Жизнь, которую мы создали. Как пятьдесят тысяч лет рукотворных инноваций усовершенствовали и преобразили природу

В самые холодные времена последнего ледникового периода бизонам в Северной Америке жилось несладко. Мало того что практически исчезли пастбища, так еще и появился новый хищник, у которого имелись особые виды на бизонов. Этот хищник, только что перебравшийся по перешейку из Азии, ходил прямо, на двух ногах, и умел швыряться остроконечными предметами. Да, я говорю о первых людях, ступивших на континент. Бизонам никогда еще не приходилось сталкиваться с хищниками, которые охотились подобным образом. Обычные хищники, угрожающие бизонам (то есть волки, медведи и крупные кошачьи), способны за одну успешную охоту завалить одного-двух бизонов, обычно или самых молодых, или старых либо больных. А люди работали сообща и могли за раз истребить десяток, а то и больше особей. Они нацеливались не на самых слабых в стаде, а на самых крупных, здоровых и жирных. Человеческие популяции росли, люди охотились на бизонов все чаще и активнее, и это разрушало структуру бизоньего стада. Приходили и уходили брачные сезоны, самок становилось все меньше, а значит, было меньше и телят – и поголовье бизонов постепенно сокращалось. Вдобавок среда обитания бизонов совсем оскудела, и уцелевшие стада теснились на островках травянистых лугов, которые быстро уменьшались. К несчастью для бизонов, люди тоже знали, где находятся эти островки.

Палеонтологи могут рассчитать, как сокращалось поголовье бизонов в ледниковый период, по количеству датируемых этим периодом бизоньих костей, однако данные секвенирования древней ДНК значительно надежнее. К тому времени, когда ледниковый период подошел к концу и мир начал отогреваться, популяция бизонов Берингии, некогда огромная и единая, сократилась до нескольких небольших, географически изолированных стад, каждое из которых влачило жалкое одинокое существование на последних островках травы. Остатки популяции продержались еще какое-то время, иногда несколько тысяч лет, но времена изобилия канули в прошлое. Особи, жившие на том или ином островке, были генетически идентичны – признак того, что популяции стали очень малы, – и редко переходили на другие островки. Последние северные популяции бизонов вымерли две тысячи лет назад.

Бизонам, очутившимся при слиянии Лаврентийского и Кордильерского ледниковых щитов с южной стороны, также пришлось тяжело – ведь здесь с конца ледникового периода тоже были люди. Они жили рассеянными поселениями и изобретали все новые орудия, иногда предназначенные специально для охоты на бизонов. Тринадцать тысяч лет назад к югу от ледников осталось уже совсем мало бизонов – одно или, может быть, несколько стад. Все нынешние бизоны происходят от этой южной популяции. Если бы не несколько выживших бизонов к югу от ледниковых щитов, эти животные вымерли бы, повторив судьбу мамонтов, гигантских медведей, североамериканских львов и многих других знаменитых зверей ледникового периода.

Передышка

Когда последний ледниковый период завершился и наступил нынешний период потепления – новая геологическая эпоха под названием голоцен, – климат улучшился и в центральной части Северо-Американского континента снова пышно разрослись травы. Мамонты и лошади уже вымерли или находились на грани вымирания, а следовательно, у бизонов было меньше конкуренции в этой растущей экологической нише. В итоге 10 000 лет назад их поголовье восстановилось и они прекрасно себя чувствовали. Миллионы бизонов (состоявших в близком родстве друг с другом) распространились по равнинам (впоследствии их назовут равнинными бизонами) и по лесам, тянувшимся к северу (они станут именоваться лесными бизонами). Ранний голоцен был идеальным временем для североамериканских бизонов.

Люди, разумеется, тоже чувствовали себя отлично. К тому времени, как равнины Северной Америки снова заросли травой, люди успели расселиться практически по всему континенту. Эти первые жители Северной Америки подходили к вопросу истребления бизонов весьма творчески. Вооруженные копьями, луками и стрелами, они загоняли зверей в сугробы, теснили в ущелья и естественные загоны, устраивали на них засады у переправ через реки и озера. Они гнали бизонов на замерзшие водоемы, нападали на них у водопоя и сгоняли с крутых обрывов, отчего животные гибли или калечились – либо в результате самого падения, либо потому, что валились друг на друга. В таких местах массовых убийств – «бизоньих прыжков» – за один раз с обрыва нередко сгоняли до нескольких сотен особей.

Общинная охота на бизона была важной частью социальной жизни первых жителей Северной Америки. Общинная охота – это общинная добыча, а значит, разрозненные группы объединялись, чтобы как можно лучше распорядиться горами бизоньих трупов (иногда это были буквально горы). Во время таких дележей добычи воссоединялись семьи, отмечались те или иные успехи, принимались политические решения, заключались браки. Бизоньи шкуры превращали в обувь, каноэ, стены вигвамов, из рогов делали кубки и погремушки. Эти предметы, а также песни, устные рассказы, танцы и произведения искусства хранят память о более чем четырнадцати тысячах лет взаимодействия между людьми и бизонами в Северной Америке. Люди жили за счет бизонов, а бизоны участвовали в формировании ранней эволюционной истории человечества.

Бизоны тоже адаптировались к сосуществованию с людьми. К раннему голоцену бизоны стали миниатюрнее своих предков, живших в ледниковый период. Палеонтолог из Аляскинского университета в Фэрбенксе Дейл Гатри в своей книге (Dale Guthrie, Frozen Fauna of the Mammoth Steppe) объясняет измельчание бизонов взаимодействием с людьми. В ледниковый период на бизонов охотились главным образом львы, гигантские медведи и саблезубые тигры, а эти животные нападают поодиночке или небольшими стаями. Чтобы не дать себя съесть, бизон может сопротивляться или даже пойти в контрнаступление, воспользовавшись своими огромными грозными рогами. После того как эти животные вымерли, главными хищниками, охотившимися на бизонов, стали люди. Когда на стадо бизонов нападает стая волков или группа участников общинной охоты, лучшая стратегия для выживания – бежать. Поэтому новый тип охоты благоприятствовал эволюции относительно мелких и подвижных бизонов. С этой точкой зрения согласен и канадский биолог Валериус Гейст: он напоминает, что люди скорее всего тоже оказывали на бизонов сильное эволюционное воздействие, поскольку в результате их методов охоты самые крупные и храбрые самцы были истреблены, ибо именно такие особи были особенно склонны бросаться на людей, вооруженных копьями, а поэтому и гибли с большей вероятностью. Около пяти тысяч лет назад, то есть, вероятно, примерно через 15 тысяч лет после первой встречи с человеком, североамериканские бизоны уже выглядели примерно как сегодня – масса их тела составляла около 70 процентов массы их предков, живших в ледниковый период.

Вероятно, уменьшение размеров бизонов косвенно повлияло и на людей. Поскольку у людей появились бесперебойные источники бизоньего мяса, они основывали постоянные поселения в лучших местах обитания бизонов – ведь вооруженный человек всегда победит в борьбе за территорию. Бизонов оттеснили туда, где растительность была менее обильной и питательной и где небольшие бизоны, которым требовалось меньше ресурсов, получили преимущество перед своими более крупными братьями и сестрами. Бизоны приспособились и стали жить дальше, пусть даже их вес и количество уменьшились.

Потом настала передышка… по крайней мере для бизонов. Примерно пятьсот лет назад в Северную Америку пришли европейцы, и по континенту пронеслись разрушительные волны эпидемий – оспы, коклюша, тифа, скарлатины и других болезней, которые едва не истребили коренное население. При такой смертности многие достаточно древние человеческие поселения исчезли и охотиться на бизонов стали меньше, так что это бремя было с них отчасти снято. Судя по историческим источникам, к середине XVIII века на равнинах Северной Америки паслось уже 60 миллионов бизонов. Однако закрепить этот успех не удалось.

Европейцы не только занесли в Северную Америку инфекционные болезни, но и вернули туда лошадей. Лошади появились в Северной Америке миллионы лет назад в результате эволюции, но вымерли на этом континенте к концу последнего ледникового периода, сохранившись только в Европе и Азии. Когда в XVI веке испанские первопроходцы снова завезли лошадей, бизоны оказались в опасности. К началу XVIII века все – и колонисты, и коренные жители – обнаружили, что верхом на лошадях особенно удобно загонять и убивать бизонов. А еще европейцы привезли с собой ружья, которые стали вторым после лошадей врагом для бизонов, потому что они стреляли в зверей метко и быстро.

