции!
(Знаете, эта ситуация с перерывом в курсе перед самой развязкой вызвала у меня одну весьма и весьма биологическую ассоциацию. У некоторых млекопитающих, например, у ластоногих, существует такое явление - эмбриональная диапауза. После встречи с самцом (летом) и последующего оплодотворения самка задерживает прикрепление зиготы к стенке матки до поздней осени, чтобы детёныш родился уже следующим летом, а не посреди зимы. Ну и вот...)
А ещё Александр Владимирович прочтёт 23 января лекцию об открытиях в эволюционной биологии 2018 года. Ставьте крестик в календаре и бегом в "АРХЭ" уже в следующем году, но тоже в среду вечером!
Словом, последняя в этом году - но, сразу заинтригую, не последняя в курсе! - лекция Маркова была сегодня посвящена увлекательной истории становления свежей науки палеогенетики, которая и выявила нашу нечистокровность.
Начнём издалека. Откуда есть-пошло человечество, думали многие и многие антропологи много-много лет - от тех самых странников-эректусов в разных частях Евразии или таки от гейдельбергцев, сначала оставшихся в Африке, а потом тоже её покинувших?
Разумеется, был целый континуум гипотез - от строгого моноцентризма (RAO - Recent African Origin, Недавний Выход из Африки) через моноцентризм с гибридизацией, ассимиляцию к мультирегионализму в разном понимании. Спорили долго антропологи с антропологами, а порой, между прочим, встревали ещё и совершенно левые люди. Например, к таким можно отнести некоего Ричарда Ферле, не антрополога, не биолога, а...патентного адвоката (убедитесь сами), написавшего совершенно безграмотную и пропитанную настроениями а-ля "вы все дураки и не лечитесь, один я умный стою в белом пальто красивый" книжонку "Эректус бродит между нами. Покорение белой расы", якобы претендующую на звание научно-популярной. Мне как-то раз подарили этот опус, и я его прочитала от корки до корки; не буду тут изливать весь яд по её поводу, скажу только, что на одном из участков величиной в 60 страниц я нашла 10 фактических (!) ошибок - то есть ошибка каждые 6 страниц. В среднем, конечно, пореже - косяки каждые страниц 15, но суть от этого не меняется...чего стоит утверждение, что дикобразы, как и люди (кстати, ещё не всякие люди!), спариваются лицом к лицу...уважаемый автор, видимо, редко покидал пределы своей конторы и не ходил в зоопарк. Мне вот, например, довелось живьём наблюдать спаривание дикобразов в Ленинградском зоопарке. К сожалению, снять процесс я не успела. Но многие и многие посетители зоопарков по всему миру - успели! Вот образец, например. И популярная заметка на тему с умилительным рисунком. Ну и...вы же сможете отличить передний конец дикобраза от заднего?
Хватит яда и дикобразьей эротики, возвращаемся к настоящей науке.
Эту классическую картинку из не менее классической работы Темплтона можно увидеть во многих хороших научно-популярных трудах об эволюции человека - в том же "Рассказе предка" Ричарда Докинза, в двухтомнике "Эволюция человека" нашего лектора. Говорят, тогда были использованы малые выборки и ещё довольно топорные генетические методы (что немедленно напомнило мне ситуацию с - правильно, птичками, когда всю систему класса переворошили ещё не до конца отработанными методами генетики под руководством Сибли). Но в общем и целом мораль такая: всё сложно, и разные участки ДНК могут свидетельствовать о разных событиях.
Ну вот, например. Жил-был уже неоднократно в прошлой лекции упоминавшийся ген microcephalin в геноме сапиенсов. Были там всякие у него аллели, но внезапно 37 тысяч лет назад откуда-то - и до сих пор непонятно откуда! - пришёл аллель D, кой почти что вытеснил другие! Положительному отбору, значит, подвергся! И явно не от неандертальцев с денисовцами к нам пришёл (ну уж извините, забежим чуть-чуть вперёд). Загадка! Молекулярщики, вперёд!
