М. БАЧЕНИНА: Рядом со мной по традиции мой коллега Антон Захаров. В гостях у нас сегодня доктор биологических наук, профессор МГУ, замдиректора Института проблем передачи информации Гельфанд Михаил Сергеевич. Добрый вечер.
А. ЗАХАРОВ: Добрый вечер.
М. ГЕЛЬФАНД: Добрый вечер.
М. БАЧЕНИНА: Спасибо, что пришли. Тему мы сегодня обозначили слегка условно, тем не менее, старались быть ближе к тому, о чём будем говорить: «Неандертальцы и мы». По традиции начинаем с новостей науки.
А. ЗАХАРОВ: У нас есть парочка новостей, которые недавно были опубликованы в журнале Nature. Первая новость: белок, который подозревали в омоложении крови старых мышей, если им вводить этот белок из крови молодых мышей, скорее всего, делает ровно обратную процедуру. Оказалось, что он организм мыши, скорее всего, старит. Конечно, трудно сформулировать, что такое «омолаживает» и что такое «старит», но было известно, что если взять молодую мышку и соединить кровеносную систему молодой мыши и мыши постарше, то целые органы мыши постарше становятся моложе. Было замечено, что сердце становится более молодым и происходит ещё некоторое количество изменений. В 2013 году вышла статья, в которой говорилось, что нашли виновника всего этого приятного процесса омоложения. Были большие надежды на то, что этот белок можно будет в конце концов использовать у человека. Но сейчас вышли исследования, в которых показывают, что нет. Наверное, он делает наоборот.
М. БАЧЕНИНА: Всё-таки это осталось «байками из склепа».
А. ЗАХАРОВ: Нет, факт остался фактом. Действительно, если взять кровь молодой мышки и вводить эту кровь старой мышке, старая мышка будет условно омолаживаться. Но мы не понимаем, что и почему с ней происходит.
М. БАЧЕНИНА: Понятно, значит, нужно повременить с кровью младенцев.
М. ГЕЛЬФАНД: В Советском Союзе в 20-е годы эта процедура была очень популярна среди людей.
А. ЗАХАРОВ: Переливание молодой крови старикам?
М. ГЕЛЬФАНД: Да.
А. ЗАХАРОВ: Эксперименты на мышах показывают, что это всё-таки факт. По крайней мере, если об этом пишут в журнале Nature, я думаю, этому стоит верить. Естественно, они говорят, что были немного разные модели экспериментов. Что чуть-чуть по-разному стрессировали этих животных, за разными вещами наблюдали, но будем смотреть. Факты, в любом случае, давно проверены, и многие лаборатории их повторили. А вторая новость оттуда же. Она касается панд. Выяснилось, что кишечные бактерии гигантских панд не очень хорошо приспособлены к тому, чтобы расщеплять целлюлозу. Оказалось, что они по своему видовому составу ближе к бактериям хищников. Хотя панды в основном питаются бамбуком, они не умеют этого делать.
М. БАЧЕНИНА: Панда ошиблась.
А. ЗАХАРОВ: Да, их жаль, но они справляются, хотя, судя по всему, не очень хорошо, потому что их становится всё меньше и меньше.
М. ГЕЛЬФАНД: Опять-таки не очень удивительно, потому что это от медведя.
М. БАЧЕНИНА: Друзья, а можно предположить, что панды благодаря эволюционному процессу станут хищниками, чтобы не вымереть в течение какого-то времени? Это из области фантастики?
М. ГЕЛЬФАНД: Нет, они были хищниками, они перешли на растительную диету.
М. БАЧЕНИНА: А почему так случилось, если они предрасположены к поеданию мясного рациона?
М. ГЕЛЬФАНД: Может быть, мясо закончилось в магазине?
А. ЗАХАРОВ: Очевидно, в какой-то момент бамбук оказался более доступным ресурсом. Если они не вымрут, то через какое-то время — большое, в эволюционном масштабе, — они, скорее всего, перестроятся.
М. БАЧЕНИНА: Давайте переходить к неандертальцам. Я предлагаю дать сначала определение, потому что если человек обращался к популярным ресурсам, то они могут быть немного ошибочные, или некорректные.
А. ЗАХАРОВ: Многие считают, что это наши прямые предки.
