Марина Маркова
Потомки африканской Евы
По материалам передачи «Очевидное—невероятное»

Чем определяется генетическое разнообразие народов? Что может сказать генетика о групповых и индивидуальных характеристиках человека, начиная с его здоровья и заканчивая поведением? Что в формировании личности зависит от природы, а что от воспитания, социальных условий? Именно об этом шла речь в беседе профессора Сергея Петровича Капицы со старшим научным сотрудником лаборатории анализа генома человека Института общей генетики Российской Академии наук Светланой Александровной Боринской.

Наша генетическая родина

Молекулярная генетика позволяет реконструировать историю формирования как отдельных народов, так и человечества в целом. Исследования последних десятилетий буквально перевернули наше представление о происхождении человека. Изучение и сравнение образцов ДНК, выделенных из крови жителей разных континентов, дали возможность установить степень их генетического родства. Как в сравнительной лингвистике по числу общих слов определяют родственные языки, так же в генетике по числу общих элементов в ДНК выстраивают родословную человечества (см. „В мире науки“, №7, статью Л. Животовского и Э. Хуснутдиновой „Генетическая история человечества“). Оказалось, что по женской линии всех людей можно возвести к единой общей праматери, которую окрестили митохондриальной (митохондрия — клеточный орган, в котором находится ДНК), или африканской Евой. По скорости появления нейтральных мутаций в ДНК генетики установили, что она жила более 100 тыс. лет тому назад в популяции численностью около 10 тыс. индивидов. Конечно, она не была единственной женщиной на Земле. Её соплеменники — мужчины и женщины — также передали свои ДНК и гены потомкам. Но именно от „Евы“ происходит участок ДНК, наследуемый по женской линии как своеобразная „генетическая фамилия“. Так, у человека может быть много предков — две бабушки, четыре прадедушки и т. д., но фамилию он получает только от одного из них, а остальные могут оставить ему в наследство деньги, земли, имущество.

Мужские генетические линии исследуются на основе Y-хромосомы, характерной только для мужчин (у женщин её нет) и передающейся от отца к сыну. Это позволило восстановить родословную человечества по мужской линии. В результате сравнения данных двух генетических исследований удалось получить общую картину происхождения разных ветвей развития человечества и понять, как наши предки расселялись по Земле.

Основные пути и даты расселения людей
Рис. 1.  Основные пути и даты расселения людей
Согласно последним данным генетических исследований, человечество возникло в Африке более 100 тыс. лет назад, около 70 тыс. лет назад люди стали покидать континент и примерно 40–50 тыс. лет назад пришли в Европу, где жили неандертальцы, чьи предки поселились здесь около 300 тыс. лет тому назад. Восстанавливать генетическую историю населения Европы крайне трудно, поскольку вынужденные миграции (вплоть до возвращения в Африку и повторного исхода оттуда), вызванные ледниковыми периодами, привели к сильному смешению народов. История заселения Азии менее запутанна, поскольку там не было ни ледников, ни скачкообразной миграции (см. рис. 1).

Расселяясь по Земле, люди оказывались в разных климатических условиях и вынуждены были к ним приспосабливаться, а потому многие генетические и антропологические различия (например, по цвету кожи) в значительной мере связаны с адаптацией к условиям жизни и способу питания. Немаловажную роль сыграло и развитие культуры, ставшей своеобразным посредником между человеком и средой обитания.

Ты — то, что ты ешь

Существуют генетические различия, связанные с особенностями питания. Современному человеку свойственна смешанная диета. Во всяком развитом обществе основу питания составляют продукты земледелия и животноводства, а охота и собирательство отошли в прошлое и стали не более чем развлечением. Кроме того, цивилизованные люди отличаются низкой физической активностью по сравнению с нашими предками, что также требует генетической адаптации. Таким образом, существует очень сложная взаимосвязь образа жизни и генетики.

Например, распространённый в Эфиопии местный злак тефф (он настолько мал, что 150 зёрнышек весят столько же, сколько одно пшеничное зерно) входит в состав 60% продуктов питания, потребляемых местным населением: местные хозяйки выпекают из него пресный хлеб инжера по рецепту, дошедшему из глубины веков. Подобная диета вызвала увеличение числа копий определённого гена, предположительно связанное с перевариванием именно такой пищи и не встречающееся у других народов.