Не только о собственно о неандертальских генах говорится в замечательной книге "Неандерталец" Сванте Пеэбо (кстати, качественно и бойко переведённой Еленой Наймарк; ох, как же редко нынче можно отыскать действительно стоящий перевод чего бы то ни было, а уж тем более - научно-популярной книги!), но и, разумеется, о том, как именно отрабатывались палеогенетические методы. И особливо рекомендую изучить как раз ту часть, в которой говорится о борьбе с проблемой загрязнения образцов современной человеческой ДНК. Белые халаты, перчатки и маски - это цветочки по сравнению с тем, какие ещё зверские правила необходимо соблюдать! Как полевику, жалко мне порой лабораторщиков :-)))
Перед прочтением ядерного генома неандертальца (митохондриальный-то чуть-чуть вытянули ещё, скажем так, в конце прошлого века) тренировались на кошках медведях да мамонтах.
И что, помимо всего прочего, удалось в неандертальских буквах ДНК прочитать? Начнём с того, что знаменитый мальчик из узбекского грота Тешик-Таш (реконструкции мальчика можно увидеть в Биологическом музее имени К.А. Тимирязева и в Дарвиновском музее) - не самый восточный неандерталец. Пещера Окладникова на Алтае - новый рекорд!
Ни "неандерталец", ни "рыжий" ("а я что, рыжий что ли?") у сапиенсов - не комплименты (по первому проезжался ещё Лем в "Звёздных дневниках Ийона Тихого", исходя, впрочем, из иного образа неандертальца). Вот только корни разные :-)))
И наконец-то Пеэбо с командой докопался до самого интригующего момента: сапиенсы таки скрещивались с неандертальцами!
Немало есть на YouTube видюшек, где он об этом открытии рассказывает, но конкретно в этом есть забавное лирическое отступление о реакции тёмной невежественной публики на всё это (с 26:40). Сванте рассказывает, что после публикации статьи стало приходить множество писем, в которых люди писали, что они - самые настоящие неандертальцы! Писали главным образом мужчины. Но потом Сванте покопался ещё и обнаружил (и подсчитал, как и емейлы предыдущей категории) письма от женщин, которые утверждали, что они замужем за неандертальцами...:-)))
Теперь тонкий научный момент: что такое покрытие. Каждый отсеквенированный фрагмент ДНК прочитывается не один, а несколько (и лучше - много) раз, чтобы уж точно знать, где какой нуклеотид, не произошло ли ошибки в процессе считывания. Вот это количество чтений каждого фрагмента, по сути, и является показателем глубины покрытия.
Кстати, к слову: ежели кому интересно (особенно тому, кто больше меня разбирается :-))) перед вами - далеко не молекулярщик) - откопалась целая презентация о всяческих современных методах секвенирования геномов.
Самое главное, на что шёл отбор у сапиенсов уже во время существования неандертальцев - это всякое, связанное с работой мозга. К этому ещё неоднократно вернёмся. Остальное имеет отношение в основном к коже и обмену веществ. Ну, ещё есть RUNX2, завязанный на костях (процессах окостенения даже) и зубах. Но есть и занятный момент с геном SPAG17. Помимо всего прочего (а это "прочее" относится главным образом к работе ресничек мерцательного эпителия, расположенного, например, в дыхательных путях), влияет он на движение жгутика сперматозоида (логично, всё туда же!). И вспомнилась мне в связи с этим работа - не о том же самом, но близко - где сравнивали длину сперматозоидов у разных популяций московок. Вкратце суть - возможно, более длинные и подвижные сперматозоиды могут указывать на большую частоту спариваний вне пары у одних популяций в сравнении с другими. И вот шутливая минутка отсебятины: тут, конечно, не прямая аналогия, но...вдруг положительный отбор, действовавший на ген SPAG17, каким-то макаром повлиял на склонность сапиенсов скрещиваться со всеми, кто попадался на их пути? :-))) Шутка, повторяю ещё раз. Неандертальцы и денисовцы, у которых ген этот не несёт следов сильного отбора, тоже замечательно сами по себе изменяли представителям своих видов, и притом...нет, спойлера не будет.
Минутка отсебятины уже без шуток. А может, это дело как-то повлияло на плодовитость сапиенсов?
Объяснение того, как обнаружили "продвинутые" аллели у сапиенсов. Если мы встречаем какой-то аллель (скажем, А) у неандертальца (Н) и шимпанзе (Ш), а у сапиенса (С) в этом месте стоит что-то другое (скажем, Ц) - можно предположить, что вариант А является примитивным (предковым), а на Ц сменился уже в конкретно сапиентной линии.
