Генографічний проект: родовід на 100 000 років

Багато людей жваво цікавляться історією своїх предків: розпитують родичів, збирають матеріали в архівах, креслять родове древо. Великою удачею вважається обчислити всіх предків у межах п'ятого - шостого коліна. Тепер на допомогу до істориків і архівістам приходять генетики. Вони пропонують кожній людині дізнатися свій родовід... на 2000 поколінь тому!

З чим зазвичай асоціюється у людей генетика? З вивченням спадковості і спадкових захворювань, з горезвісними « генетично модифікованими організмами ». Але крім цього розробки генетиків можуть істотно виявити основні етапи розвитку людства, в тому числі розповісти про дуже віддалені події минулого.

Історична наука дуже обережно говорить про самих ранніх етапах існування людства: джерел замало. Писемність з'явилася порівняно пізно, археологічних знахідок, що свідчать про життя людства на зорі існування небагато. Саме тому в науковому світі регулярно спалахують сенсаційні скандали, коли який-небудь археолог, виявивши невідомий раніше фрагмент черепа стародавньої людини, намагається радикально « переписати » історію, часом змінюючи датування зародження людства на сотні тисяч років.

Можливо, що найближчим часом історія homo sapiens буде ще раз серйозно « переписана ». Але на цей раз підбурювачами спокою стануть не археологи, а генетики. Саме вони здогадалися, що історія людства зберігається в самій людині, а точніше в його генах.

У пошуках мутацій

Як відомо, ген - це носій спадкової інформації, сукупність якої батьки передають нащадкам під час розмноження. При цьому кожна людина половину спадкової інформації отримує від батька, а половину - від матері. Зрозуміло, що таким чином йому дістаються у спадок і гени більш далеких предків: бабусь і дідусів, прабабусь і прадідусів і т.д. У кінцевому рахунку, геном кожної людини - це мішанина з генів його далеких предків.

Здавалося б, як тут можна простежити історію людства? Однак учених особливо зацікавили дві спадкових ланцюжка: Y- ДНК ( Y- хромосома ) з ядра клітини, яка є тільки у чоловіків і передається строго по чоловічій лінії, і мтДНК ( мітохондріальна ДНК), яка міститься поза ядром в особливих утвореннях - мітохондріях, що виробляють енергію для клітини. МтДНК є і у жінок, і у чоловіків, але передається тільки по жіночій лінії.

Виходить, що в Y- ДНК зберігається спадкова інформація по прямій чоловічій лінії (батько - дід по батьківській лінії - батько діда ), а в мтДНК - по прямій материнській лінії (мати - бабуся по материнській лінії - мати бабусі ). Найцінніше, що генетична інформація в цих ДНК копіюється практично без змін. Теоретично у будь-якої сучасної людини вона повинна бути точно такою же, як у будь-якого його предка за вказаним прямим ланцюжком.

Нюанс у тому, що гени (а це, по суті, ділянки ДНК ) іноді можуть піддаватися мутаціям. Якщо мутація відбувається з геном, що має якісь важливі функції в організмі, наслідки бувають серйозними : якщо це порушення призводить до смерті людини, то мутований ген вже не передається його нащадкам (як за Дарвіном, природний відбір в дії). Проте близько 95 % генів людини відноситься до так званої «сміттєвої ДНК ». Це означає, що вчені не можуть визначити, які функції в організмі несуть ці гени. І дуже ймовірно, що особливої ​​функції у них просто немає, це справді « генетичне сміття ». Якщо мутації піддається ген з «сміттєвої ДНК », то ніяких проблем це людині не приносить. Однак його нащадки успадковують вже не звичайний ген, а мутований

Вивчаючи Y- ДНК і мт - ДНК, генетики саме шукають мутував ділянки, які вони називають « маркерами ». Кожна мутація відбувається в певний час у певному місці. Відповідно, відстежити, які маркери присутні або відсутні у певної людини, можна зрозуміти, де і коли жили його предки по прямій чоловічій і по прямій жіночій лінії.