В начале XIX века темпы европейской колонизации ускорились, и это естественным образом отразилось на охоте на бизонов. Колонисты, волнами распространявшиеся на запад, быстро сообразили, что бизоны вкусные и хорошо продаются. Звероловы и торговцы ежегодно привозили на Восточное побережье сотни тысяч бизоньих шкур. Железнодорожные компании предлагали пассажирам (как сейчас нам на борту самолета предлагают посмотреть фильм) своеобразное развлечение: скакать верхом по прериям рядом с поездом и стрелять в бизонов. Но главное, правительство и военные считали бизонов ресурсом врага, а врагом становился любой индеец, который не желал отказываться от охоты на этих зверей, переселяться в резервации и осваивать земледелие. Чтобы справиться с «проблемой», следовало, по мнению политиков, полностью уничтожить бизонов, всех до единого, и неважно, сколько мирных договоров придется ради этого нарушить. Из десятков больших стад, существовавших в середине XVIII века, к 1868 году уцелело всего два – одно на северных равнинах, другое на южных, – разделенные железной дорогой. Экономический кризис 1873 года привлек в прерии новых звероловов – охотников на буффало, целью которых было превратить бизоньи шкуры в деньги. Охота оказалась успешной, рынок переполнился, прибыль с каждого убитого животного снижалась, поэтому, чтобы добыть хлеб насущный, мертвых бизонов требовалось все больше. Стада исчезли с равнин, оставив по себе лишь груды костей и разлагающиеся брошенные туши (без шкур). К 1876 году бизоны полностью исчезли с южных равнин. В 1884 году в Северной Америке насчитывалось меньше одной тысячи бизонов.

Спасение

Первые нотки недовольства ролью человека в процессе неизбежного вымирания бизонов прозвучали еще в самом начале XVIII века. Однако первый закон о защите бизонов появился лишь в 1874 году – это был акт о предотвращении «бессмысленного истребления» этих животных, одобренный обеими палатами Конгресса. Увы, президент Улисс Грант отказался подписывать документ и придавать ему законную силу. В 1877 году канадское правительство рассмотрело Акт о защите буффало в надежде достичь той же цели, однако само же его и отклонило. Наконец в 1894 году президент Гровер Кливленд подписал «закон Лейси» – «Закон о защите птиц и животных в Йеллоустонском национальном парке и о наказании за преступления в указанном парке». Этот закон защищал единственный оставшийся ареал обитания равнинных бизонов в Северной Америке (популяция диких лесных бизонов сохранилась на западе Канады). Согласно результатам переписи фауны Йеллоустонского национального парка, проведенной в 1902 году, спустя восемь лет после того, как бизоны попали под защиту закона, там насчитывалось менее 25 бизонов.

К счастью, бизонов защищали не только законы. В семидесятые и восьмидесятые годы XIX века участью бизонов, особенно их коммерческим потенциалом, заинтересовались рядовые граждане. Они отловили всех диких бизонов, которых смогли отыскать, и основали шесть частных стад общим поголовьем около 100 животных. Раз уж мы взялись за подсчет, прибавим этих 100 бизонов примерно к 25 диким бизонам, сохранившимся в Йеллоустонском парке, и получим, что все ныне живущие равнинные бизоны ведут свой род приблизительно от 125 особей. Это было второе почти полное вымирание бизонов меньше чем за 15 000 лет.

В 1905 году было образовано Американское общество защиты бизонов – природоохранная организация, провозгласившая своей целью спасение американского бизона от вымирания. Первым почетным президентом общества стал Теодор Рузвельт – большой любитель охоты на бизонов. Прошло два года, и общество провело вторую кампанию по возвращению животных в дикую природу Соединенных Штатов (первой было возвращение в Америку давно вымерших лошадей, которых привезли испанские первопроходцы): члены организации привезли 15 бизонов из стада в Бронксском зоопарке на ранчо в Оклахоме. Год спустя общество подало в Конгресс прошение о создании в Монтане Национального бизоньего пастбища. Прошение было удовлетворено, и в 1909 году пастбище заселили бизонами, которых выкупили у частных владельцев на деньги, собранные обществом. За следующие пять лет похожая тактика позволила создать стада бизонов в Национальном парке Уинд-Кейв в Южной Дакоте и в заказнике Форт Ниобрара в Небраске. Стада плодились и размножались. Бизоны были спасены.

Сегодня

Сегодня в Северной Америке живет две разновидности бизонов – равнинный и лесной. И те, и другие – потомки бизонов, переживших почти полное вымирание сначала 13 000, а потом 150 лет назад. Равнинные бизоны – официально Bison bison подвида bison, то есть Bison bison bison – населяют травянистые равнины, а лесные бизоны, таксономически выделенные как Bison bison athabascae, обитают севернее, в гористых регионах континента. Лесные бизоны немного крупнее равнинных и, как считают, менее косматые – у них не такие густые и длинные бороды и гривы и не такие шерстистые передние ноги. Тонкая эволюционная грань, разделявшая лесных и равнинных бизонов, размылась в 1925 году, когда канадское правительство перевело 6000 равнинных бизонов из Национального парка бизонов в центральной Альберте в Национальный парк лесных бизонов в северной Альберте, чтобы снизить нагрузку на пастбища центра провинции. После этого никакие эволюционные барьеры не мешали лесным и равнинным бизонам скрещиваться, и сегодня «генетически чистых» стад лесных бизонов скорее всего уже не осталось. Тем не менее государства защищают лесных и равнинных бизонов по отдельности в попытке сохранить их особые черты и разнообразие.

Сейчас в Северной Америке живет пятьсот тысяч бизонов (плюс-минус), и их стада насчитывают от десяти до одной тысячи голов. Бизоны – животные крупные, они могут весить до тонны, у них мирный нрав и плохое зрение, и они просто чудесны. В целом бизоны спокойны, хотя способны догнать бегущую галопом лошадь, а если их вспугнуть, прыгают с места вверх почти на два метра. В местных и национальных заповедниках, где в неволе содержатся стада бизонов, рейнджеры предупреждают посетителей, что общаться с животными опасно, и все же каждый год находится несколько человек, которые пренебрегают предупреждениями и дорого – иногда даже жизнью – платят за это. Все-таки бизоны – дикие звери, а не мохнатая версия домашней коровы.

Бизоны – пример успеха охраны природы. Они едва не исчезли в конце XIX века, а сегодня их стада ведут здоровую, размеренную жизнь, их мясо, шерсть и кожа пользуются на рынке устойчивым спросом и приносят прибыль, а президент Барак Обама в 2016 году назвал их национальным млекопитающим США. Популяции бизонов в Северной Америке стабильны, и это отрадно.

Что же такое успех охраны природы, приносящий отрадную стабильность? Сегодня большинство бизонов принадлежат частным владельцам и выращиваются как домашний скот. Животных подвергают селекции, чтобы развить у них качества, облегчающие их содержание на ранчо и повышающие их рыночную прибыльность: бизоны должны быть смирными, плодовитыми и быстро расти на экономичных кормах. Во многих, а возможно, и во всех стадах наличествуют гены коров, поскольку в начале XIX века владельцы ранчо нарочно скрещивали бизонов с коровами, чтобы получить скот с коровьим темпераментом и бизоньей выносливостью. Скрещивание внутри и между стадами тщательно отслеживается, и несколько крупных некоммерческих и коммерческих организаций предлагают услуги наподобие типирования ДНК, тестирования на болезни и сопровождения купли-продажи. Эти бизоны обитают в охраняемых границах своих пастбищ и избавлены от необходимости конкурировать с другими травоядными животными. Им не нужно опасаться хищников – волков и медведей. Они не могут мигрировать в поисках качественного корма при смене времен года. Выживанию таких бизонов способствуют иные черты и гены, чем те, которые обеспечивали успех их предкам. Можно ли считать этих бизонов по-прежнему дикими?

Некоторые бизоны – примерно четыре процента от живущих ныне особей – объединены в охраняемые стада. В целом эти стада занимают менее одного процента территории, которую когда-то использовали бизоны. Бизоны из этих стад не подвергаются селекции в коммерческих целях, однако их жизнь контролируется ничуть не меньше, чем жизнь бизонов в частных стадах. Охраняемые стада, как и коммерческие, пасутся на огражденных территориях, что защищает их от болезней, хищников и других опасностей. Животных ежегодно отбраковывают, чтобы сдержать рост популяции, особей с неидеальным темпераментом удаляют из стада, а состав стада по полу и возрасту тщательно регулируют, чтобы контролировать размножение и снизить вероятность побега.