М. ГЕЛЬФАНД: Да, и это то, что происходит на глазах. Некоторое время назад я готовился к популярной лекции, нашёл старую книжку, которая у меня была, когда я учился в школе. Серия «Происхождение человека», переводная, в издательстве «Мир». И там был отдельный том про неандертальцев. И всё, что там написано — неправда, кроме прямых фактов, что есть кость, есть пещера. Все интерпретации этих фактов оказались, по-видимому, неправильными. Неандертальцы — это боковая ветвь человечества. Они разделились с нами примерно полмиллиона лет назад, ушли из Африки в Европу и Азию и жили тут сотни тысяч лет. А потом — примерно 50-60 тысяч лет назад — из Африки ушли уже наши непосредственные предки, повстречались здесь с неандертальцами и в конечном счёте их вытеснили. Теперь неандертальцев нет, а мы есть.
М. БАЧЕНИНА: Возникает вопрос, зачем нам их было вытеснять? Тоже потому, что мясо в магазине закончилось?
М. ГЕЛЬФАНД: Там сразу два вопроса: зачем надо было уходить из Африки, зачем надо было вытеснять неандертальцев. Всегда есть некоторое эволюционное давление. Если на одном месте живёт слишком много народу, то они расселяются, потому что конкурируют за ресурс. В Евразии, по-видимому, тоже была конкуренция за ресурс, которую неандертальцы не выдержали.
А. ЗАХАРОВ: Но, если я правильно понимаю, по-прежнему нет однозначной причины, по которой мы оказались более эффективными.
М. ГЕЛЬФАНД: Почему мы лучше, чем неандертальцы, почему нам это удалось. По-видимому, действительно нет. Это немного не моя область, я занимаюсь молекулярной наукой, а это более прямая антропология, но стандартного хорошего простого объяснения вроде бы нет.
М. БАЧЕНИНА: Это уже божественная сущность. Всё, что не может объяснить учёный, отправляем в ту область.
А. ЗАХАРОВ: Всё, что не могут объяснить учёные, они объяснят чуть позже.
М. ГЕЛЬФАНД: Да, с божественной сущностью надо быть осторожнее, потому что я участвовал в дискуссии с православными деятелями, которые признают эволюцию. И как раз то, в какой момент в человека вселилась божественная сущность — до разделения с неандертальцами или позже — тяжёлая теологическая проблема.
М. БАЧЕНИНА: Если мы всё-таки существовали на одной территории с этим видом, то были ли подтверждения скрещивания, как в фильме «История любви»?
М. ГЕЛЬФАНД: Фильма я не видел, но вопрос о том, скрещивались ли наши предки с неандертальцами, дебатировался в классической антропологии, которая занимается изучением костей, культурных артефактов. Время от времени находили черепа и скелеты, которые вроде как промежуточные. Поскольку уже ясно, что это две разные линии, то это не могло быть непосредственное развитие от предка к потомку. И одни антропологи интерпретировали это как гибридов, а другие говорили, что это могут быть просто более примитивные формы современного человека или индивидуальные вариации. И прорыв произошёл буквально в последние несколько лет, когда научились определять последовательности геномов из древних костей.
М. БАЧЕНИНА: А можно поподробнее?
М. ГЕЛЬФАНД: Да. Есть геном, это ДНК — то, где записана наша наследственность. У человека это примерно 3 миллиарда элементарных единичек, которые называются нуклеотиды, если кто-то помнит из школьного курса биологии. Весь наш геном — это большой-большой текст, записанный четырьмя сортами букв, которые называются «нуклеотид». В 70-е годы научились эти геномы читать, то есть определять последовательности. Сначала каких-то маленьких фрагментов, потом всё больше и больше, потом, в середине 90-х, появились полные геномы бактерий — это миллионы нуклеотидов. В начале нулевых определили последовательность генома человека. Это три миллиарда букв. Вся наша наследственность — это толстая книжка, в которой 3 миллиарда букв.
А. ЗАХАРОВ: А известно ли сейчас уже, сколько отдельных геномов людей прочитано?
М. ГЕЛЬФАНД: Есть проект «Тысяча геномов», но я думаю, что индивидуальных геномов уже даже больше.
А. ЗАХАРОВ: То есть когда был прочитан первый геном — это всё равно не статистика, а конкретный экземпляр. А сейчас мы уже более-менее разобрались?
М. ГЕЛЬФАНД: Да, сейчас мы делаем очень красивую науку, хотя это немного не моя область, скорее популяционная генетика. Сейчас действительно читают геномы, пытаются определять генетические предрасположенности по последовательности ДНК. Есть очень красивая работа популяционной генетики, с этим же связанная. Это современная ДНК. Вы просто берёте пробу крови, или сейчас это мазок со щеки, и определяете геном человека. Это стоит чуть больше тысячи долларов. То есть это стало совсем дёшево. А потом научились читать геномы, которые сохранились в древних костях. Это технически очень трудно, есть две проблемы. Во-первых, ДНК со временем деградирует, она лежит в земле и портится. Во-вторых, всегда есть проблема, читаете ли Вы ДНК из этой древней кости или Вы читаете ДНК того археолога, который хватал эту кость руками.
