Леонид Вишняцкий - Неандертальцы: история несостоявшегося человечества
Отличный вид
Вообще-то, говоря о «видах» давно вымерших животных, всегда следует помнить, что мы, собственно, не знаем, были ли они действительно видами в точном смысле этого слова. Дело в том, что главным критерием биологического вида, когда речь идёт об организмах с половым размножением, считается репродуктивная изоляция. Это значит, что в норме особи, принадлежащие к разным видам, либо не могут скрещиваться между собой, либо же не способны при скрещивании давать нестерильное, т. е. способное к дальнейшему размножению потомство. Понятно, что на ископаемых материалах выполнение подобных условий проверить невозможно, и потому приходится мириться с тем, что выделяемые по черепам, а то и по одним зубам палеонтологические виды могут не совпадать с видами биологическими. Более того, нельзя исключить, что в каких-то случаях даже обладатели костей, относимых к разным родам, на самом деле не были разделены барьером репродуктивной изоляции. И наоборот: этот барьер вполне мог существовать для некоторых особей, чьи останки принято включать в один вид. Во всяком случае, среди современных животных, включая приматов, известны так называемые «виды-двойники», внешне ничем или почти ничем не отличающиеся друг от друга, но при этом не скрещивающиеся между собой.
Следовательно, будем ли мы относить неандертальцев и людей современного анатомического типа к разным видам или включать их в качестве подвидов в один вид, это не может иметь никаких последствий для решения вопроса о возможности гибридизации между ними. Я думаю, что даже если бы мы точно знали, что потенциально эти две формы были способны к скрещиванию, и между ними происходил обмен генами (скорее всего так оно и было, но подробней эта возможность обсуждается в главе 10), то и тогда их следовало бы рассматривать и обозначать как отдельные виды[69]. Ведь по многим признакам, включая качественные и метрические характеристики черепа, они различаются между собой сильнее, чем современные люди разных рас, а также гориллы, шимпанзе, павианы и макаки разных подвидов и видов[70]. Более того, у некоторых млекопитающих аналогичная степень морфологической обособленности фиксируется даже не на видовом, а на родовом уровне[71].
«Неандертальцы весьма своеобразны по строению их скелета и, особенно, по форме черепа. Если вы посмотрите на скелеты любых двух близкородственных видов ныне живущих приматов (например, чёрного и коричневого лемуров), вы обязательно обнаружите, что различия между ними намного меньше тех, что отделяют скелет типичного неандертальца от нашего собственного. Если исходить из установленных стандартов систематики млекопитающих, то ясно, что неандертальцы — это отдельный вид…» — уверен американский антрополог И. Таттерсол[72]. Эту уверенность разделяют с ним многие его коллеги.
«Если бы неандертальцы и современные люди были грызунами или антилопами, любой специалист по палеонтологии позвоночных, не колеблясь, отнёс бы их к разным палеонтологическим видам», — пишет французский исследователь Ж.-Ж. Юблэн. В реальности, однако, продолжает он, «речь идёт о людях, причём людях с очень схожими формами технических и поведенческих адаптаций. В прошлом именно это было одной из причин, побуждавших антропологов объединять тех и других в один вид»[73].
«Неандертальцы и современные люди представляют отдельные эволюционные линиджи, и морфологические различия между ними достаточно велики для того, чтобы обозначать неандертальцев как отдельный вид (Homo neanderthalensis)», — считают Х. Арсуага и другие испанские антропологи, работающие в Атапуэрке. По их мнению, которое я полностью разделяю, «это было бы уместно даже в том случае, если бы потенциально две эти формы были способны к скрещиванию и между ними происходил ограниченный обмен генами»[74].
Кроме анатомических различий и по меньшей мере полумиллиона лет самостоятельной эволюционной истории, в пользу обособленного положения неандертальцев по отношению к гомо сапиенс свидетельствуют и генетические данные. Выше мне уже приходилось несколько раз ссылаться на сведения, добытые благодаря появившейся в последние годы чудесной возможности заглянуть в ДНК давно вымерших видов. Теперь попытаюсь рассказать об этом подробней.
