Скелеты в шкафу. Драматичная эволюция человека - Таттерсаль Иэн (читать бесплатно полные книги .txt) 📗
Странный карлик с острова Флорес
Говоря о разнообразии гоминидов, нельзя не упомянуть странные окаменелости, обнаруженные в 2003 и 2004 годах в пещере Лианг-Буа на острове Флорес в Индонезии. Ни один гоминид, включая даже печально знаменитого пилтдаунского человека, до сих пор не оказывался настолько непохожим на своих собратьев. Я помню, как первый же взгляд на эту находку поверг меня в совершенное недоумение.
В слое отложений толщиной около 30 метров, скопившемся на полу Лианг-Буа, были найдены несколько окаменелых останков человека, разбросанных по слоям в возрасте от 12 до 80 тысяч лет. Самым удивительным был частично сохранившийся скелет гоминида (названный LB 1), жившего около 18 тысяч лет назад, то есть достаточно недавно, когда люди современного типа уже населяли острова Юго-Восточной Азии. Но этот скелет не был похож ни на один другой, известный науке. Несмотря на то что LB1 был взрослым мужчиной (или женщиной), его рост составлял всего три с половиной фута, а пропорции тела были крайне странными. К примеру, довольно плоская ступня была слишком длинной по отношению к ноге, строение таза напоминало кости австралопитеков, а запястья и плечи могли принадлежать либо обезьяне, либо очень древнему гоминиду. Череп тоже оказался довольно любопытным. Как и тело, он был крайне небольшим — всего 380 миллилитров, то есть меньше, чем у всех известных австралопитеков. Лицо при этом было крошечным, с небольшими легкими чертами и не выступало вперед. Моляры тоже оказались миниатюрными.
Как можно было интерпретировать это странное и такое молодое явление? Останки из Лианг-Буа напоминали австралопитеков только телосложением. С другой стороны, лишь очень мелкие (и изношенные) зубы роднили их с Homo sapiens, да и в целом со всем родом Homo. Австралийские и индонезийские ученые, описывавшие LB1, рассмотрели несколько объяснений такой странной морфологии и пришли к выводу, что перед ними «отставший в росте» потомок Homo erectus с расположенного восточнее острова Ява. В принципе, подобное объяснение могло иметь смысл. Виды, изолированные на островах, часто мельчают. В том же слое отложений, в котором были найдены останки гоминидов, ученые обнаружили кости карликовых слонов. Но ни одна черта из анатомии LB1 не указывала на родство с Homo erectus. Кроме того, даже после уменьшения люди с Флореса все равно имели бы куда более крупный мозг. Наконец, непонятно, как небольшой размер тела мог дать гоминидам преимущество на острове, который в эпоху плейстоцена кишел комодскими драконами — огромными ящерицами, которые вырастают до 10 футов в длину.
Альтернативным объяснением является патология. В духе теории о «рахитичном казаке» некоторые авторы предположили, что LB1 когда-то был Homo sapiens (или Homo erectus), страдавшим от болезни или аномалии развития, которая и изменила его анатомию подобным образом. Однако ни одно из известных человечеству заболеваний не подходит под это описание. Сами по себе кости также не имеют никаких анатомических или структурных признаков патологического развития или дегенерации. Найденная в той же пещере челюсть второго индивида и несколько разрозненных костей оказались очень похожими на LB1. Это указывает на то, что здесь несколько десятков тысяч лет обитала популяция одного вида гоминидов.
Итак, после того, как мы рассмотрели все возможные варианты, нам остается только одна очевидная версия. Популяция из Лианг-Буа происходила от эволюционной линии гоминидов, которая никогда не отличалась высоким ростом, и унаследовала анатомическое строение своих архаичных предков — настолько древних, что они могли покинуть Африку еще до появления предшественников гоминидов из Дманиси. Когда и каким образом эти первые путешественники добрались до острова Флорес, изолированного от материка даже при низком уровне моря, остается загадкой, равно как и наличие на острове простейших каменных орудий возрастом около миллиона лет. Они однозначно указывают на присутствие на острове Флорес гоминидов, но каких именно, до сих пор неизвестно.