Картинка похожая, но суть другая. Брали один и тот же участок ДНК у такой четвёрки: шимпанзе, неандерталец и два сапиенса из разных популяций. Если у одного из этих сапиенсов обнаруживался примитивный (читайте - шимпанзиный) аллель, а у другого - "продвинутый" (читайте - неандертальский), значит, этот другой сапиенс несёт в геноме следы скрещивания с неандертальцами.
Знаменитая Денисова пещера, разрытая чуть ли не вдоль и поперёк, но всё равно постоянно подбрасывающая новые открытия.
И даже то, что известно уже сравнительно давно, не проливает больше света :-))) То ли плавный переход от среднего палеолита, то ли смена самых разных жителей пещеры, то ли вообще артефакт...
А уж чего стоит тот самый денисовский человек, от которого на данный момент нам досталось всего-то зубы да фаланга мизинца! Кто он - непонятно до сих пор. Хотели было новый вид описать, но потом подумали и решили, что пока ещё слишком мало материала. Хотя вроде бы это действительно вид, стоящий чуть ближе к неандертальцам, чем к нам с вами.
А что до "левой" мтДНК, так существует такая вещь, красиво называющаяся "интрогрессией" (позвольте покаяться: почему-то этот термин прошёл мимо меня, только на лекции и узнала :-))). Суть в том, что скрестились как-то раз представители двух видов, а их потомки скрестились, так сказать, "обратно" с одним родительским видом или с обоими. Ну и в итоге остаётся в "исходном" генофонде вида примесь совершенно чужеродных генов.
Ядерный геном - вещь более надёжная. И то - в него тоже могут встраиваться фрагменты мтДНК! Но что занимательно, всё-таки отличить эти фрагменты можно, потому что мутируют они быстрее, чем ядерные. Кстати, если припомнить, что митохондрии - это, вообще-то, бактерии, давным-давно пришедшие в эукариотические клетки, становится ещё интереснее, ибо у бактерий, напомню, темпы мутагенеза ниже, чем у эукариот! Ну, конечно, митохондрия - это уже не та самая бактерия, она уже многократно, ясно дело, изменилась. Видимо - минутка отсебятины - в этом и дело. А может - что более вероятно - я упускаю какую-то важную деталь в рассуждении.
И с денисовцами сапиенсы тоже скрещивались!
Короче говоря, благодаря палеогенетике моноцентристы помирились с мультирегионалистами. (Дайте Сванте Пеэбо Нобелевскую премию мира! :-))) Да, человечество вышло из Африки, но по пути погибридизовалось со всеми, кого встретило.
Проблемы с австралийскими аборигенами не всегда сводятся к табу и прочей аборигенской байде ( как было с теми людьми озера Мунго). Дело в том, что чистых аборигенов уж не осталось - все с европейцами поскрещивались! Но доблестные авторы всё-таки сумели добыть образец истинно аборигенной ДНК из волос некоего товарища, жившего в начале XX века. И обнаружилось, что раз прошли через Азию сапиенсы в Австралию и Новую Гвинею. А потом были ещё азиатские странники, которые по пути, видно, поскрещивались с теми первыми, и дали начало современным азиатам.
А всё потому, что традиционные методы датировки для материала из Денисовой пещеры себя не оправдали. Вот и пришлось выкручиваться с помощью "молекулярных часов" (суть скорости мутагенеза; и снова рекомендую для уяснения основного принципа действия "молекулярных часов" популяцию марковских мюмзиков (Stagnalibestia markovi) из книги "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий"; латинское название выдумано мной, в оригинале не даётся :-))). Родовое название должно означать "прудовой зверь", и, возможно, я там немножко грамматически неправильно совместила основы слов, ибо преподавать латинский язык биологам - в отличие от ветеринаров - у нас в академии начали совсем недавно, и мы остались в пролёте...)
А если вы думаете, что скрещивание с неандертальцами и денисовцами произошло как-то раз, и на этом всё...если бы! Если бы всё так запутанно не было! :-)))
Бедные мужчины - если на X-хромосоме возникают конфликты, то обладатели только одной такой хромосомы страдают первыми! Вторая-то хромосома может содержать нормальные варианты, которые могут компенсировать конфликт...