М. БАЧЕНИНА: Червячка какого-нибудь.
М. ГЕЛЬФАНД: Нет, с червячком легко. Отличить ДНК червячка от ДНК человека — это лёгкая проблема. Но вот отличить ДНК одного человека, скажем, неандертальца, от ДНК современного человека по последовательности — это уже трудно. Там есть специальные приёмы, как люди это делают. Это технически очень красивая экспериментальная наука. Первые работы такого сорта появились ещё в конце 90-х, но это были совсем маленькие фрагменты. Первый геном неандертальца был в 2007, но там были плохие работы, и они фактически были дезавуированы, потому что там была проблема загрязнения. Оказалось, что они в значительной степени определили не ДНК неандертальца, а ДНК современного археолога или лаборанта, который это хватал. В 2010 году появились уже чистые, хорошие работы. Уже был полный геном неандертальца, точнее, почти полный. И дальше сделали простую вещь: посмотрели в геномах современных людей, есть ли фрагменты, которые больше похожи на неандертальца, чем на других современных людей. И оказалось, что в геноме произвольно взятого европейца или азиата, то есть того, кто вышел из Африки 50 миллионов лет назад, как мы говорили, примерно 2% генома — это то, что пришло к нам от неандертальской бабушки или дедушки.
М. БАЧЕНИНА: Это всегда сохранится в этой ветви? Или, может, уменьшится до 1%, или когда-нибудь исчезнет вообще?
М. ГЕЛЬФАНД: Это средняя цифра. Скажем, если взять Вас, у Вас 2% ДНК — это то, что от неандертальского предка. Это, по-видимому, более-менее постоянная величина. Так и будет. Длина этих фрагментов со временем сокращается, они дробятся на всё более и более мелкие. И если пройдёт ещё несколько десятков тысяч лет, то мы просто перестанем эти фрагменты отличать от среднего фона, потому что они станут такими маленькими, что наши методы перестанут их выделять на фоне всего остального.
М. БАЧЕНИНА: Если методы наши не изменятся.
М. ГЕЛЬФАНД: Это вычислительная вещь. Думаю, что там ничего не выйдет. Это считается, и есть некий естественный предел.
А. ЗАХАРОВ: А известно, какие гены или не гены?
М. ГЕЛЬФАНД: Сейчас. Как эти фрагменты определяют. Возьмём Ваш геном и мой геном. Они будут, в общем, похожи, но будут места, где мы с Вами друг от друга сильно отличаемся. Но при этом Вы, например, больше похожи на неандертальца, чем на меня. Это — Ваш неандертальский фрагмент. Соответственно, есть кусочек, где я больше похож на неандертальца, чем на Вас. Это будет мой неандертальский фрагмент. Со временем в силу естественных процессов, которые происходят при половом размножении — умное слово здесь «рекомбинация», но его понимать совершенно необязательно — эти фрагменты становятся короче. Их суммарная длина постоянна, но они всё больше и больше дробятся, и, когда становятся совсем маленькими, этот статистический тест — кто на кого похож — просто перестаёт работать.
М. БАЧЕНИНА: Я хотела уточнить. Вы сказали, что, например, в этой части я похожа больше на неандертальца, чем на Вас, что Вы имели в виду? Я каким-то органом похожа, какой-то чертой?
М. ГЕЛЬФАНД: Нет, буквами в геноме. Это просто фрагмент генома. Про внешность — это отдельная история, это к вопросу Антона о том, что к нам от неандертальцев пришло. Пока мы не дошли до функций, ещё замечательный кусочек этой истории. В Денисовой пещере на Алтае нашли фалангу мизинца и потом зуб некоторой третьей линии человечества. Все привыкли, что есть неандертальцы, и мы, кроманьонцы, современные люди. Оказалось, что есть ещё денисовцы. Они чуть ближе к неандертальцам, чем к нам. Но при этом с неандертальцами они тоже разошлись очень давно. Это фактически третья независимая ветвь. Мы совершенно не знаем, как они выглядели. Всё, что мы о них знаем — это две маленькие косточки и геном. Нет ни черепов, ни скелетов, ни длинных костей. Антропологически мы совершенно не можем их себе представить. И это тоже удивительная история, потому что получается, что 50 тысяч лет назад бродили 3 вида человека. И скрещивались все со всеми, потому что фрагментов генома денисовца нет у европейцев, а среди азиатов они есть у жителей Австралии и Индонезии, Новой Гвинеи. То есть когда современные люди шли из Новой Гвинеи в Австралию, они где-то по дороге встретились с денисовцами. И вряд ли это было на Алтае, потому что путь не самый короткий.