Вероятно, самой главной загадкой во всей этой истории остается вопрос, почему ученые, описавшие LB1, решили назвать его Homo floresiensis. Раз дело было не в патологии, то он, очевидно, принадлежал к новому виду, но почти ничего в его строении не указывало на род Homo. Судя по всему, в этом случае снова сработало странное мышление палеоантропологов: если это гоминид (тут сомнений не возникает) и он не принадлежит к роду Australopithecus (что тоже очевидно), значит, остается только один вариант, каким бы натянутым он ни казался, — Homo.
Глава 10. Неандертальцы, ДНК и креативность
Молодой швед Сванте Паабо был одним из нескольких талантливых молодых молекулярных генетиков, склонных к творческой работе над геномом, которая была визитной карточкой лаборатории Алана Уилсона в Беркли. Вдохновленный полученным там опытом, в 1997 году Паабо впервые выделил ДНК из окаменелостей гоминида: небольшой фрагмент митохондриального генома, извлеченный из кости руки неандертальца из пещеры Фельдхофер. Это было удивительным техническим достижением, так как ДНК — длинная и хрупкая молекула, при жизни она нуждается в постоянном «ремонте», а после смерти быстро распадается на все более и более короткие фрагменты. Неизбежный процесс дробления замедляется в прохладных и сухих условиях, и это наряду с тем, что огромное количество копий мтДНК есть в каждой клетке, объясняет, почему в останках неандертальца еще оставалась ДНК, которую можно было извлечь. В своей недавней книге Neanderthal Man Паабо описывает продолжительную и напряженную борьбу с техническими проблемами в этой работе.
Его успех означал, что наконец стало возможным прямое сравнение генов Homo sapiens и его вымершего родственника. Фрагмент круговой молекулы мтДНК, который удалось секвенировать Паабо и его коллегам, оказался за пределами диапазона, наблюдаемого среди всех современных людей. В этой части митохондриального генома между нуклеотидами людей в среднем имеется восемь различий, а между людьми и шимпанзе — 55. Неандертальцы находятся примерно посередине — 26 различий. Более того, неандертальцы оказались генетически практически равноудалены от всех современных народов, с которыми их сравнивали, что позволяет предположить, что линии неандертальцев и современных людей в течение достаточно долгого времени развивались независимо.
После открытия способа многие группы исследователей извлекли более подробные геномы мтДНК из останков более чем 10 неандертальцев, найденных в разных уголках Европы. Результаты в целом были идентичны, однако дополнительно обнаружилось, что различия в последовательности мтДНК для людей и неандертальцев меньше, чем для любого из этих видов и шимпанзе. Это означает, что обе линии гоминидов относительно недавно преодолели генетическую «пробку». Очевидно, шимпанзе беспрепятственно накапливали мутации в мтДНК гораздо дольше, чем Homo neanderthalensis или Homo sapiens, — отчасти потому, что видообразование шимпанзе шло дольше, но, возможно, и из-за того, что они жили в менее заселенных районах.
Затем интрига усилилась. Используя новый высокопроизводительный метод секвенирования ДНК, который имитирует течение времени путем разделения ДНК на мелкие фрагменты перед повторной сборкой на компьютере, группа Паабо в 2010 году смогла извлечь большую часть генома неандертальцев из фрагментов кости, обнаруженной в хорватской пещере Виндия. В 2013 году они упрочили свою победу, добыв еще более всеобъемлющий ядерный геном из окаменелостей, найденных на Алтае, на юге Сибири. Это было ошеломляющее техническое достижение: длина ядерного генома человека составляет 3 миллиарда пар оснований, в то время как митохондриального генома — 16,500 нуклеотидов. Что еще хуже, смешение ядерной ДНК между поколениями анализировать намного сложнее, чем смешение митохондриальной ДНК. Конечный результат — огромные наборы данных, доступные человеческому сознанию только после переработки сверхмощными алгоритмами суперкомпьютеров. Эти алгоритмы, в целом очень похожие на те, что были разработаны для использования в кладистике, должны непременно основываться на различных предположениях об эволюционном процессе, которые могут казаться разумными, но не всегда непосредственно доказуемы. Тем не менее изменения в ДНК кодируют большую часть истории популяции, а также инструкции по сборке каждого индивида. Это позволило исследователям показать не только то, что некоторые неандертальцы являлись носителями аллелей, определяющих рыжий цвет волос и светлый тон кожи, но и то, что в их геноме содержался человеческий вариант гена FOXP2, ответственного (наряду с другими) за развитие речевых навыков.