Генетическая граница между Европой и Азией проходит по Уралу
Рис. 2.  Как представлены европейские и азиатские линии в Европе? На рисунке европейские генетические линии окрашены голубым цветом, а азиатские — жёлтым. Чем дальше на Восток, тем больше появляется жёлтого цвета. „Генетическая граница“ между Европой и Азией проходит по Уралу, где столкнулись две волны расселения — европейская и азиатская.
Непереносимость того или иного продукта также обусловлена генетически (см. „В мире науки“, №4, статью У. Леонарда „Пища для размышлений“). Так, молоко у многих народов традиционно считается детской пищей и у взрослых вызывает нарушения пищеварения. Например, большинство китайцев вовсе не могут его пить. Это связано с тем, что при рождении у всех млекопитающих, в том числе и у человека, вырабатывается специальный фермент лактаза, расщепляющий молочный сахар. В возрасте от трёх до пяти лет, когда заканчивается грудное вскармливание, он становится не нужен и исчезает. Однако у ряда народов (в основном у европейских и некоторых африканских) произошла мутация, позволившая взрослым сохранить синтез этого фермента. Считается, что толчком послужило распространение молочного скотоводства. Немаловажную роль сыграл и географический фактор. Под воздействием солнечных лучей в клетках кожи человека вырабатывается витамин D, необходимый организму для нормального усвоения кальция. Поэтому северяне, лишённые достаточного количества УФ лучей, обладают более светлой, чем у жителей южных регионов, кожей, чтобы она не препятствовала выработке важного витамина. Молоко для северян является ценным ресурсом, поскольку обеспечивает организм кальцием и способствует нормальному формированию костей. Возможно, оба фактора — молочное животноводство и суровые климатические условия севера — привели к тому, что у северных народов частота этой мутации оказалась самой высокой. Аналогичный генетический механизм отвечает и за непереносимость спиртного. В основном это относится к представителям монголоидной расы, в истории которых, возможно, был некий фактор, который привёл к накоплению мутаций, препятствующих нормальному расщеплению спирта.

Генетическая диета

Генетические исследования показывают, что различным людям в силу их наследственных особенностей следует придерживаться определённой диеты, воздерживаться от потребления тех или иных продуктов. Так, исследователями был выявлен ген, участвующий в регуляции уровня холестерина в крови. Определённая его мутация, ведущая к повышению количества данного вещества, может в 10 раз увеличить вероятность развития старческого слабоумия и заболеваний сердечно-сосудистой системы. Однако при высоком уровне физической активности риск заболеваний уменьшается. Кроме того, у некоторых африканских народов вариации этого гена не влияют на уровень холестерина. Предполагается, что у наших предков, которые вели кочевой образ жизни охотников и собирателей и много двигались, „высокохолестериновый“ вариант гена помогал компенсировать нехватку этого вещества в пище. Когда образ жизни и диета изменились, наличие такого варианта гена превратилось в фактор риска. То же самое происходит с геном, отвечающим за усвоение соли, которая в своё время была дефицитным продуктом, а сейчас общедоступна и потребляется в избытке. „Соляной ген“ грозит развитием гипертонии. Таким образом, то, что нам обычно рекомендуют врачи: физическая активность, низкосолевая диета, витамины — всё это, по существу, предназначено для восстановления той естественной среды, к которой человек биологически адаптировался за миллионы лет биологической эволюции.

Наследственные заболевания

Иммунитет напрямую связан с наследственностью. Именно она предопределяет невосприимчивость к некоторым инфекциям, в частности к СПИДу. Были обнаружены мутации, определяющие устойчивость к вирусу иммунодефицита человека (см. рис. 3). На графике показаны кривые выживаемости ВИЧ-инфицированных. Нижняя линия (синяя) соответствует смертности больных, не имеющих защитных мутаций. Наличие защитных изменений в одном из генов ведёт к замедлению развития СПИДа после инфицирования (зелёная и красная кривые). Носители изменений в нескольких генах либо вовсе не восприимчивы к инфекции, либо, являясь носителями вируса, очень долго не заболевают (верхняя оранжевая кривая).