А. ЗАХАРОВ: Имеются в виду современные люди?
М. ГЕЛЬФАНД: Предки современных папуасов где-то встретились с денисовцами и с ними гибридизовались. И последнее про геном. Мы говорили, что у каждого европейца или азиата есть 2% неандертальских геномов, но при этом фрагменты эти разные. Поэтому мы можем взять всех современных людей, ту самую тысячу геномов, про которую мы говорили. У каждого человека отдельно определить его неандертальские фрагменты. А потом из этих неандертальских фрагментов собрать геном того неандертальца, который с нашими чудесными предками скрещивался.
А. ЗАХАРОВ: А сколько мы сейчас отдельных неандертальских геномов расшифровали?
М. ГЕЛЬФАНД: Очень хорошо сделан алтайский неандерталец, который жил в той же самой Денисовой пещере, только немного в другое время. Прилично сделан хорватский неандерталец. Есть большие и хорошие куски испанского неандертальца. Я говорю по современным географическим привязкам.
А. ЗАХАРОВ: А они сильно друг от друга отличаются?
М. ГЕЛЬФАНД: Да, заметно.
М. БАЧЕНИНА: А о чём это говорит?
М. ГЕЛЬФАНД: Они отличаются друг от друга, как и современные популяции, даже, может быть, немного меньше. Сейчас есть слухи, что сделали четвёртого неандертальца из Румынии. И он тоже какой-то чудесный. Мы же можем определять древнюю ДНК не только неандертальцев, но и древнюю ДНК наших непосредственных предков, кроманьонцев. И есть несколько таких работ. Есть ДНК человека из Усть-Ишима, это в Томской области, это примерно 40 тысяч лет назад, и человека из Костёнок, это в Ставрополье, если я правильно помню. А там — та же самая доля неандертальских фрагментов, но они при этом гораздо длиннее. Тот самый процесс дробления, про который я говорил. Поскольку это древние люди, то они раздробились меньше по сравнению с нами. И это позволяет оценить, когда скрещивание происходило. У нас есть некие реперные точки, по которым мы можем продолжить назад процесс дробления и посмотреть, когда был один длинный фрагмент, то есть когда скрещивание произошло. И, похоже, что практически сразу после того, как наши предки из Африки вышли, они неандертальцев увидели, и всё началось. Теперь про гены. Про неандертальцев мы знаем, что они были белокожими, со светлыми волосами, веснушками и светлыми глазами. Про денисовцев, наоборот, мы знаем, что они были темнокожими, с чёрными глазами и чёрными курчавыми волосами. Это, действительно, можно определить просто по последовательности генов в геноме — по тому, какие варианты генов в геноме присутствуют. То есть денисовцы выглядели, как современные африканцы, а неандертальцы были антропологически немного другие: черты лица были другие, они были более прямые, изгиб позвоночника менее выражен. Но если неандертальца посадить в современный автобус, то, в общем, ничего удивительно не произойдёт, его не распознают как другого человека. Если взять всех неандертальцев и всех современных людей, то статистические различия будут. Но индивидуальный неандерталец вполне укладывается в пределы нашей антропологической нормы.
М. БАЧЕНИНА: А вообще это правда, или стереотип, засевший в моей голове, что Шариков — актёр, который прекрасно сыграл в «Собачьем сердце», — очень напоминает?
М. ГЕЛЬФАНД: Нет. Вы посмотрите реконструкцию современных неандертальцев, не похожи. А Вы неандертальских девочек посмотрите, и поймёте. Те реконструкции, которые Google даёт в картинках, — это редкостная красота. Это то, что мы знаем про неандертальцев и денисовцев. У нас от них остались какие-то варианты генов иммунной системы. У значительного количества современных евроазиатов есть варианты генов иммунной системы, которые унаследованы от неандертальцев. Похоже, что эта работа, которую делали, в частности, мы с китайскими коллегами в шанхайской лаборатории Филиппа Хайтовича, китайского учёного. Похоже, что у европейцев, но не у азиатов, велика доля неандертальских вариантов в генах метаболизма жиров. Этому могут быть разные объяснения, это надо будет смотреть отдельно. Есть чудесная история. Есть две близких народности: китайцы Хань — основные китайцы — и тибетцы. Они этнически и генетически очень близки. Но у тибетцев есть в геноме специальный вариант, который позволяет им жить на большой высоте.
А. ЗАХАРОВ: И это от денисовцев?