И поскольку денисовцы были малочисленны, в их популяции генетический дрейф отрывался как мог: ведь в маленькой популяции отбор плохо "видит" слабовредные мутации и "пропускает" их.
Необязательно быть приуроченным к особо тропическим регионам планеты, чтобы быть темнокожим и темноволосым! :-))) Широта местонахождения Денисовой пещеры - 51 градус северной широты. Для сравнения: Москва - 55 градусов.
И вот снова о том, что у сапиенсов всячески эволюционировал мозг (не только он, но в основном вещи, связанные именно с его работой). Похоже, мы с соседями-неандертальцами и денисовцами думали очень по-разному, могли и не найти общего языка, настолько были непохожие мозги! (Что, тем не менее, скрещиваться не мешало...)
Уже упоминалось, но теперь поподробнее. Тот самый странный гаплотип мтДНК у гейдельбергских людей, породнивший их с денисовцами...
...так и остался странным гаплотипом мтДНК (похоже - как будет показано дальше - пришедшей ещё от какого-то неведомого гоминида!). Ядерная часть генома таки расставила если не всё, то многое по своим местам.
Немножко о механизмах изоляции: постзиготическая изоляция, формирующаяся автоматически просто вследствие того, что представители двух популяций не встречаются, снижает жизнеспособность гибридного потомства. А в дальнейшем это может способствовать возникновению презиготической изоляции, той, что просто не даст скрещиваться с чужим видом (ибо зачем, потомство-то хилое получается!).
В данном случае до презиготической изоляции не дошло, но постзиготическая уже была. А то, что она растёт по параболе, то есть число несовместимых аллелей растёт пропорционально квадрату времени, которое прошло с момента разделения популяций, было наглядно показано на дрозофилах и томатах (вот обзор).
O tempora! O mores!
А что, простите, бедным неандертальцам было ещё делать, когда их было ну прямо очень мало?
Нет, один вариант был, но о нём попозже :-)))
Конечно, не всё, что пришло к нам от неандертальцев, оказалось сплошь вредным и ушло. Была и польза!
И денисовцы тоже кое-где помогли. Вирусов в холодной Евразии было, конечно, не так много, как в Африке, но к тем, что были, неплохо повысить устойчивость.
Главный комплекс гистосовместимости - как бы ни звучало это название - это участок генома, отвечающий за "узнавание" своих и чужих на клеточном уровне. Это вкратце суть, здесь поподробнее.
Вот только то, что нужно было в древности, ныне может быть невыгодно! Сильный иммунитет хорош тогда, когда есть с чем бороться (даже городская ежевесенняя и ежеосенняя вирусятина (которую ваш покорный слуга нередко поддерживает) - ничто по сравнению с тем, что можно подцепить в диких условиях!). И, естественно, запасать жир хорошо, когда пищи немного вокруг...
Вот та самая обстоятельная работа.
Насчёт освещения вспомнились две вещи. Первая - орнитологическая (естественно, внимание, орнитоцентризм!): искусственное освещение в городах, что некоторых удивляет, повышает порог освещённости, необходимой для пробуждения: об этом упомянул ещё Клауснитцер в "Экологии городской фауны", и подтвердилось ещё раз это относительно недавно. Вторая всплывшая в памяти вещь: странные наушники, которые светят...в слуховой проход. Производители утверждают, что так свет поступает прямо к мозгу, да ещё и в самые нужные его участки...а теперь внимание, вопрос: а как они это себе представляют при, вообще-то, таком строении головы человека? (Писк, минута на обсуждение).
Хотела было в шутку вспомнить про подорожник, как бы универсальное средство от всякой раны, но потом вспомнила: а суровой ледниковой зимой и впрямь было нечем кровь остановить!
А сейчас имеем всякие тромбозы. Спасибо, вашу перекись, неандертальцы!
Конечно, неандертальцы не курили! Но как-то влиял их аллель на мозг - а раз на мозг, то почти что отбраковался - и притом так, что теперь некоторые курить не могут бросить...
Видимо, загадочные денисовцы были хорошо приспособлены к недостатку кислорода в горах, ибо их аллель помог тибетцам!