Выживаемость после ВИЧ-инфицирования
Рис. 3.  Выживаемость после ВИЧ-инфицирования в зависимости от наличия защитных мутаций. Оранжевая линия — защитные мутации одновременно в двух генах; красная и зелёная — мутации в одном гене; синяя — нет защитных мутаций.
Хотя СПИД появился совсем недавно, мутации, защищающие от него, возникли много тысяч лет назад. Одна из мутаций устойчивости к ВИЧ распространилась в Европе около 700 лет назад, что совпадает с эпидемией чумы 1348 г., в результате которой Европа буквально обезлюдела — в среднем погибло около трети населения, а в некоторых районах — до 80%. Однако другая часть людей не заболела, хотя, несомненно, подвергалась опасности заражения. Можно предположить, что мутации, о которых идёт речь, защищают не только от ВИЧ, но и от некоторых других инфекций, так как воздействуют на работу иммунной системы.

Любое заболевание, поразившее человечество впервые, переносится очень тяжело и зачастую приводит к смерти большого количества людей. Но через несколько поколений происходит адаптация, меняются и инфекции, и люди, которые приобретают генетическую устойчивость к данному недугу. Заболевание, циркулируя в популяции, из разряда смертельно опасных переходит в более лёгкую „весовую категорию“. Наиболее убийственные вирусы и бактерии постепенно исчезают, поскольку, убивая своих носителей, они и сами лишаются возможности распространяться.

Социальные кризисы, войны, сопровождающиеся голодом и мором, эпидемии приводят к массовой гибели людей, что может вызывать значительное изменение генофонда.

Культура, воспитание и генетические нарушения

Некоторые факторы, связанные с социально-культурными аспектами жизни, определяются генетическими особенностями индивида. В частности, существуют нарушения речи (например, проблемы с артикуляцией и затруднённое восприятие грамматики), которые передаются по наследству, что подтверждается родословной.

Предполагается, что нарушение функции гена, участвующего в формировании коры головного мозга, влияет на возникновение подобного устранимого генетического дефекта речи, которая относится к высшим проявлениям нервной деятельности человека. Обнаружены генетические участки, отвечающие и за другие наследственные нарушения, например за дислексию (когда ребёнок не может научиться читать). Трудности в обучении чтению испытывают от 5 до 15% школьников, причём часть из них, имея вполне сохранный интеллект, страдает от генетически обусловленной дислексии. Если удаётся выявить дефект на ранней стадии, то введение специальных коррекционных программ может дать положительные результаты.

Детское врождённое заболевание фенилкетонурия, связанное с нарушением обмена веществ, вызывается одной-единственной мутацией, блокирующей работу фермента, отвечающего за превращение аминокислоты фенилаланина в тирозин. Мутация ведёт к нарушению синтеза пигментов, а потому больные дети, как правило белокурые, с голубыми глазами и светлой кожей. В первые месяцы жизни они развиваются нормально, но уже к году проявляются нарушения, основным из которых является умственная отсталость. Когда учёные выяснили молекулярную природу заболевания, были разработаны эффективные методы лечения недуга. Наиболее действенной оказалась специальная диета. Таким образом, некоторые генетические отклонения могут быть скорректированы социально-культурной средой. Генетики сравнивают изучение генов с карточной игрой: хороший игрок может выиграть и с плохими картами. Но для этого необходимо знать негативное воздействие определённых генов и подобрать условия жизни и воспитания, которые позволят человеку полноценно развиваться и свести к минимуму врождённые дефекты.

Характер и поведение

Несомненно, существует генетическая предрасположенность к тому или иному образу жизни. Сегодня можно определить генетические задатки человека и дать соответствующие рекомендации. Однако генетика влияет не только на физиологические процессы, но и на характер и поведение человека.