М. ГЕЛЬФАНД: Да. Это красивая история. Если нас с вами отправить на большую высоту, ещё и с рюкзаком, и заставить там быстро бегать, то мы будем ощущать недостаток кислорода. И есть такая регуляторная физиологическая система у всех людей. Что если есть недостаток кислорода, то надо делать больше красных кровяных клеток, соответственно, больше гемоглобина, чтобы обмен кислородом происходил интенсивнее. Так вот у тибетцев сломан этот физиологический процесс ответа на кислородное голодание. Если мы испытываем кислородное голодание, наш организм начинает делать больше эритроцитов, и они просто забивают капилляры.
М. БАЧЕНИНА: И нам становится ещё хуже.
М. ГЕЛЬФАНД: Помираем, да. Высокогорная болезнь, несколько дней очень плохо. Известно, какой ген за это отвечает. Если отключить работу этого гена, то такой реакции на кислородное голодание не происходит. И такой вариант есть у тибетцев, благодаря чему они могут жить в высокогорье. Наверное, они будут очень плохими марафонцами. Если их спустить обратно на равнину — в принципе, никакой разницы нет, но, наверное, они будут плохо бегать марафон, потому что у них нет этого ответа усиления производства эритроцитов на кислородное голодание. Это такое предсказание, я не проверял. У них разрушена эта обратная связь: «мало кислорода — больше эритроцитов». И в высокогорье это хорошо. Этот вариант гена у них унаследован от денисовцев, и это, по-моему, совершенно удивительный пример прямого вклада древних людей в адаптацию.
М. БАЧЕНИНА: И это удалось узнать благодаря фаланге и ещё маленькому кусочку?
М. ГЕЛЬФАНД: Да. Было известно, что у тибетцев есть вариант, но не было известно, откуда он взялся.
М. БАЧЕНИНА: А они, интересно, пользовались тем, что они особенные?
М. ГЕЛЬФАНД: Надо сказать, что есть тибетские собаки, которые тоже выживают в горах, у них сломан тот же самый ген, но в другом месте. То есть то же самое приспособление, возникшее независимо.
М. БАЧЕНИНА: Вот это потрясающе. Интересно, откуда это.
М. ГЕЛЬФАНД: У собак просто сломалось, по-видимому. Мутация произошла.
А. ЗАХАРОВ: Но и у денисовцев просто сломалось.
М. ГЕЛЬФАНД: У денисовцев сломалось, потому что если не живёшь в горах, то ничего адаптивного в этом нет.
М. БАЧЕНИНА: А какое время нужно, чтобы оно сломалось?
М. ГЕЛЬФАНД: Случайные мутации происходят всё время. Они должны закрепиться в популяции. Это немного другое. То есть ломается у одного, а потом распространяется. В популяционной генетике такого рода вещи довольно хорошо просчитаны. Это классическая популяционная генетика. Сколько времени нужно, чтобы варианту закрепиться после того, как он возник? Если он нейтральный, то есть ни на что не влияет; если он хороший; если он плохой, но не очень — это всё просчитано. Есть хорошие модели, которые позволяют это считать в каждом конкретном случае. Что мы ещё знаем из генома про неандертальцев. Мы знаем, что они жили небольшими группами, и эти группы довольно слабо взаимодействовали друг с другом.
А. ЗАХАРОВ: Как мы это поняли?
М. ГЕЛЬФАНД: Если есть несколько геномов, то мы их можем просто сравнивать. Тут есть интересная вещь. Я говорил, что геном — это 3 миллиарда букв, но это не совсем правда. Потому что 3 миллиарда — это папина сторона генома, и ещё 3 миллиарда — мамина. Они практически совпадают. Два человека отличаются друг от друга примерно один раз на тысячу нуклеотидов, на тысячу букв. Современные методы определения геномных последовательностей позволяют эти две копии генома прочитать независимо. То есть когда мы прочитали геном одного неандертальца, то на самом деле, мы прочитали две копии — мамину и папину. И дальше мы можем отличить, насколько отличаются друг от друга две копии генома у одного неандертальца заведомо из одной популяции от неандертальцев из разных географических мест. И дальше есть стандартные методы оценки разнообразия внутри групп и разнообразия между группами. И можно одно на другое поделить и сопоставить с тем, что мы наблюдаем у современных людей. И оказывается, что неандертальцы из разных групп отличаются друг от друга гораздо сильнее, чем современные люди из разных племён.
А. ЗАХАРОВ: При этом никакие антропологические данные нам не давали?