У большинства охраняемых стад тоже есть гены коров, что заставляет задуматься о проблеме сохранения вида. Например, около 50 процентов бизонов из охраняемого стада на острове Санта-Каталина у побережья Калифорнии несут в себе митохондриальную ДНК коровы – эта ДНК наследуется по материнской линии. Когда биолог Джеймс Дерр, специалист по бизонам из Техасского аграрно-технического университета, изучал стадо с острова Санта-Каталина, чтобы выяснить, влияет ли наличие ДНК коровы на бизонов, то он обнаружил, что бизоны с митохондриальной ДНК коровы меньше и ниже ростом, чем в стадах с бизоньей митохондриальной ДНК. Эти результаты показывают, что такая большая доля коров среди предков, вероятно, влияет на бизонов из стада Санта-Каталины. Могут ли эти бизоны считаться по-прежнему дикими?

Если принимать в расчет результаты, подобные полученным Дерром, то зоотехникам предстоит решить трудную задачу. Как быть – подвергать бизонов с ДНК коровы отрицательной селекции и устранять их из стада или, напротив, поощрять смешение пород, поскольку это дает возможность повысить генетическое разнообразие у вида, все особи которого генетически очень схожи из-за недавней угрозы вымирания? Тем более что все стада медленно накапливают генетические варианты, характерные для того или иного стада, – и из-за приспособления к местным условиям, что хорошо, и из-за близкородственного скрещивания, что может быть плохо. Выбор у зоотехников непрост. С одной стороны, если перемещать отдельных особей из стада в стадо, это не даст близкородственному скрещиванию сделать все стадо в целом менее приспособленным. С другой стороны, такая динамика может пересилить механизмы приспособления к местным условиям, которые позволяют животным выживать в новой, изменчивой среде. Так или иначе, именно от зоотехников зависит эволюционная судьба североамериканского бизона.

Целенаправленная эволюция

История североамериканского бизона – наглядный пример того, как представители нашего вида управляют эволюционным процессом. Почти два миллиона лет бизоны эволюционировали в отсутствие людей. Они адаптировались к наступлению и отступлению ледниковых периодов. Когда холодало, бизоны с более густым мехом, как правило, оказывались сильнее и здоровее и лучше спасались от хищников. Когда теплело, все, возможно, было наоборот. Самых старых и наименее приспособленных бизонов отбраковывали хищники, а оставшиеся бизоны давали потомство. Они распространились по Северному полушарию, и их популяции то росли, то сокращались вместе с доступными травянистыми ареалами обитания.

Потом появились люди и принесли с собой орудия, которые можно было совершенствовать и приспосабливать так быстро, что бизоны не успевали эволюционировать, чтобы спастись. Более 14 000 лет люди охотились на бизонов ради пищи и развлечения. За это время бизоны дважды оказывались на грани вымирания. Первый раз им удалось восстановиться благодаря счастливой случайности: ранний голоцен был идеальным климатом для травянистых равнин, а травоядных конкурентов у бизонов оказалось мало. Но это было лишь временно.

Когда бизоны почти исчезли во второй раз, люди решили их спасти. Там, где когда-то владычествовала эволюция, воцарились зоотехники. Теперь они решали, какие из бизонов выживут и оставят потомство, и даже скрещивали бизонов с коровами. Правительственные чиновники создали бизоньи резервации и приняли законы об их охране. Сегодня наше государство полагает каждое стадо отдельной ценной единицей и защищает его соответственно, несмотря на то, что все ныне живущие бизоны – потомки менее чем 125 особей. Одни бизоньи стада считают охраняемыми, другие нет. Зоотехники и животноводы перемещают стада между ареалами, а особей между стадами. Ученые анализируют бизоньи ДНК, чтобы помочь зоотехникам решить, какие особи станут производителями, какие гены правильные и какое количество ДНК коровы считать переизбытком ДНК коровы. Зоотехники отбраковывают бизонов, чтобы снизить нагрузку на пастбища, прививают их, чтобы избежать болезней, и держат за оградой, чтобы уберечь от хищников. А мы из своих уютных машин смотрим, как они живут за этой оградой, и радуемся тому, что нам удалось сохранить их в дикой природе. Это вселяет в нас надежду.

Эволюционная история североамериканского бизона – история, в которой человек принимал самое непосредственное участие, как, впрочем, и в истории почти всех (а возможно, и вообще всех) живых организмов, обитающих сегодня на планете. На разных этапах процесса формирования бизонов нам пришлось играть разные роли – от хищника до защитника, – но все это время мы учились управлять ими, подчиняя этих диких животных своим особым потребностям. В следующих главах я подробно проанализирую эти роли и то, как они менялись, на примерах из моих исследований и исследований других ученых, чтобы показать, как мы строим и перестраиваем эволюционные траектории видов при движении по собственному эволюционному пути.

Глава вторая

Откуда мы взялись

Homo sapiens. Это мы – по крайней мере, именно таким двучленным латинским названием снабдил нас Линней в 1758 году. Оно помещает нас в род Homo и в вид sapiens. На сегодня мы остались единственными Homo на свете, но долгое время дело обстояло иначе. Наши эволюционные родственники Homo neanderthalensis жили рядом с нами, пока не вымерли около 40 000 лет назад. То есть почти вымерли: из поколения в поколение до сих пор передается много их ДНК, просто теперь она содержится в телах, которые называют не neanderthalensis, а sapiens. Что, если вдуматься, вообще-то заставляет усомниться в целесообразности деления живых существ на отдельные «виды». Но, тем не менее, мы явно отличаемся от других видов, в том числе и от наших архаических родственников. Так что же на самом деле значит – быть Homo sapiens или, выражаясь простым языком, быть человеком?

В наши дни вымерли почти все когда-то существовавшие виды. Большинство видов существует где-то от полумиллиона до десяти миллионов лет, что по масштабам истории жизни не так уж и долго. Однако расстраиваться из-за этого не стоит – потому что есть эволюция.

Едва возникнув, вид начинает меняться. Отдельные особи оставляют потомство и передают следующему поколению копии своего генома. Но процесс копирования идет со сбоями. На поверку ошибки при копировании ДНК приводят к тому, что в геноме ребенка всегда получается примерно сорок отличий от генома родителей[6]. Большинство различий – их принято называть мутациями – никак не воздействуют на своего носителя. Но некоторые влияют на внешность или поведение ребенка, выделяя его среди сверстников из того же поколения. На этих вариациях и основана эволюция. Одни мутации меняют детеныша так, что ему становится труднее найти пищу и брачных партнеров. Другие повышают его шансы выжить и оставить потомство. Мутации в геномах детенышей, добившихся наибольшего успеха (то есть, как определяет их эволюция, тех, кто сумел оставить больше всего потомства), со временем будут встречаться у представителей этого вида все чаще и чаще.

Так и идет эволюция вида, пока не произойдет одно из двух. Рано или поздно либо умирает последняя особь и вид исчезает, либо какой-то специалист по систематике решает, что вид достаточно изменился и теперь заслуживает нового названия. Когда происходит последнее, старый вид исчезает, но его ДНК передается дальше, просто ее носитель теперь называется иначе. Это что, тоже вымирание? Не спешите с ответом, вспомните, что сейчас на свете живут миллиарды, а может быть, и триллион видов[7] – и все они происходят от одного-единственного микроба, который жил четыре миллиарда лет назад. Этот микроб одновременно и вымер, и живет во всех живых существах.

Новые виды появляются случайно. Течение уносит какое-то растение на далекий остров, и оно пускает там корни и основывает новую популяцию. Река меняет курс и разделяет некогда огромную популяцию на две поменьше. Несколько особей обнаруживают новый ареал, переселяются туда и начинают размножаться. Все это – разные варианты генетической изоляции. Если новая популяция остается изолированной, она эволюционирует по своей отдельной траектории независимо от других популяций и накапливает другой набор мутаций. И вот уже отличий у новой популяции столько, что появляется новый вид.

Вариантом генетической изоляции можно считать и время. Поскольку новые мутации накапливаются в каждом поколении, через тысячи поколений в геноме каждой особи сложится набор накопленных мутаций, часть из которых окажется несовместимой с геномами ныне живущих особей. Именно поэтому биологические виды не могут существовать вечно. Они рождаются и умирают в темпе, заданном эволюцией.

Законы эволюции просты. Мутации накапливаются, а вопрос, будут ли эти мутации переданы следующему поколению, решается волей случая. Однако иногда особь рождается с генетическим вариантом, который повышает ее шансы выжить и оставить потомство, – иными словами, делает ее более приспособленной к той среде, где она родилась. У таких мутаций больше вероятность закрепиться и перейти к следующему поколению. Со временем генетические линии расходятся и адаптируются по мере того, как мутации возникают и либо распространяются, либо угасают. И тогда вид вымирает.