Кубиками обозначены мужчины (тёмные — больные, светлые — здоровые), кружочками — женщины (тёмный ромбик указвыет на здоровых женщин — носительниц мутации)


Рис. 4.  В голландской семье выявлена мутация в гене моноаминоксидазы МАО-А, связанная с повышенной агрессивностью у мужчин.
В одной голландской семье все мужчины отличались агрессивностью. Исследования показали, что такое поведение связано с наследственным заболеванием, вызванным мутацией в гене, регулирующим работу нервной системы. Причем болели только мужчины, а женщины являлись только носителями мутации и передавали её своим сыновьям. Повреждённый ген находился в Х-хромосоме, которых у женщин, как известно, две. Если в одной из них ген мутировал, то во второй продолжал работать нормально. У мужчин же мутация в гене на единственной Х-хромосоме приводила к прекращению выработки фермента. Однако даже у членов одной семьи мутация проявлялась по-разному (см. рис. 4).

Исследователи утверждают, что генетические оптимисты существуют

Наследственность влияет не только на развитие таких психических заболеваний, как шизофрения, депрессия, но и на вполне нормальные личностные характеристики человека. Оказывается, например, что стремление к новым впечатлениям отчасти тоже генетически детерминировано. По оценкам специалистов, 40–60% личностных свойств человека достаются ему по наследству. Так, найден ген, который влияет на то, будет ли человек наделен беспечным, весёлым, лёгким характером или он окажется тревожным и подозрительным. Можно сказать, что существуют генетические оптимисты и пессимисты.

Но не всё, конечно, зависит от генов — они лишь предопределяют вероятность развития того или иного признака, а выбор человека основан в конечном счёте на полученном воспитании и культурной традиции. Например, отважный человек, стремящийся к новым впечатлениям, может стать альпинистом или спасателем, но может избрать и „карьеру“ террориста. На такой выбор влияют уже не гены, а общество, социальная, религиозная среда, воспитание.

Приспособленность людей к тем условиям, в которых они сегодня живут, оплачена ценой гибели тысяч их предков, не сумевших приноровиться к требованиям среды. Выжить людям помогло исключительное генетическое и культурное разнообразие. Гены, конечно, не определяют культуру. Скорее они адаптируются к тому хозяйственно-культурному типу, который позволяет человеку освоить определённую среду обитания. Процессы культурной и генетической эволюции в определённом смысле аналогичны. Вероятно, отбор идей, стереотипов поведения происходит так же, как и отбор генов: то, что не годится — вымирает; то, что годится — идёт дальше и развивается. Выживание человечеству обеспечивало как появление новых вариантов генов, элементов культуры и традиций, так и сохранение старых признаков. С точки зрения эволюции разнообразие (как генетическое, так и культурное) очень ценно для выживания. Как для всего рода людского, так и для каждого отдельного народа, оно — залог эволюционного развития и существования самой человеческой природы — самой очевидной и невероятной изо всего, что нас окружает.

В мире науки

Статьи близкой тематики:
Теперь человеку — 7 миллионов лет!  Григорий Зеленко.
Гены брата.  Е. Клещенко.
У начала начал?  Рафаил Нудельман.
Генетическая история человечества.  Лев Животовский, Эльза Хуснутдинова.
Чьи же мы потомки, в конце-то концов?  Михаил Вартбург.
Эссе Хомо.  Игорь Лалаянц.
Происхождение. Было или не было?  Кирилл Ефремов.
Победа ценой поражения.  Кирилл Ефремов.
Трудись, не покладая рук.  Кирилл Ефремов.
Гены и история.  Игорь Лалаянц.
Геногеография — путь в наше прошлое.  Никита Максимов.
И всё-таки — Африка!  Рафаил Нудельман.
Как человек сам себя сотворил.  Кирилл Ефремов.
Звёздные карты галактики «Человечество».  Кирилл Ефремов.
Гомо сапиенс и геном.  Игорь Лалаянц.
СЕНСАЦИЯ! Найден предок человека…  Кирилл Ефремов.
Неандерталец с Кавказа. Загадки проясняются.  Никита Максимов.
Как погибли неандертальцы.  Рафаил Нудельман.
Первооткрыватели Евразии.  Кейт Вонг.
Долгий «обезьяний процесс».  Алексей Левин.




2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования