Родня. Жизнь, любовь, искусство и смерть неандертальцев

Наследие

Наследие тех младенцев, которые становились родителями, затем бабушками и дедушками, и так еще много раз, состоит в том, что на одну пятую — а возможно, даже наполовину — великий генетический рецепт, благодаря которому неандерталец является неандертальцем, сохранился и сегодня. Хотя в лучшем случае всего 2–3 % генома любого ныне живущего человека неандертальские, это все же значительное количество. Можно ли проследить биологические или даже психологические последствия их наличия?

Реальное количество генов, о котором мы говорим, ничтожно мало, а в ходе естественного отбора большая часть того, что приходило с каждой фазой гибридизации, безусловно, исчезла. Тем не менее гены неандертальцев (и денисовцев) составляют существенную долю небольшой «активной» части нашего генома. Кое-что из этого почти несомненно принесло нам пользу.

Это самая передовая отрасль науки, а потому современные знания о значении скрещивания для нашего тела, здоровья или даже разума пока обрывочны. Исследования, сопоставляющие неандертальские элементы в генетике индивидов с их физиологией, дали основания предполагать, что с ними связаны проблемы в системе пищеварения, инфекции мочевыделительных путей, диабет и повышенная свертываемость крови.

Очень хочется объяснить это с точки зрения теории эволюции, но ученые пока делают лишь первые шаги к пониманию того, каким образом конкретные гены функционируют в нас, не говоря уж о том, как работали их архаичные версии. Важно также не забывать, что, как и наш собственный геном, многие неандертальские гены копировались в произвольном порядке и были потенциально нейтральными по своим последствиям.

Однако в некоторых случаях унаследованные нами в итоге гены могли сыграть какую-то роль в отношениях с незнакомым евразийским миром, в который попали Homo sapiens. Без сомнения, расселявшиеся популяции сталкивались с незнакомыми патогенами — в том числе и с бактериями. Современные люди с двойной наследственностью — от неандертальцев и денисовцев, — похоже, «предпочли» неандертальскую версию некоторых генов, обеспечивающих защиту кожи от инфекций. Аналогичным образом, ген, защищающий нас от бактерий, вызывающих язву желудка, происходит и от неандертальцев, и от денисовцев, а люди с двумя неандертальскими версиями обладают повышенной сопротивляемостью.

Евразия создала и другие проблемы Homo sapiens, ведь в их распоряжении не было сотен тысячелетий на то, чтобы приспособиться к пониженному уровню УФ-излучения и сезонной темноте в зимний период. Население Восточной Азии и Европы унаследовало неандертальские версии генов кератина, ответственных за структуру волос, ногтей и кожи. Возможно, они оказались более полезными, чем формы, которые вырабатывались у нас в тропических условиях. С другой стороны, у неандертальцев была различная пигментация волос и кожи, поэтому все было не так просто. Кроме того, мы унаследовали от них гены биологических часов организма. Наверное, поэтому циркадные ритмы тесно связаны с продолжительностью дня и уровнем освещенности. Возможно, неандертальцы передали нечто такое, что позволило Homo sapiens выдерживать особенно длинные, темные зимы.

Серьезной проблемой было привыкание к холодному климату. Даже если тело защищала одежда, неандертальская генетика тоже могла нам помочь. Часть их наследственности, сохранившейся в нашем геноме, связана с метаболизмом, а следовательно, и с теплообменом. Один из генов влияет на то, каким образом жиры попадают в клетки; его современные носители подвержены более высокому риску диабета II типа. Но у охотников-собирателей он, возможно, обеспечивал регуляцию энергетического обмена и помогал выживать в условиях голода. Подобное объяснение может быть и у наличия генов, способствующих увеличению жировой массы и ответственных за пагубные привычки. Когда-то они, вероятно, помогали потреблять обеспечивающую хорошее самочувствие жирную пищу.

В больших участках нашего генома нет неандертальского вклада: возможно, стоило сохранить то, что мы уже имели на тот момент. Означает ли это, что неандертальские гены были плохи и для самих неандертальцев? В целом их ДНК не выглядит более проблематичной, но все же были распознаны некоторые факторы риска.

Один из них связан с загрязнением. Наличие очагов и даже микрочастиц угля в зубном камне неандертальцев говорит о том, что зачастую они жили в условиях задымленности. Мутация у всех современных людей делает нас в 100–1000 раз более устойчивыми к отравлениям дымом и горелой пищей. Поскольку вдыхание дыма от костра или печей с плохой вентиляцией является основной причиной смерти детей в возрасте до пяти лет во всем мире, это очень серьезная проблема.

Еще один пример возможной неполноценности неандертальских генов — фертильность. В частях нашего генома, относящихся к X- и Y-хромосомам, явно отсутствует неандертальский вклад. И как минимум у одного мальчика-неандертальца, Эль Сидрон 1, было три формы генов, которые сегодня связывают с невынашиванием эмбрионов мужского пола. На этом основании возникла гипотеза о том, что гибриды чаще были женского пола, а дети смешанного происхождения даже могли иметь генетические проблемы.

Однако в результате многолетних исследований ученые пришли к выводу о непредсказуемости поведения ДНК. Гены часто напоминают травы и специи в составе блюда, аромат которых зависит от других ингредиентов и способа приготовления. По мере продвижения исследований того, как работают гены у живых людей, мы будем узнавать все больше подробностей о неандертальской наследственности в наших организмах.