На протяжении большей части эволюционной истории нашего вида с нашими генетическими линиями происходило примерно то же самое, что и со всеми остальными. Наши предки были среди тех, кто выжил и оставил потомство в своей популяции. На протяжении миллиардов поколений геномы наших предков накапливали мутации и наша генетическая линия приспосабливалась к среде. Колебался климат, менялись условия, возникали и исчезали экологические ниши. В нашей родословной появились животные, млекопитающие, приматы, наконец, большие обезьяны. А потом наши предки обнаружили, что законы можно нарушать. Они научились сотрудничать, чтобы пересиливать случайность, и помогать ближнему, а не обрекать менее приспособленных собратьев на смерть. Научились модифицировать среду обитания под себя, а не меняться в соответствии с ней. Научились направлять эволюцию – определять и собственные эволюционные пути, и пути видов, с которыми взаимодействуют, – а не покоряться ее прихотям. И хотя палеонтологи до сих пор не до конца понимают, как и когда это произошло, но именно с этого момента мы, вне всяких сомнений, стали отличаться от всех других видов, живущих ныне и живших когда-либо на Земле. Вот что значит быть человеком.

Как мы достигли величия

Около 40 миллионов лет назад, в эоцене, генетическая линия обезьяноподобных приматов расселилась из теплого, стабильного климата Юго-Восточной Азии и колонизировала Африку. Эоцен сменился олигоценом, и постоянное движение тектонических плит воздвигло горы в Восточно-Африканской рифтовой долине, сменило климат и типы погоды. На полюсах образовались ледники, на планете в целом похолодало. Африканские джунгли, некогда густые, засохли, и некоторые ареалы превратились в саванны и пустыни. Обезьяны приспособились к этим переменам, разработав новые тактики поиска пищи и безопасного ночлега. Около 26 миллионов лет назад в Восточно-Африканской рифтовой долине появились первые остатки, которые приписывают большой обезьяне. От Rukwapithecus fleaglei до нас дошла только челюстная кость, однако зубы его настолько отличаются от зубов других приматов, что палеонтологи причислили его к новому виду. Тело и мозг Rukwapithecus и других больших обезьян были больше, чем у обезьян Старого Света. Кроме того, у них отсутствовал хвост, а значит, в ходе эволюции появился какой-то другой механизм, позволяющий им сохранять равновесие и перемещаться между деревьями.

Климат продолжал меняться, и большие обезьяны добились эволюционного успеха. Около 18 миллионов лет назад среди ископаемых находок появляется новая разновидность больших обезьян с сильными челюстями и массивными зубами. Эта большая обезьяна, Afropithecus, умела жевать пищу и добывать из нее питательные вещества, недоступные ее родичам с более слабыми челюстями, которые питались плодами: ей были нипочем и растения с толстой кожурой, и орехи и семена с плотной скорлупой. Эта способность расширить рацион, вероятно, и стала тем эволюционным преимуществом, благодаря которому Afropithecus или его потомки покинули Африку и расселились по Азии и Европе, где все у них шло прекрасно… по крайней мере первое время.

В период раннего миоцена, который начался около 23 миллионов лет назад, европейский климат был субтропическим, идеальным для больших обезьян, питавшихся в основном плодами. Однако на его (миоцена) протяжении климат на планете постепенно становился холоднее. Европейские джунгли понемногу сменились лесами, бесконечное лето – чередованием времен года. Ареалы сокращались, ресурсы оскудевали, и европейские большие обезьяны приспосабливались и становились разнообразнее. В некоторых ответвлениях появились прямохождение, мощные пальцы, способные крепко хватать мелкие предметы, сильные запястья, большой мозг – механизмы, позволявшие лучше адаптироваться к быстрому и целеустремленному перемещению по сокращавшимся европейским джунглям. Затем, около 10 миллионов лет назад, эти более крупные и, как считается, ставшие более разносторонними обезьяны вернулись в Африку. Вероятно, это и были наши предки.

Полное прямохождение – главная отличительная черта гоминин: так называют подгрупу крупных обезьян, в которую входит и наш род Homo. Первым из гоминин, который ходил преимущественно прямо, был Australopithecus. Australopithecus появился в ходе эволюции около 4 миллионов лет назад в Восточной Африке, и большинство палеонтологов считает, что он был прямым предком нашего рода Homo. То, что Australopithecus ходил на двух ногах, доказывают цепочки ископаемых следов в вулканическом пепле, оставленные примерно 3 миллиона 660 тысяч лет назад и обнаруженные в 1976 году на севере современной Танзании. Ископаемые останки австралопитеков, найденные на Африканском континенте, показывают, что эта группа была разнообразна и прекрасно приспосабливалась к обитанию в непредсказуемом климате, который постепенно становился все суше. Размер мозга у большинства австралопитеков составлял около 35 % от размеров мозга современного человека. У всех австралопитеков были ловкие руки и подвижные запястья. Останки Люси, Australopithecus afarensis возрастом 3,2 миллиона лет, обнаруженные в регионе Афар в Эфиопии, свидетельствуют, что у нее были не только крепкие ноги, как и следует ожидать у двуногих гоминин, но и крепкие руки. Должно быть, ее вид одинаково хорошо лазил по деревьям и ходил по земле. Около трех миллионов лет назад, когда саванны начали расширяться, у некоторых австралопитеков возникли в ходе эволюции массивные плоские коренные зубы, позволявшие добывать питательные вещества из волокнистой, жесткой травы в саванне. Однако, в отличие от более поздних Homo, австралопитеки не окончательно переселились из лесов в саванны, а предпочитали либо густые леса, либо мозаичные ареалы из саванн и лесов, поскольку деревья, вероятно, помогали спасаться от голодных хищников.

Прямохождение давало некоторые преимущества. Обезьяна, ходящая на двух ногах, может приподняться выше и видит дальше, чем обезьяна на четвереньках. Ей проще дотянуться до высоко растущих плодов и заметить далекую добычу. Кроме того, у нее есть две свободные конечности, запястья и кисти которых уже умеют манипулировать мелкими предметами. Чтобы стоять и бегать, руки больше не нужны, и их можно задействовать для иных задач. Как только наши предки доэво-люционировали до прямохождения, они увлеклись изобретательством и стали учить друг друга повторять свои изобретения. У них возник и язык, и умение сотрудничать, отличавшие их от прочих больших обезьян. Они начали превращать подручный материал в каменные орудия – в оружие, которое повышало их добычливость: ведь они были хищниками.

И последствия не заставили себя ожидать.

Эта земля – наша земля

Климатическое воздействие ледниковых периодов плейстоцена, начавшихся около 2,6 миллиона лет назад, было особенно сильно заметно у полюсов, однако влияние ледниковых щитов, которые то росли, то таяли, испытала на себе и Экваториальная Африка. Когда надвинулись ледники, а уровень моря упал, на Африканском континенте стало одновременно холоднее и суше. Когда же ледники отступили, то засушливые условия в Африке тоже постепенно смягчились. Амплитуда этих изменений за плейстоцен увеличивалась дважды – сначала около 1,7 миллиона лет назад, а потом примерно миллион лет назад. Оба раза соответствующие засушливые циклы в Африке интенсифицировались, и это снижало вероятность того, что экосистемы, приспособленные к влажному климату, восстановятся до начала следующего сухого периода. Африканские джунгли постепенно сменились лесами, а затем – сухими травянистыми саваннами.

И флора, и фауна Африки адаптировались к климатическому режиму плейстоцена. Виды, требовавшие влажного климата, вымерли либо эволюционировали так, чтобы выдерживать долгую засуху и все более непредсказуемый климат. Об этом переломе говорят ископаемые. В начале плейстоцена выросли темпы вымирания многих африканских филогенетических ветвей, в том числе полорогих жвачных (родичей нынешних коров, коз и овец), свиных (родичей нынешних свиней, кабанов и бородавочников) и обезьян. Не то чтобы в различных регионах Африки и в разных таксономических группах картина полностью совпадала, однако закономерность налицо: около 2,6 миллиона лет назад, когда начались плейстоценовые оледенения, местный и региональный климат стал резко меняться, и темпы вымирания повысились.

Правда, только среди травоядных.

Для хищников первые несколько сотен тысяч лет плейстоцена прошли с точки зрения вымирания без особых потрясений. Темпы вымирания хищников тоже поползли вверх, но началось это лишь два миллиона лет назад, более чем через полмиллиона лет после начала плейстоценовых оледенений. Но когда темпы вымирания ускорились, дела у хищников пошли хуже, чем у других групп африканских животных, и доля вымерших видов у них была выше, чем у травоядных.

Такая картина не может не озадачивать.