Ископаемые гены
Палеогенетике от роду — четверть века. Первая успешная попытка извлечь, реконструировать и проанализировать ДНК из мёртвых тканей была осуществлена в США в 1984 г., причём «тканям» этим — шкуре вымершей к тому времени разновидности зебры под названием квагга — было всего-то 140 лет. Затем пришёл черед египетских мумий и палеоиндейских скелетов возрастом в несколько тысяч лет, а сегодня вполне обычным делом стало уже изучение генов людей и животных, живших десятки тысяч лет назад. Чуть ли не каждую неделю в специальных журналах появляются статьи с новой информацией о ДНК мамонтов, шерстистых носорогов, пещерных медведей и прочих экзотических существ. С 1997 г. в число этих прочих входят и неандертальцы.
Прорыв, начало которому было положено двадцать пять лет назад, стал возможен благодаря методу, именуемому полимеразной цепной реакцией. Этот метод, изобретённый американским биохимиком К. Маллисом в 1983 г., позволяет получить неограниченное количество пригодных для анализа копий фрагментов ДНК — как современной, так и древней. Сопоставляя последовательность нуклеотидов во фрагментах ДНК, добытых из костей (или, скажем, слюны, если речь идёт о доселе здравствующих представителях животного мира) разных индивидов и/или видов, можно оценить генетическое расстояние между ними, определить, кто из сравниваемых друг другу близкая родня, а кто — седьмая вода на киселе, и даже рассчитать — пусть и очень приблизительно — время, когда жил их последний общий предок.
Всё перечисленное проделали и с ДНК неандертальцев. Результаты получились очень интересные. Однако прежде чем познакомиться с ними, нам следует, наверно, вспомнить некоторые азы биологии. Ну, хотя бы для того, чтобы у читателей, успевших несколько подзабыть школьный курс этой науки, не появилось подозрение, что их просто пытаются водить за нос с помощью непонятных слов.
Итак, ДНК. Эту аббревиатуру генетики придумали, чтобы не мучиться по сто раз на дню, выговаривая или набирая на клавиатуре компьютера слова «дезоксирибонуклеиновая кислота». Молекулы, или, точнее, макромолекулы ДНК — место хранения генетической информации, определяющей индивидуальные особенности и характер развития каждого организма и передаваемой от поколения к поколению. Каждая такая макромолекула — это цепочка, образованная двумя тяжами (нитями), спирально закрученными один относительно другого, а каждый тяж представляет собой последовательность тысяч и миллионов нуклеотидов. Эти нуклеотиды были бы похожи между собой, как близнецы, если бы не так называемые азотистые основания, входящие в их состав наряду с молекулой сахара (дезоксирибоза) и фосфата (фосфорная кислота) и представленные четырьмя разными типами. Два типа — гуанин и аденин — называются пуриновыми основаниями, а ещё два — тимин и цитозин — пиримидиновыми.
Рис. 3.14. Структура двойной спирали ДНК: Ф — фосфат, С — сахар, А — аденин, Т — тимин, Г — гуанин, Ц — цитозин
Молекулы сахара и фосфата образуют остов тяжей (нитей) ДНК, а основания находятся между тяжами и посредством слабых водородных связей соединяют между собой противолежащие нуклеотиды (рис. 3.14). При этом аденин может соединяться только с тимином, а гуанин только с цитозином. Последовательность этих парных оснований — шифр, в котором закодированы свойства белковых молекул и, в конечном счёте, свойства всего живого. Гены, т. е. сегменты ДНК, отвечающие за синтез разных белков, могут иметь длину от нескольких десятков до нескольких миллионов парных оснований.
Иногда вследствие слабости водородных связей при репликации ДНК происходят мутации, т. е. «перестановки» оснований, или, иными словами, изменения в порядке последовательности нуклеотидов. В большинстве своём такие мутации нейтральны по отношению к естественному отбору. Они не выбраковываются и не подхватываются им, поскольку не отражаются на приспособленности организмов, и благодаря этому обстоятельству скорость их накопления на молекулярном уровне в целом постоянна. Следовательно, если для истории изучаемой группы организмов имеются более или менее чёткие и надёжно датированные палеонтологические реперы (точки отсчёта), то эту скорость можно рассчитать. Например, для гоминид, а иногда и для всех обезьян вообще в качестве основы расчётов используется генетическое расстояние (т. е. количество различий в последовательности нуклеотидов в ДНК) между современными людьми и шимпанзе, эволюционные пути которых, судя по ископаемым находкам, разошлись около 6 млн. лет назад.
