Классический взгляд на антропогенез

 ДОП.МАТЕРИАЛЫ К ДАННОЙ ТЕМЕ ВЫ МОЖЕТЕ НАЙТИ В СТАТЬЕ "НЕАНДЕРТАЛИЗАЦИЯ"

http://s30556663155.mirtesen.ru/blog/43320950842/Neandertali...

Антропогенез — процесс исторического развития человека, того вида, к которому принадлежим все мы. Иногда антропогенезом называют и отрасль науки о человеке — антропологии, изучающую эволюцию человека. Так как эта отрасль касается нас более всех других, она всегда вызывала повышенный интерес и жаркие споры.

Поскольку близость человека к обезьянам бросалась в глаза даже первобытным людям, у многих племен Африки и Южной Азии имелись предания о происхождении людей от обезьян. (По другим поверьям, обезьяны, наоборот, происходят от ленивых людей, сбежавших в лес, чтобы их не заставили работать.) А самых близких к нам обезьян — шимпанзе, гориллу и орангутана — вообще называли не обезьянами, а «лесными людьми» («орангутан» по-малайски и означает «лесной человек»).

В восточных религиях (индуизме и буддизме) обезьяны занимают почетное место и действуют во многих мифах.
Иное положение сложилось в западных религиях (в иудаизме, мусульманстве и особенно в христианстве) . В них обезьяны — порождение дьявола, воплощение всякой скверны. Поэтому говорить о сходстве и возможном родстве обезьян и человека было невозможно даже 100 лет спустя после того как догорели последние костры инквизиции. Остается только поразиться смелости и прозорливости К. Линнея, основателя научной систематики, который в своей «Системе природы» в 10-м издании описал в роде Homo (человек) кроме Н. sapiens (человек разумный) виды Н. sylvestris и Н. troglodytes (человек лесной и человек пещерный), под которыми подразумевал, по-видимому, шимпанзе и орангутана. Объединить человека и высших обезьян в один род — на такой смелый шаг и сейчас не могут решиться даже большинство современных антропологов. К тому же в то время этих обезьян путали. Знаменитый анатом Н. Тульп описал шимпанзе под названием орангутана, гориллу (о которой знали древние греки и финикийцы за 500 лет до н. э.) описали лишь в 1847 г., а ближайший к человеку вид — карликовый шимпанзе бонобо был выделен лишь в 1933 г.
К- Линней говорил лишь о сход­стве, но не о родстве. Ж.-Б. Ламарк еще в начале XIX в. высказал предположение о родстве человека и орангутанга, сопроводив его спасительной оговоркой: «Вот каким могло бы выглядеть происхождение челове­ка, если бы оно не было иным». Но эволюционная теория Ж.-Б. Ламарка успеха не имела. Лишь в 1859 г. Ч.Дарвин в конце своего труда отметил, что «свет будет пролит на происхождение человека и его историю». Одна эта фраза вызвала и взрыв негодования церковников, и первые понастоящему научные исследования эволюции человека.
За последующие 100 лет после Ч. Дарвина антропогенез усиленно изучали. Детально исследовали анатомию ныне живущих обезьян, нашли многочисленные ископаемые остатки предполагаемых предков человека. Казалось, что вся родственная связь рода Homo стала известна в деталях. Однако многие построения оказались ошибочными и неточными.
Лишь в последние 10—20 лет в изучении происхождения человека произошла настоящая революция.

Для этого имелись три причины:

1. В последние годы широким фронтом велись и ведутся массовые раскопки,особенно в Экваториальной Африке. Это привело к открытию множества костей древних обезьян и древних людей — более, чем было обнаружено за 100 лет до того.
2. Разработаны надежные методы определения возраста горных пород (а значит, и находящихся в них костей), основанные на анализе радиоактивных изотопов. В результате выяснилось, что человеческий род древнее на сотни тысяч и миллионы лет, чем предполагали.
3. Близость человека и обезьян стала оцениваться методами молекулярной генетики. Количественная оценка сходства генов и белков позволила по-иному оценить их родство.

В результате многие, даже относительно недавние положения антропогенеза устарели, Постараемся дать в этой главе картину происхождения человека, основанную на самых последних данных.

Современные родственники человека.