Собственно, в древнем Тибете какие-то люди - и может быть, даже собственно денисовцы! - уже давно жили. Жаль, пока костей там не нашли - только орудия!
Работа из будущего (опубликуют в журнале в следующем году) :-))) Немало говорилось об уникальной для сапиенсов округлой форме мозга. Выходит дело, форма действительно влияет на содержание! Точнее, развитие сапиентной формы связано с нейрогенезом и формированием миелиновой оболочки аксонов (отростков, передающих сигнал от нервной клетки) нейронов.
И даже эта картина безудержной гибридизации всех со всеми - это ещё не всё!
Некоторые из этих стрелочек, не упоминавшихся ранее, скоро разберём поосновательнее.
Самое интригующее - это, на мой взгляд, тот самый странный никому пока не известный гоминид, который наследил - как оказывается - не только в мтДНК гейдельбергцев и денисовцев, но и у нас с неадертальцами, и всё по той же схеме встраивания митохондриалки в ядерный геном!
Ладно бы уже эти банальные дополнительные скрещивания европейских и азиатских сапиенсов с неандертальцами! А вот то, что некоторые из - казалось бы! - чистых сапиенсов, африканцев, когда-то скрестились ещё не пойми с кем (по выражению Александра Владимировича, с какими-то "африканскими лешими") - вот это интересно! Кто эти "лешие"? Да леший его знает! (После лекции была высказана интересная мысль: а вдруг это наледи? Что ж, прочтут геном наледи - посмотрим! Почему нет?)
Ещё обобщение на тему того, что именно мы взяли от соседей-неандертальцев и денисовцев. Всё, что не мешало думать! :-)))
Дальше - больше скандалов интриг расследований. Малочисленны-то малочисленны были денисовцы, да вот популяциями были представлены разными!
Вот это вообще респект и уважуха. Буквально из крошек костей, из жалких кусочков, команда Пеэбо смогла вытащить не то что человека, ладно бы опять денисовца или неандертальца...так гибрида! И более того, отец женщины сам был нечистокровным денисовцем! И мать-неандерталка была не из той же самой популяции, что наследила в геноме отца!
Кстати, о коллагене. Тут использовался совсем новый метод, и к тому же, призванный просто идентифицировать каждую костную крошку до отряда, но в принципе по коллагену уже много чего смотрят именно эволюционного. Сразу вспомнилась работа, в которой было подтверждено родство тираннозавров с птицами, а мастодонтов - со слонами.
В самой работе можно полюбоваться на мельчайшие детали :-)))
И да, ещё о нечистокровности денисовцев: та самая девочка, с фаланги мизинца которой всё, считайте, и началось - тоже нечистокровная денисовка, и её предки скрещивались с неандертальцами!
Неужто существовали чистые неандертальцы, не осквернившие себя контактом с сапиенсами? :-))) Правда, от вымирания их это как-то не спасло...
И мораль всей истории. Вышедшие из Африки сапиенсы, цитирую Александра Владимировича, - "это были люди, морально и физически готовые к верхнепалеолитической революции". Они буквально поимели остальное евразийское человечество и вогнали его впоследствии во гроб...но что именно к этому привело? Хоть бы кто знал! Поживём - увидим!
Ну а теперь - (голосом профессора Фарнсворта из "Футурамы") - хорошие новости! Курс "Эволюция человека" вовсе не заканчивается: финиш назначен на 6 февраля, и это будет та самая обещанная Александром Владимировичем лекция о результатах моделирования сопряжённой биологической и культурной эволюции!
(Знаете, эта ситуация с перерывом в курсе перед самой развязкой вызвала у меня одну весьма и весьма биологическую ассоциацию. У некоторых млекопитающих, например, у ластоногих, существует такое явление - эмбриональная диапауза. После встречи с самцом (летом) и последующего оплодотворения самка задерживает прикрепление зиготы к стенке матки до поздней осени, чтобы детёныш родился уже следующим летом, а не посреди зимы. Ну и вот...)
А ещё Александр Владимирович прочтёт 23 января лекцию об открытиях в эволюционной биологии 2018 года. Ставьте крестик в календаре и бегом в "АРХЭ" уже в следующем году, но тоже в среду вечером!