Так, наприклад, ученим вдалося дізнатися, що мутація, яка відома як маркер М45, сталася на території Центральної Азії приблизно 35 тисяч років тому, а мутація М17 трапилася десь 10-15 тисяч років тому на території сучасної України. Це означає, якщо у людини в геномі є обидва цих маркера, то можна стверджувати, що його прямі предки по чоловічій лінії точно жили саме в ці епохи на цих територіях.

100 тисяч років самотності

Куди ж ведуть кінцеві лінії цих довгих ланцюгів прямої спорідненості? Вченим вдалося з'ясувати й це. За їх підрахунками, наприкінці чоловічого ланцюжка знаходиться « молекулярно- біологічний Адам » (його гени виявилися найбільш стійкими : вони є у всіх людей на планеті ), який жив десь на території сучасної Африки 90.000-130.000 років тому. Ну а прародителькою всіх людей може вважатися « мітохондріальна Єва», яка також жила в Африці, але задовго до « Адама » - приблизно 150.000 років тому.

Рання історія людства, по реконструкціях генетиків, відрізнялася неабияким драматизмом. Ізраїльський математик Саарон Россет, аналізуючи генетичні дані, визначив, що понад 100 тисяч років своєї ранньої історії людство існувало у вигляді двох роздільних груп, що мешкали в різних районах Африки, причому весь цей час групи були ізольовані один від одного. Спочатку стародавні племена людей жили в східній частині Африки, але десь 150 тисяч років тому частина людей пішла на південь. Проте потім на континенті помінявся клімат, почалися страшні посухи, так що шлях назад виявився відрізаний пустелею. У підсумку дві групи людей тисячоліттями жили окремо один від одного, поки клімат не помінявся знову. Тоді племена знову возз'єдналися і почали розселятися по інших континентах.

Як стверджують все ті ж дані генетики, приблизно 70 тисяч років тому людство взагалі було на межі вимирання, так як через важкі кліматичні умови в живих залишилося менше 2000 чоловік ( найгірше довелося тим, хто після поділу залишився на сході Африки). Однак все обійшлося, людство вижило.

Потри за щічкою - отримаєш ДНК

Звідки ж беруться генетичні дані, за якими вчені настільки сміливо реконструюють історію цивілізації? Донедавна матеріалів для такого роду досліджень було занадто мало. Однак ситуація змінилася в 2005 році, коли Національне географічне товариство спільно з компанією IBM оголосили про створення « Генографічного проекту», в рамках якого планується за 5 років зібрати і обробити більше 100 тисяч зразків ДНК у представників різних народів світу. Настільки масштабне дослідження дозволяє виявити історію розселення людства з моменту виникнення до наших днів. З кожним роком картина стає все чіткіше і цікавіше, вже зараз на сайті проекту доступна інтерактивна карта, що показує основні етапи шляху наших предків по всьому світу.

Цікаво, що взяти участь у дослідженні може будь-хто. Заплативши близько 100 доларів, можна отримати від організаторів проекту комплект для збору аналізів : спеціальну щіточку і пробірку. Щіточкою потерти внутрішню сторону щоки, після чого помістити взяту пробу в пробірку. З неї візьмуть генетичний матеріал. Після аналізів добровольцю надішлють дані результатів ( наявні маркери). Ввівши отримані дані в базу даних на сайті проекту, можна побачити індивідуальну карту міграції своїх предків по прямій чоловічій або прямої жіночій лінії. Також можна дізнатися, в яких країнах живуть ваші родичі (люди з таким же або дуже близьким набором маркерів ).

Геногеографія обіцяє зробити прорив у вивченні історії людства, однак треба визнати, що не всі вчені поділяють ентузіазм організаторів подібних досліджень. Багато антропологи та археологи вважають, що їх знахідки показують помилковість багатьох геногеографічне реконструкцій. Немає єдності і серед генетиків, деякі з них вважають, що розрахунки частоти генетичних мутацій, відображених у ДНК, зроблені некоректно, що може призвести до помилок в датировках на десятки тисяч років. У кожному разі байдужих немає. І навіть якщо зараз обчислення вчених не цілком точні, майже напевно розквіт Генографія ще попереду. А це означає, що скоро гени відкриють ще більше секретів історії людства.