Согласно наиболее распространенной сейчас классификации, человек относится к

• отряду приматов (Primates «князья»),
  
• подотряду Аnthropoidea (человекоподобные),
  
• секции Catarrhina (узконосые, обезьяны Старого Света),
  
• надсемейству Hominoidea (гоминоиды, человекоподоб­ные).
• В это надсемейство входят семейства Hylobatidae (гиббоны, два рода из Юго-Восточной Азии), Роngidae (человекообразные обезьяны) и Hominidae (люди, ныне живущий один род и единственный вид Homo sapiens, человек разумный).

Считается, что наиболее близки к семейству людей Pongidae — африканские шимпанзе, карликовый шимпанзе бонобо и горилла, а также орангутан, ныне живущий на островах Индонезии, но раньше обитавший и в Южном Китае (возможно, и в Индии) . Как и человек, они отличаются высоким развитием головного мозга (но масса его в 2—3 раза меньше, чем у человека). Хотя они могут слезать с деревьев и ходить по земле (горилла вообще большую часть жизни проводит на земле), к продолжительному хождению на задних ногах они не способны.
По морфологическим признакам наиболее от человека отличается орангутанг. Горилла, шимпанзе и бонобо гораздо ближе к нам. Вот почему Ч. Дарвин предполагал, что человек произошел на африканском континенте от общего с африканскими высшими обезьянами предка. Такая классификация сохраняет приличествующую человеку дистанцию между ним и обезьянами (на уровне семейства, примерно так, как отличаются, скажем, собаки и кошки). Однако исследования последних лет позволили в ней усомниться.

Доказательства родства человека и обезьян

Схематическое изображение дифференциально окрашеных хромосом человека и шимпанзе (расположены попарно): в каждой паре слева - хромосома человека, справа - гомологичная ей хромосома шимпанзе. Обратите внимание на пару2: видно, что человеческая хромосома - продукт слияния двух обезьяньих и поперечная исчерченность всех хромосом у обоих видов очень близка. Такие ничтожные различия в структуре кариотипа обычно характеризуют чрезвычайно близкие виды-двойники

Диплоидное число хромосом (2n) у всех Pongidae 48. У человека 2n=46, т. е. различие в хромосомных числах обусловлено единственной транслокацией. Хромосома 1 человека образована слиянием двух хромосом, гомологичных таковым у шимпанзе. Но этого мало. Сейчас разработаны методы дифференциальной окраски хромосом, когда на них выявляется тонкая поперечная полосатость, строго специфичная для каждой хромосомы и каждого вида. Такая окраска хромосом человека и шим­панзе показывает их удивительную близость.
Группы крови человека и обезьян очень близки, многие тождественны. Резус-фактор впервые был обнаружен у низшей обезьяны — макаки-резус. Система АВО понгид и человека общая: у орангутанга имеются антигены А и В, у гориллы В, у бонобо Л и 0. Кровь бонобо можно переливать человеку без всяких осложнений. А ведь у всех млекопитающих межсемейственные переливания крови, как правило, приводят к гемолизу, распаду эритроцитов. Можно оценить генетическую близость человека и, например, шимпанзе количественно. Для этого нужно определить так называемое генетическое сходство и генетическое расстояние (дистан­цию) .
Допустим, имеются две генетические группировки (популяции, близкие виды) А и В. В обеих имеется ген, представленный несколькими аллелями,— соответственно частоты аллелей у А и В обозначим как а1, а2, а3... и b1, b2, Ь3... Тогда генетическое сходство

Обычно считают по нескольким (чем больше, тем лучше) генам и получают среднее значение. Натуральный логарифм J , взятый с обратным знаком, дает нам генетическое расстояние (дистанцию) D:
D=ln(J).
Значения J и D между человеком и человекообразными обезьянами даны в таблице:

Генетическая дифференциация человека и понгид (по 23 генам)