Простое объяснение состоит в том, что для того, чтобы вымирание затронуло хищников, требовался некий временной промежуток. Травоядные как непосредственные потребители африканской растительности, вероятно, подверглись удару сразу, как только флора стала меняться. А хищники столкнулись с недостаточностью ресурсов, только когда травоядные начали вымирать. В целом это логично, но все-таки полмиллиона лет, прошедшие между началом вымирания травоядных и временем, когда их вымирание стало сказываться на хищниках, это долго – слишком долго.

Есть и другой вероятный вариант: хищники с их положением в пищевой цепочке были лучше защищены от климатических изменений плейстоцена. Одни виды травоядных вымирали, а численность других, вероятно, росла, и это заполняло опустевшую растительноядную нишу и обеспечивало хищникам достаточно пищи, пусть и в другой упаковке. По такому сценарию хищники, вероятно, достигли переломного момента, после которого началось вымирание, не раньше, чем интенсивность перемен климата перевалила за пороговое значение и пошла на спад общая численность травоядных. Такое объяснение тоже в целом логично, однако интенсивность оледенения достигла первого порога 1,7 миллиона лет назад, то есть через 300 000 лет после того, как ускорились темпы вымирания хищников. Так что и здесь, похоже, учтено не все.

Есть и третье объяснение, которое подсказывают археологические находки. В 2001 году члены команды археологического проекта в Западной Туркане приступили к изучению ранних поселений человека к западу от озера Туркана. На первом году раскопок несколько археологов заплутали, очутились на неисследованной территории и обнаружили там, к полнейшему своему изумлению, «несомненные каменные орудия», валявшиеся прямо на земле. Ученые без промедления приступили к раскопкам – и к концу следующего года обнаружили уже более 100 каменных орудий и более 30 ископаемых останков вида Kenyanthropus (или иногда Australopithecus) platyops. Kenyanthropus, кениантроп, вымер около 3,2 миллиона лет назад. А артефакты с этого раскопа датируются 3,3 миллиона лет назад, что делает найденные каменные орудия самыми древними из дошедших до нас и единственными, которые были созданы раньше ледниковых периодов плейстоцена. Эти орудия – доказательство, что наши предки и их родичи в результате эволюции стали опасными хищниками и потребителями мяса как раз перед тем, как жизнь их добычи сильно осложнилась (из-за перемен климата). А тогда не может ли быть такого, что именно наши предки в конце концов склонили чашу весов не в пользу хищников?

С начала плейстоцена каменные орудия появляются среди археологических находок все чаще и чаще. На костях животного, похожего на корову, жившего 2,6 миллиона лет назад и обнаруженного при раскопках в Эфиопии, в Гоне, обнаружены признаки того, что их резали и скоблили, а следовательно, ранние гоминины уже начали перерабатывать мясо и извлекать костный мозг. Три других стоянки в Эфиопии и Кении, датируемые примерно 2,35 миллиона лет назад, подтверждают значимость технологий изготовления каменных орудий для раннего Homo. На одном из таких раскопов под названием Локалалеи в Западной Туркане были обнаружены обработанные кости полорогих жвачных, свиных, лошадиных, вымершего носорога и нескольких крупных грызунов, а также рептилий и рыб. Следовательно, 2 миллиона 350 тысяч лет назад наши предки в Африке конкурировали за добычу с хищниками.

Мастера (и мастерицы) на все руки

Жаркие таксономические баталии вокруг бизонов меркнут на фоне попыток классифицировать Homo. В случае Homo, однако, проблема не в том, что ископаемых находок слишком много, а в том, что их слишком мало. Каждая очередная находка встречается фанфарами и рукоплесканиями, и ранняя история нашего рода стирается, переписывается заново, бурно оспаривается и переписывается еще раз. Издавна повелось, что останки Homo оседали в частных музейных собраниях, где им не грозило случайное повреждение и где на них не бросали пристрастные взгляды придирчивые соперники-ученые. Однако, к счастью, новое поколение палеоантропологов решило пожертвовать секретностью во имя свободы науки и вместе с описаниями новых находок даже распространяет инструкции, как напечатать их точные копии на 3D-принтере[8].

Homo возник в Африке не ранее 3 миллионов лет назад, но когда, где и как именно несколько линий Homo сосуществовали в тот период, остается вопросом спорным. Древнейшие из известных нам останков, которые могли принадлежать Homo, – это найденная в районе Леди-Герару в эфиопском регионе Афар челюстная кость, которой 2,8 миллиона лет. Эта находка представляет собой фрагмент левой части челюстной кости с шестью зубами, три из которых сломаны. Поскольку никаких иных частей скелета не сохранилось, таксономическая принадлежность челюсти из Леди-Герару зависит от того, на что больше похожи ее зубы – на зубы более поздних останков, приписываемых Homo, или на зубы останков, приписываемых австралопитекам. То, что зубы челюсти Леди-Герару находятся где-то посередине между этими полюсами, неудивительно: для австралопитека они маловаты, но все же в диапазон самых ранних Homo не попадают. Так что челюсть из Леди-Герару могла принадлежать раннему Homo, а могла и не принадлежать.

В 1960 году Джонатан Лики, старший сын знаменитых палеонтологов Луиса и Мэри Лики, при раскопках в Олдувайском ущелье в Танзании обнаружил нижнюю челюсть и верхнюю часть черепа, принадлежавшие, по-видимому, ребенку. Лики-старшие начали раскопки в тех местах тридцатью годами ранее, когда в ущелье нашли примитивные каменные орудия. За год до этого Мэри нашла череп молодого взрослого с выступающей вперед лицевой частью и небольшим мозгом, и все решили, что ему вряд ли было по силам изготовить такие орудия. Поэтому ученые продолжили поиски. «Ребенок Джонни», как прозвали новую находку, явно выглядел иначе. В течение следующих трех лет были найдены и иные фрагменты костей, принадлежавших тому же виду, что и «ребенок Джонни»: детское запястье и кости кисти, стопа взрослого, части черепа с хорошо сохранившимися мелкими зубами и еще один череп с обеими челюстями. Группа археологов и палеонтологов, в которую входили Луис Лики, Филипп Тобайас, Майкл Дэй и Джон Нэйпир, изучив кости, пришла к выводу, что эти останки принадлежали виду, поразительно похожему на современных людей и явно отличавшемуся от австралопитеков из Южной Африки. Вероятно, этот вид и создал каменные орудия. Ученые назвали новый вид Homo habilis, человек умелый. Homo habilis, живший как минимум 2,4–1,7 миллиона лет назад, ходил прямо, на двух ногах, был ростом 100–135 сантиметров и обладал куда большим мозгом, чем у раннего австралопитека, но все же в два с лишним раза меньшим, чем у современного человека.

В 1972 году группа археологов под руководством Ричарда Лики – второго сына Луиса и Мэри Лики – и Мив Лики, жены Ричарда, обнаружила на восточном берегу современного озера Туркана череп. Этот череп обладал чертами рода Homo, но отличался от черепов Homo habilis. Семейство Лики назвало эту находку Homo rudolfensis по старому наименованию озера Туркана – озеро Рудольф. Вскоре в Кении было найдено еще несколько останков, принадлежавших, видимо, Homo rudolfensis. Но затем начались споры (кто бы сомневался!), относятся ли все обнаруженные останки к одному виду Homo rudolfensis или какие-то из них следует приписать Homo habilis. Более того: кое-кто утверждал, что это вообще не Homo. Однако, как бы их ни классифицировать, они относятся к тому же периоду, что и Homo habilis и несколько видов австралопитеков, а это доказывает, что 2,4 миллиона лет назад в Африке жило много линий прямоходящих человекоподобных приматов.

Миллион восемьсот тысяч лет назад приматы, приписываемые к роду Homo, жили на территории современной Грузии, в Дманиси. Их называют по-разному – в том числе Homo erectus, Homo ergaster и Homo georgicus. Они изготавливали грубые каменные орудия и были выше ростом, чем Homo habilis, хотя их мозг был лишь слегка больше. Относительно высокий рост и, вероятно, бо́льшая подвижность послужили механизмами адаптации, которые сделали возможным первый исход человека из Африки, хотя это еще отнюдь не установлено окончательно.

Примерно 1,6 миллиона лет назад Homo erectus закрепился в Кении, Танзании и Южной Африке, а уже миллион лет назад распространился на север и восток, добравшись до восточной части Китая и Индонезии. Потомки Homo erectus, которых иногда называют Homo heidelbergensis, около 780 000 лет назад осели в современной Испании, а не позднее 700 000 лет назад уже распространились далеко на север – на территорию современной Англии. Эти более поздние гоминины были долговязыми и большеголовыми, их рост колебался между 145 и 185 сантиметрами, а вес – между 40 и 68 килограммами. Морфология у них была крайне разнообразна даже в пределах одного раскопа; словом, они были совсем как современные люди.