То же самое относится и к разуму. Идентификация ДНК-маркеров когнитивных различий у неандертальцев уже давно является одной из ключевых задач палеогенетики. Действительно ли случился «миг озарения», когда некая новая генетическая мутация или комбинация генов значительно увеличила склонность Homo sapiens к более формализованным художественным традициям или пышным захоронениям? Опять же, как было на самом деле, совершенно неясно. Некоторые унаследованные нами неандертальские гены участвуют в основных функциях мозга, например в регуляции энергетического обмена, но для мышления ключевой вопрос — социально выраженные различия. Современные носители конкретных неандертальских генов, возможно, чаще подвержены перепадам настроения или депрессиям, хотя со статистической точки зрения этот эффект ничтожен, и неизвестно, так же ли функционировали эти гены в прошлом.

Особый интерес представляют неандертальские версии генов, влияющих на структуру мозга. Некоторые из них, по всей видимости, ответственны за увеличение задней части черепа, наращивание объема вещества головного мозга и более интенсивную складчатость его поверхности. Если неандертальские версии сохранились у современных людей, значит, они либо не влияли на выживание гибридов и их потомства, либо действительно обеспечивали преимущество.

Другие «неандертализованные» зоны нашего мозга еще сильнее связаны с глубокими мыслительными процессами, в том числе с осмыслением последовательности движения пальцев, концептуализацией и вычислением относительного объема и количества. Внезапно выгравированные серии линий и насечек на костях приобретают гораздо большую значимость.

Что самое неожиданное, неандертальцы также вернули нам гораздо более древние формы генов, которые мы когда-то утратили. Похоже, кое-что из генетического наследства, полученного от нашего общего с неандертальцами предка, у популяции ранних Homo sapiens со временем исчезло. Частично оно вернулось в наш геном путем межвидового скрещивания, имевшего место более 100 000 лет назад. Но это возвращение вовсе не было желанным: унаследованная версия гена FOXP2 не прижилась, что свидетельствует о важности той версии, которая сформировалась у нас в процессе эволюции.

С другой стороны, при межвидовом скрещивании некоторые гены ранних Homo sapiens должны были передаться неандертальцам. Однако на данный момент у нас нет информации об этом, потому что ни один из геномов поздних неандертальцев не демонстрирует следов Homo sapiens^{18}. Этот факт подчеркивает большую значимость каждого нового генома и его лабораторных исследований, так что работа по расширению выборки продолжается.

Увеличение числа образцов генетического материала коренным образом изменило мнение о том, что неандертальцы составляли крошечную метапопуляцию. Как уже упоминалось, ряд первоначальных анализов дал основание предположить намного более низкое генетическое разнообразие, чем у современных Homo sapiens [188]. Появились теории о том, что их исчезновение обусловил инбридинг — систематическое рождение детей от близкородственных индивидов, — и даже казалось, что этому есть бесспорные подтверждения. Родителями алтайской неандерталки из Денисовой пещеры могли быть: дважды двоюродные брат и сестра (у которых все бабушки и дедушки общие), тетя с племянником, дедушки или бабушка с внуком или внучкой или даже единокровные брат с сестрой. Во многих культурах это скорее считалось бы инцестом, а не инбридингом. Дальнейший анализ ее ДНК также выявил относительно близкие (хотя и не самые тесные) отношения между ее предками на протяжении многих поколений. Признаки такой же маленькой популяции есть в Эль Сидроне: в 2019 г. был опубликован длинный перечень особенностей костей, характерных для многих индивидов с этого памятника. То же самое наблюдается в Ла-Кина, еще одном месте с большим количеством скелетов.

Почему инбридинг имеет значение? Эпизодическое спаривание между близкими родственниками не приводит к резкому увеличению рисков для здоровья, но в долгосрочном плане это может вызвать опасные мутации и усугубить такие проблемы, как слабый иммунитет. В большинстве древних и современных культур Homo sapiens существуют табу против связей с близкими родственниками, и многие виды животных, судя по всему, следуют аналогичному правилу.

Однако по мере накопления данных картина изменилась. Секвенирование с высоким покрытием генома из пещеры Виндия не выявило ни значимых маркеров инбридинга в предыдущих поколениях, ни близкого родства между родителями этого индивида. Это значит, что, если среди неандертальцев и были случаи инбридинга или даже инцеста, это не считалось нормой и скорее обусловливалось отсутствием выбора, чем предпочтениями. Геном из Виндии также показал, что не все поздние неандертальские популяции сокращались, а оценки численности ранних неандертальцев удвоятся, если выяснится, что мтДНК из Холенштайн-Штадель появилась не в результате очень древнего межвидового скрещивания с Homo sapiens.

Самые последние исследования продолжают усложнять картину. В 2020 г. чтение с высоким покрытием генома из пещеры Чагырская в Сибири не показало инбридинга между родителями индивида, хотя он происходил из столь же малочисленной группы, как и популяция жившей относительно недалеко от этого места алтайской женщины, — около 60 неандертальцев на протяжении многих поколений. Резко контрастирует с этим геном раннего Homo sapiens из Усть-Ишима, чья ДНК более разнообразна, чем у любого изученного на сегодняшний день неандертальца. Это означает, что взаимосвязанность социальных сетей Homo sapiens с самого начала могла быть совсем другой.