Тонкие методы, основанные на определении аминокислотных последовательностей белков, показывают, что человек и шимпанзе отличаются по 1% аминокислотных замен (данные по 44 белкам). Многие белки человека и шимпанзе, например гормон роста, взаимозаменимы.
Полагают, что в ходе антропогенеза с наибольшей скоростью эволюционировала не та ДНК, которая кодирует белки, а регуляторная, определяющая последовательность и интенсивность белкового синтеза.
Однако близость человека и понгид и на уровне ДНК несомненна. Все оценки молекулярно-генетической близости свидетельствуют о том, что человека нужно сближать с бонобо, шимпанзе и гориллой и отдалять от орангутанга. Но тогда возникает вопрос: целесообразно ли выделять человекообразных обезьян от человека в отдельное семейство? Не был ли прав К. Линней, объединивший их в один род? Морфологи назовут многие десятки важных признаков, по которым человек резко отличается. Но важны ли эти признаки или же их только считают важными? К- Линней в своей системе не выделял категории семейства. Однако впоследствии почти все его роды были повышены до ранга семейств. Возможно, правильнее человека, шимпанзе, бонобо, гориллу и орангутанга объединять в одно семейство людей (линнеевский род Homo). Вопрос еще не решен.
Более важна иная сторона проблемы. Ныне живущие обезьяны чересчур специализированы для жизни в условиях влажного тропического леса, чтобы быть прямыми предками человека (исключая, возможно, лишь бонобо). Следовало найти остатки ископаемого предка, так называемое недостающее звено. Поиски его привели к открытию целой цепи звеньев, соединяющих нас с другими приматами.

Эволюция человека

Рамапитек. Ряд ученых полагают, что только 14 млн лет назад на нашей планете появилась обезьяна, которую можно отнести к семейству гоминид. Это рамапитек. Обитал он на территории современных Индии, Восточ-ной Европы, России. В отличие от первых человекообразных обезьян, задние зубы рамапитека были более широкими и плоскими, а между задними и передними зубами появились клыки. Питались рамапитеки растительной пищей: семенами злаков, кореньями, листьями и стеблями растений. Их необходимо было искать, срывать или выкапывать, подносить ко рту, совершая при этом множество движений передними конечностями, постоянно наклоняясь, разгибая и выпрямляя спину.	Австралопитек. На смену рамапитеку пришли другие гоминиды, из них лучше всего изучены австралопитеки. Многочисленные их остатки найдены на территории Южной и Восточной Африки. Возраст остатков австралопитеков колеблется от 5,5 до 1 млн лет. Австралопитеки были значительно больше похожи на человека, чем их предшественники. Это были небольшие, прямоходящие существа (рост 120—130см, масса 25—45 кг), с плоским лицом и объемом мозга, равным в среднем 530 см3 (что несколько больше, чем у современных человеко - образных обезьян). Однако считать австралопитека предком человека нельзя, поскольку никаких, даже примитивных, орудий, которыми он пользовался, не найдено (ведь известно, что изготовление и использование орудий труда — один из основных признаков человека).	Человек умелый. В этот же исторический период существовало животное, внешне очень входное с австралопитеком. Объем его головного мозга был значительно больше — до 650— 1100см3. Стопа, как и у современного человека, имела свод, т. е. он свободно ходил на двух ногах. Кисти этого гоминида были более совершенны, большой палец был противопоставлен указательному. Значит, он мог держать в руках каменные орудия и использовать их в работе. Действительно, ученым удалось обнаружить несколько примитивных инструментов из камня на месте их стоянок. Ученые дали этому гоминиду название Человек умелый. Полагают, что именно он является первым представителем самых древних людей.	Человек прямоходящий. Остатки древнейших людей найдены в Азии, Европе, Африке. Значит, люди этого типа были широко расселены по нашей планете. Всех их объединяют под общим видовым названием Человек прямоходящий, и они являются бесспорными представиелями рода Человек. Они жили от 1 млн до 300 тыс. лет тому назад. Первые ископаемые остатки этого человека прямоходящего были обнаружены голландским ученым Е. Дюбуа в 90-х тт. прошлого века на о. Ява. Это было существо среднего роста (160 см) с объемом головного мозга до 1100 см3. Тело человека прямоходящего мало чем отличалось от тела современного человека. В то же время череп его имел многочисленные отличия: низкий лоб, над глазами мощные надбровные дуги, массивная и тяжелая нижняя челюсть, почти не выделяющийся подбородочный выступ. Древнейшие люди вели активный образ жизни: охотились, изготавливали примитивные орудия, помогающие им резать растения, мясо. Жили они группами — так легче было защищаться от врагов, находить пищу, охотиться, строить жилища. Находки, сделанные в Китае, говорят о том, что древнейшие люди могли пользоваться и огнем. Основными эволюционными приобретениями человека прямоходящего были изготовление каменных орудий, появление абстрактного мышления и речи.	Неандерталец. Стадия древних людей пред-ставлена большим числом находок (свыше 100) в Европе, Азии, Африке. Жили древние люди 300—400 тыс. лет тому назад. Все они относились к одному виду — Человек неандертальский, названному так в честь долины Неандерталь (Германия), где в горах были обнаружены скелетные остатки этого древнего человека. Череп неандертальца был более куполообразным и вмещал мозг объемом до 1600 см3. Несмотря на это, во внешнем облике неандертальца было еще много примитивных черт. Так, надбровные валики все еще выступали над глазами, подбородочный выступ развит не очень сильно. Рост неандертальцев достигал 1м 70 см; они имели крепкое телосложение, обладали развитой мускулатурой, недюжинной физической силой. Неандертальцам выпало жить на Земле в суровое время — в ледниковый период. Спасаясь от холода, они научились добывать и поддерживать огонь, шить из шкур примитивную одежду.	Кроманьонец. Ископаемых людей современного типа называют кроманьонцами (в честь местности Кро-Маньон, Франция). Это были высокие, рослые люди (до 180см), объем их мозга достигал 1800см3. Кроманьонцы обла-дали всеми признаками современного человека: высокий свод черепа, развитый подбородочный выступ. За последние 40 тыс. лет внешний облик человека почти не изменился. Всех ископаемых людей современного типа относят к одному виду - Человек разумный

Как видно из этого рисунка люди делятся на Пралюдей (австролопитеки) Древнейших людей (питекантроп, синантроп) Древних людей (неандертальцы) Люди современного типа (homo sapiens)

Этапы развития человека
Австролопитек Афара	Австролопитек африканский	Австролопитек могучий	Автролопитек Бойса	Человек умелый	Человек прямоходящий	Неандерталец	Кроманьонец

Интим с неандертальцем помог выжить человеку

Иммунная система современного человека сформировалась благодаря генам особей другого вида. Человек разумный может быть и выжил только по той причине, что в Европе вступал в половые отношения с неандертальцами, а в Азии — с Денисовским человеком. Заявление хотя и сенсационное, но вполне серьезное. Однако не все ученые с этим согласны.

Хоть неандертальцы вымерли более 30 тысяч лет назад, но в чем-то мы по-прежнему неандертальцы. Последние исследования ДНК свидетельствуют, что от двух до семи процентов геномов европейцев и азиатов происходят от более ранних предков современного человека.

Денисовский человек или Человек из Денисовой пещеры — это предположительно новый вид вымерших людей, известный по фрагментарному материалу, обнаруженному в Денисовой пещере на Алтае. Пока у него еще нет латинского названия, зато в марте 2010 года ученые пришли к заключению, что Денисовский человек ближе к неандертальцам, нежели к современному человеку.

В генофонде современных меланезийцев и новогвинейцев содержится до шести процентов генов Денисовского человека. А вот вклад неандертальцев (Homo neanderthalensis) в генофонд нынешних европейцев не так велик — около четырех процентов.

Ученые из калифорнийского Стэнфордского университета опубликовали в журнале Science статью, из которой следует, что спаривание представителей Homo sapiens с особями других видов привело к улучшению иммунной системы "человека разумного". Так называемые человеческие лейкоцитарные антигены (сокращенно HLA от английского Human Leucocyte Antigens) играют решающую роль в защитных способностях организма, например, эффективно противостоят вирусам.

Читайте также: Разработана вакцина против "чумы ХХ века"

Известно, что ВИЧ-инфицированные пациенты имеющие разновидность HLA, обозначенную как В57, по большей части обходятся без терапии при лечении СПИДа — они в основном являются носителями инфекции, но сами СПИДом не болеют. Так что часто медики в данном случае говорят об естественном иммунитете к этому страшному заболеванию. С одной стороны, имеется целый ряд генов HLA и их многочисленные варианты, которые способствуют тому, что люди по-разному реагируют на возбудителей одних и тех же болезней. С другой стороны, этот же фактор — различие в генах HLA — затрудняет трансплантацию органов. Именно это вызывает реакцию отторжения человеческим организмом пересаженной почки, печени или легкого.

Еще перед дешифровкой генома неандертальцев и Денисова человека ученым было известно, что определенные варианты HLA значительно чаще встречались в одних регионах мира, нежели в других. HLA-A*11 практически не встречающийся у африканцев, напротив, очень распространен у жителей Восточной Азии и Океании.

Теперь исследователи полагают, что этот генный вариант происходит от Денисова человека. По словам руководителя исследования Питера Пэрхэма (Peter Parham) из Стэнфордского университета, это однозначно указывает на преимущества данного гена для современного человека и объясняет, почему этот вариант сегодня встречается настолько часто. В действительности HLA-A*11 прекрасно защищает наш организм против одного из самых распространенных вирусов Эпштейна-Барр, которому в настоящее время наряду с другими герпесвирусами приписывается важная роль в формировании опухолевых клеток в организме человека, а также в развитии такого заболевания, как инфекционный мононуклеоз (mononucleosis infectiosa), известного также под названием болезнь Филатова.

Официальная наука считает, что современный человек покинул территорию Африки приблизительно 65 тысяч лет назад. Проникнув на территорию Евразии, Homo sapiensстолкнулся там со своими дальними родственниками, обитавшими в тех краях уже более 200 тысяч лет. Эти особи были гораздо лучше приспособлены к окружающим условиям и, следовательно, должны были располагать также другими полезными качествами, в частности, нетипичными для кроманьонцев разновидностями HLA. Ученые уверяют, что интимная близость представителей H. sapiens с Денисовыми людьми или неандертальцами положительно отразилась на выживаемости их потомков.

Другие ученые с большим интересом встретили исследование американцев. Так, Сванте Пэабо (Svante Päabo) из института эволюционной антропологии имени Макса Планка, под руководством которого в прошлом году был расшифрован геном неандертальца, на страницах того же научного журнала Science заметил, что это первое свидетельство случая, когда характерные особенности других первобытных людей, возможно, обернулись преимуществами для современного человека.

Тем не менее далеко не все ученые разделяют точку зрения калифорнийцев и не желают ставить окончательную точку в этом вопросе. Молодой, но уже довольно известный генетик Давид Райх (David Reich) из Гарвардского университета указывает, что могут быть и другие возможные объяснения того, почему варианты HLA по-разному распределены среди жителей земного шара. Между прочим, группа ученых из Стэнфорда, которая выступила со столь сенсационным заявлением, тоже не исключает другие альтернативные модели.

Читайте также: Древние женщины любили путешествовать

Кроме того, до сих пор не совсем понятно, являлись ли неандертальцы и Денисовы люди представителями других видов из семейства Hominidae, или же их следует считать просто… подвидами человека разумного. С одной стороны, генетические различия между ними и нами примерно такие же, как между людьми и шимпанзе, которые явно не являются подвидом H. sahiens. С другой стороны, сама возможность скрещивания между разными видами с последующим приносом плодовитого потомства среди представителей животного мира все-таки маловероятна. Так что, не исключено, что "генные заимствования" современного человека — всего лишь навсего просто обмен генами среди разных популяций одного вида.

Реконструированные портреты неандертальцев. Все они изготовлены на основе реальных костных остатков. Любопытно, что для современного зрителя эти портреты по-человечески эстетичны, несмотря на существенную биологическую разницу между изображенными и зрителями. Не потому ли, что неандертальцы оставили нам в наследство свои гены? Реконструкции с сайта truthopia.wordpress.com

Ученые, работающие в рамках международного проекта по прочтению ядерного генома неандертальца, завершили расшифровку значительного объема информации. Они выявили важнейшие гены, отличающие человека разумного от его ближайшего гоминидного сородича — неандертальца. И более того, удалось надежно подтвердить версию о скрещивании неандертальцев с древними европейцами.

В 2006 году стартовал проект по прочтению генома неандертальцев (Neanderthal genome project), о чём можно прочитать в заметке Полный геном неандертальца будет прочтен через два года («Элементы», 20.11.2006). Руководитель этого грандиозного и многообещающего проекта Сванте Пяабо (Svante Pääbo) из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге (Max-Planck Institute for Evolutionary Anthropology) обещал доложить о результатах работы через 2 года, но как мы видим, ему потребовалось на это 3,5 года. Зато и результаты исследования стали неожиданными не только для публики, но и для самих исследователей. Несмотря на собственную предвзятость, генетики доказали, что древние сапиенсы всё-таки скрещивались с неандертальцами.

Способны были сапиенсы скрещиваться с неандертальцами или нет — этот вопрос всегда вызывал горячие споры. Находились аргументы как в пользу скрещивания, так и в пользу чистых линий; в ход шли и морфологические, и генетические критерии. Главным аргументом сторонников чистых линий было отсутствие следов гибридизации митохондриальных ДНК сапиенсов и неандертальцев. Адепты скрещивания неандертальцев и сапиенсов апеллировали, например, к изящным исследованиям дивергенции гена микроцефалина (см.: Получено генетическое подтверждение скрещивания наших предков с неандертальцами, «Элементы», 13.11.2006). Но все доводы были косвенными, и, как это всегда бывает с косвенными доводами, они только разогревали оппонентов, никого особенно не убеждая. Все ждали результатов прочтения ядерного генома неандертальцев.

Материалом исследования послужили кости из пещеры в Хорватии; возраст образцов оценили радиоуглеродным методом как 38 000 и 44 000 лет, так как образцы были извлечены из разных слоев пещеры. (Здесь отмечу, что митохондриальный анализ показал высокую идентичность образцов с разными возрастами, так что предположительно их обладатели были близкими родственниками. Тогда что же делать с определением возраста? Ученые пока не прокомментировали это противоречие.) Конкретные кости были выбраны, в частности, из-за того, что ими прежде не слишком интересовались археологи, поэтому не успели захватать их руками и внести изрядную долю собственной ДНК.

Генетикам сразу же удалось доказать, что они имеют дело не с остатками неандертальских мужчин, как предполагали археологи, а с костями трех неандерталок. Прочтения первых участков генома подталкивали исследователей к мысли, что скрещивания не было, так как никаких следов гибридизации не нашлось (см.: Геном неандертальца почти прочтен, осталось в нем разобраться, «Элементы», 17.02.2009).

И вот, наконец, реконструировано и очищено от загрязнений и ошибок 2/3 генома — это примерно 4 млрд нуклеотидов. Чтобы получить запись неандертальского генома, потребовалось выбросить из рассмотрения всю микробную составляющую материала: ясно, что именно микробы оказались наиболее многочисленными «загрязнителями» древних остатков. Эта работа оказалась исключительно трудоемкой и во многом новаторской (она подробно описана в отдельной статье в Science, см.: Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture).

Для отделения человеческой составляющей от микробной сначала воспользовались библиотеками известных микробных генов и исключили их. Затем обработали неандертальские образцы специальными ферментами, разрушающими только микробные гены. В результате в образцах осталось не так уж и много генов микроорганизмов. Далее оценивали присутствие любых маммальных генов с учетом всей имеющейся информации в современных биоинформационных библиотеках. Также генетики оценили привнос генов современных людей — всё же эти образцы побывали в руках исследователей. По митохондриальной ДНК можно судить об объеме этих загрязнений — около 1%.

Нужно подчеркнуть, что только развитие геномики и создание глобальных библиотек с доступными и унифицированными сведениями сделало подобную работу возможной. Чем внимательнее вчитываешься в методическую часть работы, тем яснее становятся фантастические возможности и ошеломительные перспективы этой новой области науки.

Геном неандертальцев и современных людей отличается на 0,16%. С одной стороны, отличия невелики. С другой, можно увидеть, какие именно отличающиеся гены составляют нашу «разумную» сущность — иными словами, какие гены имеются у современных людей, но отсутствуют и у шимпанзе, и у неандертальцев. Это гипотетические элементы, которые не унаследованы от общего предка и появились только после расхождения ветвей современного человека и неандертальца. Таких сугубо современных элементов — нуклеотидных замен в генах — нашлось 78. Некоторые из этих нуклеотидных замен могут быть нейтральными (они могли закрепиться в результате обычных демографических процессов, бутылочных горлышек и т. д.), другие же могут иметь и адаптивное значение.

Так вот, нашлось 5 таких генов, которые несли по несколько указанных нуклеотидных замен. Эти гены и, соответственно, эти мутации, очевидно, адаптивны для современных людей, иначе бы эволюция не обратила бы на них столь пристального внимания. Это гены, связанные с функциями кожи, мыслительной деятельностью, энергетическим обменом (см. статью в Science Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture).

Надо заметить, что нашлись и такие мутации, которые были у неандертальцев, но отсутствовали у человека и шимпанзе. Их функции неизвестны. Также определены гены, которые присутствуют в геноме неандертальцев в явно большем числе копий, чем у современных людей. Их назначение тоже пока неизвестно. Генетики и биоинформатики в ближайшие десять лет без работы явно не останутся.

Были определены 78 нуклеотидных замен, которые отличают современного человека (справа) от неандертальца (слева). Указаны функции 5 генов, для которых характерны множественные замены. Одни из них активны в коже и волосах, явно участвуют в создании «человеческой» внешности и особенностях зрительного восприятия (CAN15). Другие, очевидно, связаны с мыслительными особенностями человека. Один из генов определяет активность сперматозоидов — вероятно, он эволюционировал под действием полового отбора. Рис. из обсуждаемой статьи в Science Close Encounters of the Prehistoric Kind

Самые замечательные результаты были получены при сравнении реконструированного генома неандертальцев с генными последовательностями 5 современных людей — европейца, коренного китайца, жителя Папуа Новой Гвинеи и двух коренных африканцев из Южной и Западной Африки.

По уровню генетических различий геном неандертальца оказался больше похож на европейцев, азиатов и папуасов, чем на африканцев. Это ясно следует из результатов попарного сравнения генов неандертальцев и современных представителей разных частей света. Тут привлекались дополнительные данные по современным людям для нивелирования индивидуальных и демографических отличий. Ученые выбирали для сравнения только те гены, которые несли продвинутые варианты аллелей по сравнению с вариантами шимпанзе.

Оценивались различия между генами неандертальцев и одной из народностей, скажем европейцами, и между неандертальцами и следующей народностью, например китайцами (азиатами). Затем вычисляли различия между выбранной парой современных людей (в данном примере — между европейцами и азиатами). После оставалось оценить разницу между неандертальцами и современными людьми, с одной стороны, и выбранной современной парой, с другой. Если продвинутые гены встречаются с одинаковой частотой у неандертальцев и двух других народов и не отличаются от уровня различий между современной парой, то общий уровень различий будет равен 0. Если неандертальцы больше отличаются от одного из народов, чем от другого, то общий уровень различий отклонится от нуля в сторону пары, включающей эту народность.

Такой метод анализа применялся впервые и дал замечательные результаты. Оказалось, что продвинутых аллелей больше у неандертальцев, европейцев и азиатов и папуасов. А вот африканцы продемонстрировали меньше сходства со всеми этими выборками. Так что жители современной Евразии имеют примерно 1–4% неандертальских генов, а в геноме африканцев неандертальских следов существенно меньше.

Проведенные статистическим изыскания генетики дополнили еще одним занимательным фактом. Раньше было показано, что среди древних вариантов аллелей имеются такие, которые существенно чаще встречаются у европейцев, чем у африканцев. Всего было известно 13 таких географически капризных вариантов. Так вот выяснилось, что 10 из этих 13 вариантов имеются и у неандертальцев!

Возможные сценарии встреч неандертальцев с сапиенсами, в результате которых геном евразийского населения обогатился генами неандертальцев. Ученые остановились на сценарии 3. Его преимущество — логичное присутствие неандертальских генов у жителей Папуа Новой Гвинеи. Сценарий 2 (скрещивание поздних неандертальцев с ранними европейцами и последующий дрейф генов) менее вероятен, так как неандертальцы одинаково близки и с европейцами, и с азиатами, и с папуасами. Рис. из обсуждаемой статьи в Science A Draft Sequence of the Neandertal Genome

Эти весьма нетривиальные результаты генетики и статистики не оставляют ученым никакого другого выбора, кроме как допустить скрещивание жителей древней Европы и Азии с неандертальцами. При этом скрещивания неандертальцев с древним африканским населением не было. Предположительный сценарий мог быть следующим.

Первая встреча неандертальцев с сапиенсами могла произойти около 80 000 лет назад в Азии. К этому времени уже прошла первая волна миграции сапиенсов из Африки, а неандертальцы подошли к азиатским рубежам. Вспомним местонахождения горы Кармель — знаменитые пещеры Схул и Табун, — а также Кафзех, где чередуются остатки людей современного типа и неандертальцев. Смена антропологических находок и артефактов маркирует волны миграции современных людей и неандертальцев и указывает на время их возможной встречи.

По оценкам израильских специалистов, гипотетическое время сосуществования людей современного типа и неандертальцев в окрестностях горы Кармель могло длиться около 10 000 лет. Этого вполне достаточно, чтобы вероятность скрещивания не считать исчезающе малой. Редкие, но плодотворные встречи сапиенсов и неандертальцев оставили след в геноме современных людей. Следующая волна миграции сапиенсов из Африки в Европу началась около 50 000 лет назад. Мигранты обязательно встретили на своем тысячелетнем пути неандертальцев. Были ли часты браки между сапиенсами и аборигенами — неизвестно, но следы этих браков остались в генах современных людей.

Миграции людей по гигантским территориям Азии, расселение на острова Юго-Восточной Азии вместе с дрейфом генов среди евразийского населения обеспечили распространение неандертальского наследия. Каким бы мизерным ни было это наследие, но всё же нельзя теперь утверждать без некоторых философских оговорок, что неандертальцы полностью вымерли.

Источники:
1) Richard E. Green, Johannes Krause, Adrian W. Briggs, Tomislav Maricic, Udo Stenzel, Martin Kircher, Nick Patterson, Heng Li, Weiwei Zhai, Markus Hsi-Yang Fritz, Nancy F. Hansen, Eric Y. Durand, Anna-Sapfo Malaspinas, Jeffrey D. Jensen, Tomas Marques-Bonet, Can Alkan, Kay Prüfer, Matthias Meyer, Hernán A. Burbano, Jeffrey M. Good, Rigo Schultz, Ayinuer Aximu-Petri, Anne Butthof, Barbara Hцber, Barbara Höffner, Madlen Siegemund, Antje Weihmann, Chad Nusbaum, Eric S. Lander, Carsten Russ, Nathanie Novod, Jason Affourtit, Michael Egholm, Christine Verna, Pavao Rudan, Dejana Brajkovic, Željko Kucan, Ivan Gušic, Vladimir B. Doronichev, Liubov V. Golovanova, Carles Lalueza-Fox, Marco de la Rasilla, Javier Fortea, Antonio Rosas, Ralf W. Schmitz, Philip L. F. Johnson, Evan E. Eichler, Daniel Falush, Ewan Birney, James C. Mullikin, Montgomery Slatkin, Rasmus Nielsen, Janet Kelso, Michael Lachmann, David Reich, Svante Pääbo. A Draft Sequence of the Neandertal Genome // Science. 7 May 2010. V. 328. P. 710–722. DOI: 10.1126/science.1188046.
2) Hernán A. Burbano, Emily Hodges, Richard E. Green, Adrian W. Briggs, Johannes Krause, Matthias Meyer, Jeffrey M. Good, Tomislav Maricic, Philip L. F. Johnson, Zhenyu Xuan, Michelle Rooks, Arindam Bhattacharjee, Leonardo Brizuela, Frank W. Albert, Marco de la Rasilla, Javier Fortea, Antonio Rosas, Michael Lachmann, Gregory J. Hannon, Svante Pääbo. Targeted Investigation of the Neandertal Genome by Array-Based Sequence Capture // Science. 7 May 2010. V. 328. P. 723–725. DOI: 10.1126/science.1188046.
3) Ann Gibbons. Close Encounters Of the Prehistoric Kind // Science. 7 May 2010. V. 328. P. 680–684 (популярная статья с лирическими отступлениями

ДОП.МАТЕРИАЛЫ К ДАННОЙ ТЕМЕ ВЫ МОЖЕТЕ НАЙТИ В СТАТЬЕ "НЕАНДЕРТАЛИЗАЦИЯ"

http://s30556663155.mirtesen.ru/blog/43320950842/Neandertali...