А еще Homo erectus (совсем как современные люди) заметно повлияли на экологическую обстановку. Будучи первыми из приматов, кто передвигался строго на двух ногах[9], они оказались отлично приспособлены для погони за добычей. Homo erectus охотились подолгу, бегали на длинные дистанции и охлаждались быстрее, чем животные, бегающие на четвереньках. Поскольку они были люди умные, творческие и умели сотрудничать, то на охоту они отправлялись группой, что повышало шансы на успех. Homo erectus, подобно своим предкам, тоже изготавливали и применяли каменные орудия, однако, отточив это умение, они со временем смогли усовершенствовать их дизайн. В ходе эволюции Homo erectus начали изготавливать и применять и другие виды орудий – к примеру, деревянные копья, конструкция которых позволяла вонзать и, вероятно, метать их. Кроме того, они колонизировали острова, до которых можно было доплыть на лодке, и строили поселения, где для сна, разделки мяса и работы с растениями отводились особые места. Хотя Homo erectus и не умели говорить, как современные люди, столь сложное поведение, безусловно, требовало определенного уровня сотрудничества, обучения и научения, возможного только при наличии сложного языка. Homo erectus бросили вызов законам эволюции.

Возлюби ближнего своего

700 000 лет назад линии, принадлежащие к роду Homo, распространились с южной оконечности Африки на север и добрались до Европы и Азии. Эти Homo обладали большим мозгом и ловкими руками, прекрасно обращались с орудиями и научились взаимодействовать с окружающим миром. А дальнейший сценарий, судя по ископаемым находкам, был примерно таким (прошу прощения у специалистов-палеоантропологов за то, что вынуждена опустить некоторые подробности): Homo erectus породили Homo heidelbergensis, которые не позднее 400 000 лет назад – вероятно, в Европе и на Ближнем Востоке – породили наших родичей Homo neanderthalensis, они же неандертальцы, а не позднее 300 000 лет назад в Африке – нас, Homo sapiens. Сегодня все упомянутые линии Homo вымерли – все, кроме нас! Датировка самых новых останков многих линий-долгожителей совпадает с появлением в местах их обитания нашей линии. Это жуткое совпадение можно истолковать лишь следующим образом: наши предки, истребив все остальные линии людей в Африке, покинули Африку, двинулись в Европу, истребили там неандертальцев и затем распространились по всей планете, уничтожая по пути все оставшиеся популяции других видов людей – не-сапиенсов. Но к этой части истории мы еще вернемся.

Хотя в моем рассказе недостает множества нюансов, но именно так, в сущности, и выглядела картина недавней эволюции людей к моменту зарождения науки, изучающей древнюю ДНК. Учитывая присущий нашему виду эгоизм, нечего удивляться, что исследователи древней ДНК прежде всего занялись неандертальцами и ранними Homo sapiens – и получили совершенно неожиданные результаты.

Первая последовательность ДНК неандертальца была опубликована в 1997 году. Это исследование, как и большинство работ по генетике неандертальцев, было проведено под руководством Сванте Паабо, который тогда был профессором в Мюнхенском университете, а сейчас возглавляет отделение генетики в Институте эволюционной антропологии Общества Макса Планка в Лейпциге. В 1997 году Паабо с коллегами опубликовал последовательность маленького фрагмента неандертальской митохондриальной ДНК. Митохондриальная ДНК часто становилась предметом изучения первых исследователей древней ДНК по ряду причин. Во-первых, в каждой клетке есть тысячи копий митохондриального генома (митохондрии – это органеллы, которые находятся вне ядра клетки и обладают своими геномами), но только две копии ядерного генома. А значит, митохондриальная ДНК сохраняется в ископаемых останках чаще ядерной ДНК. Во-вторых, митохондрии передаются по материнской линии, что упрощает интерпретацию их эволюционной истории. Митохондриальная ДНК, о которой Паабо рассказал в 1997 году, отличалась от всех митохондрий современных людей, а это, как и археологические данные, указывало, что люди и неандертальцы развивались разными эволюционными путями. К этому эволюционному древу вскоре были присовокуплены фрагменты митохондриальной ДНК, полученные из нескольких других костей неандертальцев. Все эти данные свидетельствовали о том, что люди и неандертальцы были родственными, но разными эволюционными линиями и как минимум несколько сотен тысяч лет эволюционировали независимо.

Почти десять лет считалось, что древняя ДНК ничего больше об отношениях между людьми и неандертальцами поведать не сможет, но затем, в начале двухтысячных, появились новые, более экономичные и практичные, подходы к секвенированию ДНК, позволившие попытаться секвенировать и ядерный геном неандертальца. В 2006 году команда под руководством Эда Грина (в то время – постдока в группе Паабо) опубликовала статью, подтверждающую концепцию, что вскоре станет возможным картировать ядерный геном неандертальца целиком. Хотя база данных была небольшой (последовательности покрывали лишь около 0,04 % ядерного генома неандертальца), она определила подход, которого сегодня придерживаемся все мы, исследователи древней ДНК.

В 2010 году Эд Грин, Сванте Паабо и другие ученые объединились, чтобы составить полную черновую последовательность генома неандертальца, и древняя ДНК переписала эволюционную историю человека в первый, но, безусловно, не в последний раз. Этот черновик генома позволил рабочей группе подтвердить, что популяции неандертальцев и современных людей разделились около 460 000 лет назад, примерно тогда же, когда, по археологическим данным, в Европе появились первые гоминины типично неандертальской морфологии. Однако в этих данных таилось неожиданное открытие: в геномах современных людей присутствовали некие фрагменты, которые теперь можно было отнести к неандертальской ДНК. Этому находилось всего одно объяснение: судя по всему, четко разделенные ветви нашего эволюционного древа на самом деле были разделены не так уж и четко и линии, ведущие к неандертальцам и современным людям, сначала разошлись, а потом снова сошлись воедино.

С 2010 года технология извлечения, секвенирования и составления геномов древней ДНК непрерывно совершенствовалась, и были составлены полные геномы примерно дюжины неандертальцев, живших в Европе и в Сибири в промежутке от 120 000 до 39 000 лет назад. Из этих геномов следует, что неандертальские популяции были малы и обычно жили в географической изоляции друг от друга. Кроме того, данные подтвердили то, что показал первый неандертальский геном: эволюционная история наших линий глубоко переплетена. Данные генома содержат доказательство, что наши линии вступали в контакт чаще, чем можно судить по археологическим находкам; при этом они часто скрещивались и обменивались генами. В результате геномы многих современных людей содержат фрагменты неандертальской ДНК.

То, что сообщила тогда ДНК, поставило под угрозу первенство палеоархеологии как Верховного Хранителя нашей эволюционной истории, а два последующих открытия попросту низвергли ее с пьедестала. Во-первых, геном, секвенированный из кости пальца возрастом около 80 000 лет, найденной в Денисовой пещере в Сибири, оказался не неандертальским и не современным человеческим – он принадлежал особому, прежде не известному виду гоминин. Во-вторых, геном, секвенированный из кости гоминины возрастом 420 000 лет, найденной в пещере в Испании, оказался… как бы это сказать… обескураживающим.

В 2008 году российские археологи во время раскопок в Денисовой пещере в Алтайских горах нашли фрагмент фаланги пальца, который принадлежал жившей десятки тысяч лет назад девочке. Косточка была не крупнее кофейного зерна, но содержала в себе на удивление хорошо сохранившуюся ДНК. При сравнении с ДНК человека и неандертальца оказалось, что эта девочка принадлежала к совершенно новому виду гоминин, который до сих пор ни разу не встречался среди ископаемых останков. Группа Паабо назвала новую человеческую линию «денисовцы» – в честь пещеры, где нашли фрагмент пальца.

Анализы геномных данных девочки показали, что более 390 000 лет назад, вскоре после того, как неандертальская линия отделилась от линии, которая вела к нам, группа неандертальцев покинула Европу и начала распространяться по Азии. Это и были денисовцы. Но тут история, разумеется, не кончается. Древняя ДНК останков, найденных в дальнейшем, показала, что затем, возможно, сотни тысяч лет спустя, неандертальцы снова распространились из Европы в Азию и на некоторое время задержались, в частности, в Денисовой пещере. И тогда они делили с денисовцами не только кров. В 2018 году группа Паабо изучила останки, обнаруженные в Денисовой пещере, и заключила, что они принадлежали женщине, жившей около 90 000 лет назад, чьей матерью была неандерталка, а отцом – денисовец. Кость, на основании которой ученые описали эту женщину, была три сантиметра в длину и один в ширину и не имела ни малейшего диагностического значения, по крайней мере, с точки зрения морфологии.

