Естественный отбор: почему в современном человеке так мало неандертальца

Межвидовые взаимоотношения

Попытки расшифровать (секвенировать) геном неандертальцев предпринимались с 2006 года. Тогда международная группа учёных решила поставить точку в дискуссионном вопросе о «браках» между неандертальцами и людьми разумными. К 2010 году кропотливая работа, потребовавшая привлечения новейших технологий и методов, была завершена. Научная общественность получила генетические доказательства того, во что верили не все: неандертальцы и предки современных людей создавали семейные союзы и имели общих детей.

Неандертальцы, в отличие от Homo sapiens, были коренными европейцами, поэтому гипотетически могли скрещиваться только с неафриканскими видами человека. Сравнительный анализ генов двух видов это подтверждает: в геномах современных евразийцев число неандертальских генов составляет примерно 1—4%, у африканцев таких соответствий значительно меньше. Что ещё более показательно, неандертальцы оказались обладателями 10 из 13 аллелей (формы состояния одного и того же гена), которые значительно чаще встречаются у европейцев, нежели у африканцев. Полученная генетическая информация позволила учёным создать примерный сценарий совместного существования двух видов.

Пока картина выглядит так: «встреча» произошла около 80 тыс. лет назад на территории современного Израиля, в районе горного хребта Кармель, на одном из предполагаемых маршрутов переселения древних людей. Там два вида не просто жили рядом, но и создавали семейные союзы, в которых появлялись дети, несущие генетическую информацию обоих родителей. Затем, приблизительно 50 тыс. лет назад, неандертальцы столкнулись со следующей волной переселенцев из Африки. Следы всех этих союзов обнаруживаются в геномах современных людей, тем самым препятствуя окончательному исчезновению признаков вида.

Следы загадочных денисовцев

Появление новых методов исследований позволило учёным продолжить работу. Более точные данные, которые удалось получить к 2012 году, подтвердили предыдущие выводы, дополнив их немаловажной информацией: союзы с людьми современного типа создавали не только неандертальцы, но и так называемые денисовцы, останки которых были найдены на Алтае (наименование «денисовцы» происходит от Денисовой пещеры, где были обнаружены фрагменты останков этих вымерших людей). Здесь, правда, существует один нюанс: весь генетический материал денисовцев, которым располагали учёные на тот момент, содержался в единственной фаланге мизинца руки девочки. Несмотря на то что современные методы позволили восстановить этот геном с высокой точностью, судить о генетике всей популяции довольно сложно. По имеющимся данным, современные австралийцы и папуасы получили около 6% своих генов в результате связи их предков с денисовскими людьми. Народы Восточной Азии и вовсе имеют больше неандертальских и денисовских генов, чем европейцы.

• Reuters

Эффективность естественного отбора

Как только факт семейных союзов между разными видами людей был доказан, возник другой вопрос: почему в генах современного человека осталось так мало следов этой гибридизации? На него сейчас и пытаются ответить учёные из Калифорнийского университета.

Отправной точкой стал геном денисовской девочки. Кроме данных для сравнительного анализа, он предоставил и другую интересную информацию: популяция денисовцев имела крайне низкий уровень генетического разнообразия — и этот вывод не получается списать на близкородственный брак между родителями девочки. Можно предположить, что эта популяция была довольно малочисленна. Такую догадку учёные проверяли путём оценки эффективности естественного отбора: чем меньше популяция, тем хуже он работает. Иными словами, в генах в таком случае будет больше мутаций, которые, как правило, ведут к нежелательным последствиям. Так и оказалось: в генах денисовцев было примерно в два раза больше слабовредных мутаций, чем в генах Homo sapiens, что обосновало малочисленность популяции денисовских людей.

Группа исследователей из Калифорнийского университета под руководством Ивана Юрича действовала тем же методом: учёные предположили, что неандертальские гены были утрачены в результате естественного отбора. Чтобы проверить свою гипотезу, исследователи разработали новый метод оценки средней силы естественного отбора. Оказалось, что неандертальские аллели, исчезнувшие из генотипа современного человека, содержали слабовредные мутации. В случае Homo sapiens потенциально опасные гены были устранены в результате естественного отбора, чему способствовал большой размер популяции. Неандертальцы обладали гораздо меньшей численностью, поэтому накопили значительное количество мутаций.

«Только представьте: если бы неандертальцы имели большую по численности популяцию в Европе или если бы популяции современного человека росли медленнее, некоторые из нас сегодня могли бы иметь больше следов неандертальского происхождения в своём геноме», — утверждает Иван Юрич. Исследователи отмечают, что различия в размерах популяций не могли быть единственной причиной практически полного исчезновения неандертальских генов из геномов современных людей. И теперь перед учёными стоит задача определить степень влияния размера популяции на этот процесс.

Юлия Попова