М. ГЕЛЬФАНД: Напрямую этого не было показано. И у денисовцев, по-видимому, было то же самое. Второе, что можно определить: у неандертальцев, но не у денисовцев, были очень близкородственные браки. Как определяется это. Если мама и папа — близкие родственники, то у них большие фрагменты генома будут тождественно совпадать. Соответственно, когда мы читаем эти две копии генома, и будут большие фрагменты, где вообще нет никаких отличий, — это означает, что родители были близкими родственниками. Это легко проверяется на современных людях, но мы знаем, что есть этнические группы, где это традиционно.
М. БАЧЕНИНА: Можно ли отсюда сделать вывод, что они страдали гемофилией?
М. ГЕЛЬФАНД: Они не страдали конкретно гемофилией, потому что это можно прочитать в геноме, но по-видимому, эффект такого генетического груза у них был. Не потому, что были близкие скрещивания, а скорее потому, что были маленькие популяции. И там легче закреплялись вредные варианты. Это классическая популяционная генетика. С точки зрения популяции близкородственные браки хороши, потому что они вредные мутации из популяции удаляют. Откуда возникает гемофилия? Если пришло два плохих варианта, независимых, один от мамы, другой от папы. И оказалось, что обе копии этого гена испорчены. И этим плохи близкородственные браки. У каждого человека испорчены сотни генов. Но поскольку у разных людей эти испорченные копии разные, то при случайном скрещивании, скорее всего, это будут разные гены. Поэтому один рабочий вариант будет. Если это близкородственное скрещивание, то с большой вероятностью эти поломки будут в одном и том же гене, и тогда больше вероятность генетической болезни. Тогда этот индивидуум плохо живёт, не оставляет потомство или вообще не выживает. Так что с точки зрения популяции близкородственные браки хороши, потому что они удаляют вредные мутации из популяции. Для конкретной семьи это, конечно, не очень хорошо.
А. ЗАХАРОВ: Хорошо. Допустим, мы умеем читать геном неандертальцев, геном денисовцев. Как далеко в историю мы умеем читать геномы? Сколько тысяч лет назад уже невозможно будет прочитать?
М. ГЕЛЬФАНД: Рекорд — это 400 тысяч лет. Это у человека. И это целый геном, правда, не ядерный, основной, а митохондриальный. Это тоже можно объяснить и тоже связано с денисовцами. У нас есть основной геном — 3 миллиарда, о которых мы до сих пор говорили. Это ядерный геном — та ДНК, которая в ядре, про которую мы до сих пор говорили. Основная наша наследственность живёт там. Но маленький дополнительный кусочек правды, который мы до сих пор не обсуждали, состоит в том, что у нас есть ещё геном. В каждой клетке есть специальные тельца, называются митохондрии. Это энергетические станции. И у них есть свой собственный геном. Это отдельная история, откуда они взялись. Она интересная, но уже не совсем про то. И митохондрии замечательны тем, что их геном передаётся строго по материнской линии. И если мы определяем последовательности митохондриального генома, то мы реконструируем строго женскую часть родословной. И, соответственно, есть Y-хромосома, по которой мы можем реконструировать строго мужскую часть.
А. ЗАХАРОВ: И есть два интересных термина: «митохондриальная Ева» и «Y-хромосомный Адам».
М. ГЕЛЬФАНД: Здесь важно понимать, что они жили в разное время и никогда не встречались. И, кстати, термины очень неудачные. Их авторы потом сильно жалели, потому что они вызывают кучу неправильных ассоциаций.
А. ЗАХАРОВ: Да, и их обвиняли потом очень много.
М. ГЕЛЬФАНД: Да, это они напрасно придумали. Но метафора красивая. Так вот с денисовцами оказалась удивительная вещь. Оказалось, что их митохондрии очень не похожи ни на наши, ни на неандертальские. То есть митохондрии денисовцев — это вклад какого-то ещё человека строго по материнской линии. И этот неизвестный человек отделился от нашей линии примерно миллион лет назад.
М. БАЧЕНИНА: Получается, уже четвёртый?
М. ГЕЛЬФАНД: Да, четвёртый. Отделился примерно миллион лет назад, и денисовцы с ним скрещивались. Во всяком случае, та популяция, которую мы можем изучать, алтайская. И митохондриальный геном денисовцев, который пришёл строго от мамы, он пришёл от этого неизвестного человека. Ближайшая к митохондрии денисовцев — та самая митохондрия, которой 300-400 тысяч лет. В разных статьях были немного разные оценки, я не помню, на чём сердце успокоилось.
А. ЗАХАРОВ: А это кто?
М. ГЕЛЬФАНД: Гейдельбергский человек. Не очень понятно, кто. А кость испанская, из пещеры Симаделас Суэсос. Это, по-видимому, тот рекорд, который нашли. По крайней мере, в костях, которые лежат в пещерах. У меня есть смутные воспоминания, что была какая-то лошадь из мерзлоты, которой было 700 или 800 тысяч лет, и какие-то геномные фрагменты там тоже находили, но есть разные условия. В мерзлоте ДНК сохраняется лучше.
М. БАЧЕНИНА: Чем колбаса на подоконнике.
М. ГЕЛЬФАНД: Непонятно, есть ли в колбасе ДНК. На самом деле есть.
А. ЗАХАРОВ: По крайней мере, бактериальная.
М. ГЕЛЬФАНД: Какая-нибудь да есть.
М. БАЧЕНИНА: А зачем нам это всё? Чтобы узнать, откуда мы? Как там было раньше? Или это к чему-то ещё подтолкнёт науку?
А. ЗАХАРОВ: Зачем изучать геном современных людей и неандертальцев?
М. БАЧЕНИНА: Зачем изучать, сколько ветвей, промежуточные звенья, где кто жил. С точки зрения истории и массы других наук, я это понимаю. А вот что это даст, кроме багажа знаний?
М. ГЕЛЬФАНД: Это вопрос, который относится ко всем фундаментальным наукам, не обязательно к изучению ДНК неандертальцев. Я думаю, что ситуация такая. Во-первых, никто заранее не знает, какое фундаментальное открытие окажется полезным. Мой любимый пример вовсе не из биологии, он из математики. Был замечательный математик Харди, который в 30-е годы всем своим ученикам советовал заниматься теорией чисел, потому что это самая бесполезная теория математики, которую можно придумать. Но важно понимать, что теория чисел — это то, что лежит в основе любых защищённых банковских транзакций сегодня. Когда вы засовываете кредитную карточку в банкомат, вы питаетесь последствиями той самой бесполезной математики, которая была. Из биологии таких примеров, конечно, тоже масса. Так оказывается, что наука в принципе как целое себя оправдывает. Какой именно кусочек фундаментальной науки выстрелит, что именно окажется полезным, мы заранее обычно не знаем.
Конкретно про неандертальцев, по-моему, это фантастически интересно. Это очень интересно. Во-вторых, это имеет некий мировоззренческий смысл, потому что если среди слушателей случайно имеются белые супрематисты, то они благоволят пойти и расшибиться об стену, потому что это их бабушки с дедушками трахались с неандертальцами, а у африканцев ничего такого не происходило. У них кровь чистая.
А. ЗАХАРОВ: Потому что неандертальцы туда не дошли.
М. ГЕЛЬФАНД: Это показывает некие единства и разнообразия человечества. В этом смысле, мировоззренчески, это тоже довольно интересно. Отдельная вещь, что есть какой-то неандертальский вариант, который определяет предрасположенность к диабету второго типа. И он у нас от неандертальцев. Я говорил, что у нас есть от неандертальцев какие-то варианты генов иммунной системы, которых у африканцев нет. Интересный вопрос, в чём их приспособительная роль. Почему они не в нашем геноме задержались.
А. ЗАХАРОВ: Возможно, это связано с тем, что с теми паразитами, с которыми мы встретились здесь, неандертальцы уже жили давно.
М. ГЕЛЬФАНД: Конечно, это самое естественное объяснение. Я не очень люблю натягивать эти медицинские применения на классическую генетику, но это реально протекает.
М. БАЧЕНИНА: Интересно, болели ли неандертальцы, и чем?
М. ГЕЛЬФАНД: Там были какие-то предрасположенности, я не очень хорошо это знаю. Из-за того, что популяции были маленькие и вступали в браки внутри себя. Далёких браков было, по-видимому, очень мало, поэтому там накапливались вредные варианты. В среднем неандертальцы с геномной точки зрения были чуть хуже, чем кроманьонцы, во всяком случае, современные.
М. БАЧЕНИНА: А о характере что-нибудь?
М. ГЕЛЬФАНД: Про характер известно, да.
М. БАЧЕНИНА: А откуда?
М. ГЕЛЬФАНД: Делали вот что. Брали гены денисовцев, неандертальцев и современных людей. Реконструировали общего предка, это легко сделать. И смотрели, какие гены сильно меняются в каждой из этих ветвей. И оказалось, что в нашей линии сильно меняются гены из двух национальных систем. Гены, которые отвечают за цвет кожи, цвет волос, строение волос — только у европейцев и азиатов. У африканцев в этих генах скорость изменения нормальная. Такая же, как в среднем по геному. И это понятно почему. В Африке мы были темнокожие, черноволосые, курчавые. Ушли в Евразию — солнечного света стало меньше, риск меланомы уменьшился, а риск рахита увеличился. Это связанные вещи. То есть полезно быть светлокожим, чтобы больше солнечного света усваивать. Рахита не будет, а меланома не так страшна. Это приспособление конкретно тех, кто из Африки ушёл. А ещё одна группа генов, которые сильно менялись в нашей кроманьонской ветке — это гены, которые отвечают за агрессивность. Картинка довольно мрачная, потому что пришли кроманьонцы злые из Африки, с мирными неандертальцами сначала гибридизовались, а потом и полностью их вытеснили.
А. ЗАХАРОВ: Причём иногда, возможно, насильственными методами.
М. ГЕЛЬФАНД: Но вот это в геноме не написано.
А. ЗАХАРОВ: В геноме — нет, но это на черепах было написано. По крайней мере, доказано, что на черепах неандертальцев большее число повреждений, чем на черепах кроманьонцев.
М. ГЕЛЬФАНД: Если не так далеко залезать, была чудесная история, уже более современная, несколько тысяч лет назад вытаял труп человека из снега, примерно на границе Австрии с Италией. Это парень, который жил примерно 7 тысяч лет назад, ему лет 40 было. Боюсь в деталях наврать. И это реальный детектив, потому что он ушёл на охоту, и его там убили. Откуда мы знаем, что он ушёл на охоту — мы видим, что он взял с собой. Откуда мы знаем, что его убили — у него в лопатке торчал наконечник копья. Его изучали довольно подробно, известна его группа крови, геном прочитали. Он действительно болел болезнью Лайма. Там кроме его собственной ДНК ещё нашли ДНК бактерий. Это такая лихорадка, которая возникает от укуса клещей — баррелиоз. И в нём была куча этих баррелей.
М. БАЧЕНИНА: А если сделать вывод о характере? Получается, что кроманьонцы — злые и нехорошие.
М. ГЕЛЬФАНД: Полезно понимать на всякий случай, что кроманьонцы — это мы с вами.
М. БАЧЕНИНА: А неандертальцы — добрые, мирные и нежные.
М. ГЕЛЬФАНД: Это, конечно, немного натяжка, напрямую в геноме мы этого прочитать не можем. Но в качестве сильно упрощённой картинки, наверное, можно так сказать.
М. БАЧЕНИНА: Неандертальцы жили своими группами, популяциями довольно далеко друг от друга по временным рамкам? Или ещё и километраж?
М. ГЕЛЬФАНД: Есть неандертальцы от Испании до Алтая.
М. БАЧЕНИНА: Но это также во временном пространстве сдвинуто? Или они одновременно жили на Алтае и в Испании?
М. ГЕЛЬФАНД: Там история вот какая. Это, по-видимому, из геномных данных выскочило, что была более-менее непрерывная популяция от Европы как минимум до Алтая, потом в Европе наступило обледенение, и, по-видимому, осталось очень мало групп. Если мы смотрим разнообразие неандертальских геномов, в данном случае как раз митохондриальных, то оно устроено так. Есть довольно большое разнообразие древних неандертальцев, которые старше, чем 50 тысяч лет назад. Продолжается большое разнообразие в Азии. А в Европе в какой-то момент осталось очень мало групп, которые потом обратно в Европу заселили. Но генетическое разнообразие в результате этого сильно уменьшилось. Это тоже следует из геномных данных в первом приближении.
А. ЗАХАРОВ: А скрещивались мы с европейскими неандертальцами?
М. ГЕЛЬФАНД: Где это происходило, мы не знаем. Есть основания думать, что где-то в районе современной Турции, но не очевидно. А если смотреть по геномам, то ближайший родственник того неандертальца, реконструированного из наших геномов, это неандерталец из Адыгеи. Поэтому если кому-то нужен повод для национальной гордости, то вот он. Это наш родной адыгейский неандерталец.
М. БАЧЕНИНА: Они стоянки свои меняли часто?
М. ГЕЛЬФАНД: А кто знает? Антропологи, наверное, знают. Но тоже не очень понятно, как. Но Евразию они заселили довольно плотно.
А. ЗАХАРОВ: Так что, очевидно, они всё-таки путешествовали.
М. ГЕЛЬФАНД: Но при этом за невестами они всё-таки далеко не ездили.
М. БАЧЕНИНА: Спасибо Вам гигантское, очень интересно и познавательно. Доктор биологических наук, профессор МГУ, заместитель директора Института проблем передачи информации, Гельфанд Михаил Сергеевич.
М. ГЕЛЬФАНД: Спасибо, всего хорошего.