Вероятно, в позднем плейстоцене денисовцы были широко распространены. Большинство ископаемых свидетельств их существования найдено в Денисовой пещере: четыре зуба и множество обломков костей, которые были приписаны денисовцам на основании исследований ДНК и белков. Однако в 2019 году последовательности белков, выделенные из челюстной кости возрастом 160 000 лет, которая была найдена в пещере на Тибетском плато, дали первые осязаемые свидетельства, что денисовцы жили и за пределами Алтайских гор. Но еще до того, как эти находки описали и классифицировали, геномные данные современных людей показали, что денисовцы (то есть, возможно, не денисовцы как таковые, а гоминины, связанные с денисовцами) были широко распространены. Сегодня примерно в 5 % геномов уроженцев Океании можно распознать примеси гоминин, похожих на денисовцев, и ученые считают, что эти примеси появились, когда современные люди распространились из нынешней Папуа – Новой Гвинеи.

Второй удар по ископаемым находкам был нанесен спустя несколько лет. Рабочая группа под руководством Маттиаса Мейера, тоже из команды Паабо, выделила древнюю ДНК из кости гоминины возрастом 420 000 лет, найденной в системе пещер под названием Сима де лос Уэсос в горах Атапуэрка в Испании. Гоминины из Сима де лос Уэсос оставили нам 28 почти полных скелетов, чья таксономическая принадлежность всегда являлась предметом споров. Хуан-Луис Арсуага, палеоантрополог из Мадридского университета Комплутенсе, десятилетиями искал и изучал эти останки и был убежден, что они принадлежат ранним неандертальцам. Другие же исследователи утверждали, будто скелеты обладают диагностическими чертами Homo heidelbergensis. Но когда группа Мейера сопоставила митохондриальный геном и части ядерного генома одного из этих скелетов, результаты показали, что заблуждались все. С точки зрения митохондрий особь из Сима де лос Уэсос больше напоминала денисовцев, чем поздних неандертальцев. А вот ядерный геном был типично неандертальским.

Что же там случилось?!

Вероятно – хотя это всего лишь гипотеза, – митохондриальная ДНК, обнаруженная у поздних неандертальцев, происходила из ненеандертальской линии. В 2017 году ученые обнаружили на стоянке Джебель-Ирхуд в Марокко останки современных людей, возраст которых оценивается примерно в 315 000 лет. Если современные люди к тому времени уже колонизировали ареалы настолько далеко к северу, они, возможно, заходили и дальше и, вероятно, по пути встречались и скрещивались с неандертальцами. Популяции неандертальцев в то время были невелики, и в итоге стало возможным, что часть неандертальского генома, например, митохондриальная ДНК, оказалась замещена ДНК ранних современных людей. Такой гипотетический сценарий объяснил бы, почему у неандертальца из Сима де лос Уэсос не такая митохондриальная последовательность, как у более поздних неандертальцев: у неандертальца из Сима де лос Уэсос была версия «оригинальной» неандертальской митохондриальной ДНК, а у более поздних неандертальцев – версия митохондриальной ДНК, которая возникла в ходе эволюции в линии, которая вела к современным людям, а затем попала в неандертальскую популяцию после скрещивания с этими ранними современными людьми. Если так, то из этого следует, что наша линия за последние несколько сотен тысяч лет покидала Африку не один раз, а несколько.

Итак, подведем итоги этой истории – в аспекте древней ДНК.

По генетическим данным получается, что примерно 460 000 лет назад и, вероятно, в Африке популяция предков как современных людей, так и неандертальцев разошлась на две линии. Одна осталась в Африке и эволюционировала в современных людей, а другая, очевидно, распространилась на север, в Европу, где эволюционировала в первых протонеандертальцев. В какой-то момент, больше 420 000 лет назад (возраст костей из Сима де лос Уэсос), протонеандертальская линия разветвилась надвое. Одна ветвь осталась и эволюционировала в западных неандертальцев, а другая распространилась на восток и эволюционировала в денисовцев (их даже можно называть восточными неандертальцами). После раскола неандертальцев и денисовцев, но раньше, чем 125 000 лет назад (когда жил тот неандерталец из Германии, у которого нашли митохондриальную последовательность, больше похожую на нашу), современные люди, вероятно, мигрировали из Африки – значительно раньше, чем показывают ископаемые находки, – скрестились с западными неандертальцами, а затем исчезли. Во всяком случае, некоторые западные неандертальцы унаследовали от этих ранних современных людей митохондриальную ДНК. Потом неандертальцы-носители митохондриальной ДНК ранних современных людей распространились на восток, где повстречали денисовцев и скрестились с ними. В какой-то момент – не ранее 70 000 лет назад – современные люди вновь двинулись из Африки в Европу, и на сей раз им сопутствовал более стойкий успех. Там они снова встретились и скрестились с неандертальцами. Затем современные люди расселились на восток; по дороге они скрещивались с денисовцами и неандертальцами и постепенно вытеснили их окончательно.

Почему же в нашей эволюционной истории было столько сексуальных игрищ? Ответ на первый взгляд прост: никто никому ничего не запрещал – так, следовательно, почему бы и нет? Обмену генами между популяциями, которые встречались друг с другом, ничто не мешало, вот он и… происходил. Причем отсутствие репродуктивного барьера, вероятно, было полезно с точки зрения эволюции. Популяции, которые уже давно обжились в том или ином месте, скорее всего обладали самыми разными механизмами приспособления к здешней жизни – от иммунитета к местным патогенам до адаптации к местному климату и рациону. Скрещивание с дальними эволюционными родственниками позволило нашим предкам унаследовать гены, которые помогали им выживать и даже процветать в новой обстановке. Если скрещивание и передача генов давали эволюционное преимущество в сравнительно недавние времена, можно ли предположить, что обмен генами между видами был полезен на протяжении всей эволюционной истории? Археологические данные подтверждают, что популяции Homo erectus существовали в эпоху раннего и среднего плейстоцена почти по всей Азии. При встрече с кем-то из этих ранних гоминин распространявшиеся неандертальцы и денисовцы, вероятно, видели в них потенциальных брачных партнеров. Некоторые ученые даже считают возможным, что денисовцы – это гибрид неандертальцев, продвигавшихся на восток, и местных Homo erectus. Археологические данные отчасти подтверждают такую гипотезу. Два из зубов, найденных в Денисовой пещере, содержат ДНК, похожую на денисовскую, и необычайно крупны для неандертальца – около полутора сантиметров в поперечнике. Эти архаические на вид зубы хорошо подходили для рациона, отличавшегося от диеты поздних гоминин и предполагавшего пережевывание грубой пищи наподобие травы. Данные ДНК можно истолковать как подтверждение этой гипотезы. Современные люди, распространявшиеся в Океанию, повстречали не неких южных денисовцев, от которых не сохранилось никаких археологических данных, а или последних из Homo erectus, или, возможно, какую-то еще не описанную линию либо гибрид, и скрестились с ними. Это могло бы объяснить, почему денисовцы (по такому сценарию – неандертальцы, среди предков которых были Homo erectus) и современные жители Океании (современные люди, среди предков которых были и неандертальцы, и денисовцы) обладают схожей архаической наследственностью, отличающейся, однако, от генетики современных людей из других частей света.

Все это, разумеется, догадки, основанные исключительно на том, как именно я и другие ученые толкуем доступные на сегодня данные. Какая-нибудь следующая окаменелость или расшифровка древнего генома, несомненно, заставят нас опять стереть и переписать заново историю человека как вида. Бесспорно лишь одно: в деталях мы пока не разобрались.

А тем временем в Африке

Одновременно с тем, как в Евразии процветали и все шире распространялись денисовцы и неандертальцы, в Африке эволюционировали несколько линий Homo. Судя по доступным на сегодня данным, наша собственная линия Homo sapiens, вероятно, возникла в ходе эволюции более 350 000 лет назад, и по крайней мере первую сотню тысяч лет после этого в Африке сосуществовали как минимум две линии Homo: мы и Homo naledi, гоминины с относительно маленьким телом и маленьким мозгом, обнаруженные в 2015 году в системе пещер «Восходящая звезда» в Южной Африке. Где именно в Южной Африке появились Homo sapiens, нам неизвестно, однако уже 100 000–200 000 лет назад по всему континенту были рассеяны останки нашей линии, которые мы сегодня и находим. Геномные данные ныне живущих людей указывают, что самые ранние популяции людей были маленькими и в основном изолированными друг от друга, но обмен ДНК периодически все-таки происходил, – по мере того как популяции росли или сокращались вместе с ареалами обитания.

Параллельно шел и другой процесс. Находки на стоянках по всей Африке показывают, что около 300 000 лет назад, в период среднего палеолита, модели поведения наших предков начали меняться, все более усложняясь. На древней стоянке раннего современного человека в Джебель-Ирхуд в Марокко, датируемой примерно 315 000 лет назад, камни раскаляли на огне, чтобы легче было делать сколы и формировать орудия. Около 100 000 лет назад Homo sapiens на севере, востоке и юге Африки изготавливали бусы из ракушек, а то и из скорлупы страусиных яиц и делали красители, чтобы расписывать их затейливыми геометрическими узорами. В период же позднего палеолита ранние Homo sapiens вводили в свой быт всяческие другие новшества – рыбную ловлю, ловушки на мелких животных, перевозку на дальние расстояния материалов, например, обсидиана, и сложные орудия, в том числе метательное оружие. Все это явно свидетельствует об усложнении технологий, поведения и культуры.

Как же возникло такое сложное поведение, которое иногда называют поведенческой современностью, и насколько быстро это произошло? До недавних пор многие палеоантропологи считали, что современное поведение в нашем нынешнем понимании возникло мгновенно – возможно, в результате какого-то одного генетического изменения. Но более древние и полные археологические находки со всего Африканского континента свидетельствуют о другом. Сегодня большинство из тех, кто работает в этой области, полагает, что поведенческая современность развивалась в ходе эволюции постепенно, на протяжении сотен тысяч, если не миллионов лет, по мере того, как инновации вызывали культурные и технологические перемены, которые, в свою очередь, опять рождали инновации. Археологические находки и в самом деле показывают резкий рост темпов технического прогресса в последние 50 000–100 000 лет, и сейчас ученые пытаются выяснить, какую роль в нашем окончательном превращении в современных людей со сложным поведением сыграли рост популяций, перемещения на дальние расстояния и наладившийся в результате этого культурный обмен, а также генетика.

ДНК неандертальцев и денисовцев могла бы дать ответы на некоторые из этих вопросов… или по крайней мере подсказать, на что следует обратить внимание в наших собственных геномах. Мы знаем, что у большинства живущих ныне людей от одного до пяти процентов наследственности восходит к нашим вымершим архаическим родственникам. При этом у всех нас присутствуют разные фрагменты их архаической ДНК – то есть разные люди унаследовали различные ее фрагменты. Более того: если собрать все фрагменты архаических геномов, циркулирующие сегодня в нашей популяции, то мы получим почти 93 % геномов неандертальца и денисовца.

А как же оставшиеся 7 %? Вот тут дело приобретает и вовсе интересный оборот.

Гены, которые делают нас людьми

У ребенка, один из родителей которого неандерталец, а другой – современный человек, было бы по одной полной копии генома каждого родителя. В сперматозоидах или яйцеклетках этого ребенка (в зависимости от пола) эти геномы должны были бы разбиться и затем «рекомбинировать» примерно один раз на каждую хромосому, создав новые хромосомы, представляющие собой сочетание двух генетических наследий ребенка. Каждый сперматозоид или яйцеклетка этого ребенка будет содержать геном, на 50 % неандертальский и на 50 % человеческий. Если затем этот ребенок найдет себе брачного партнера среди современных людей, у их потомства будет одна копия генома на 50 % неандертальского и на 50 % человеческого (копия, полученная от родителя-гибрида) и другая копия – на 100 % человеческая. Эти геномы рекомбинируют, и в сперматозоиде или яйцеклетке этого ребенка будет уже в среднем около 25 % неандертальского генома. Предположим, такое разбавление происходит на протяжении поколений, причем неандертальская ДНК больше не добавляется. Сегодня у многих из нас в геномах есть небольшая доля архаической ДНК, и вполне вероятно, что мы унаследовали архаическую ДНК от обоих родителей. К тому времени, когда наши предки (как люди, так и неандертальцы и денисовцы) повстречались и стали обмениваться ДНК, эволюционные пути, по которым они развивались, не пересекались уже сотни тысяч лет. В дальнейшем во фрагментах ДНК возникли мутации, и некоторые из них сыграли важную роль, сделав ту или иную линию уникальной. Когда линии спаривались и их геномы рекомбинировали, иногда рождались дети, у которых не было важных, специфических для конкретной линии мутаций. Если у ребенка, рожденного матерью-человеком, отсутствовала важная мутация, специфическая для людей (ибо он унаследовал эту часть генома от архаического отца), то в популяции поведенчески сложных людей такой ребенок не выжил бы и наверняка бы не оставил потомства. С течением времени «негодные» фрагменты ДНК (те участки, без человеческой версии которых человек не мог выжить) отбраковывались естественным отбором и устранялись из человеческого генофонда. Эти фрагменты ДНК и составляют те самые 7 % архаического генома, которых нет у современных людей. И именно эту область нашего генома нам следует изучать, чтобы понять, чем мы отличаемся от своих архаических предков.

На сегодня секвенированы десятки тысяч человеческих геномов и несколько хорошо сохранившихся архаических. Поэтому стало возможным составить перечень фрагментов человеческого генома, в которых никто (вернее сказать, почти никто) из современных людей не унаследовал архаической ДНК, – то есть те самые 7 %. Следующий шаг – рассортировать этот перечень на фрагменты ДНК, утраченные случайно, и фрагменты ДНК, отбракованные естественным отбором, – поскольку они несовместимы с тем, чтобы быть человеком. Это сложный шаг, в особенности потому, что ученые до сих пор не до конца понимают, что, собственно, делают разные части генома. Мы знаем, как искать ген и как распознавать фрагменты генома, которые контролируют, какие гены включаются, а какие отключаются. Но мы пока находимся в процессе изучения того, какую роль играют, например, взаимодействия между генами, расстояние между ними и другие элементы генома, возможно, исполняющие важные, но еще не описанные функции.

И мы в своей исследовательской группе, и наши коллеги из других групп начали с поисков тех частей генома, которые лучше всего понятны ученым, – с генов. На уровне гена мутации могут оказывать разное воздействие – одни более сильное, другие менее. Например, мутации, меняющие последовательность заданного белка, вызовут функциональные изменения с большей вероятностью, чем мутации, не влияющие на белок. Мы можем измерить воздействие мутации, оценив, насколько она распространена среди ныне живущих людей. Если у всех или у большинства людей есть некая мутация в некоем участке ДНК и ни у кого не сохранилось архаической версии, велика вероятность, что эта мутация каким-то образом пошла на пользу ранним людям.

Недавно мы с Эдом Грином и Натаном Шефером применили этот подход – выделили участки ДНК, в которых архаической ДНК нет ни у кого из ныне живущих людей и где у большинства из нас есть общая мутация, возникшая в ходе эволюции после того, как люди обособились от своих архаических родственников. Стремясь выявить так называемый специфически-человеческий геном, мы обнаружили, что такой геном составляет всего полтора процента нашей ДНК. Не семь процентов, а гораздо меньше. Теперь мы с коллегами более пристально изучаем гены этих полутора процентов генома в поисках подсказок, которые помогут нам понять, что делает нас людьми.

Один из генов специфически-человеческой части нашего генома – нейроонкологический вентральный антиген 1 (NOVA1). Ген NOVA1 называют мастер-регулятором: он контролирует разрезание и сшивание продуктов множества генов, позволяющие создавать на их основе разные белки[10]. Любопытно, что NOVA1 активен в основном во время раннего развития мозга, а у тех, кто родился с новыми мутациями своего гена NOVA1, часто бывают неврологические болезни.

У всех ныне живущих людей наличествует вариант NOVA1, отличающийся от версии, которую обнаруживают у всех других позвоночных, в том числе у неандертальцев и денисовцев. Разница невелика: наш вариант содержит всего одну мутацию. Но поскольку она общая у всех людей, это надежное свидетельство в пользу того, что наш вариант NOVA1 ведет себя иначе, чем аналогичный ген у наших архаических родственников. Чтобы понять, что же делает эта мутация, мы с Эдом Грином объединились с лабораторией Элиссона Муотри в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Клебер Трухильо, постдок, работающий у Элиссона, отредактировал клетки человека так, чтобы их геномы включали архаический вариант NOVA1, а затем преобразовал эти клетки в мозгоподобные органоиды, которые выросли в чашках Петри в его лаборатории. По мере роста органоидов Клебер отслеживал изменения в размерах, форме и мобильности клеток и отправлял эти данные нам, чтобы мы могли анализировать, какие белки при этом вырабатываются. Клебер обнаружил, что органоиды с архаическим вариантом NOVA1 росли медленнее, чем нередактированные. Поверхность органоидов с архаическим вариантом была необычно пухлой по сравнению с гораздо более ровной поверхностью органоидов, выращенных из клеток с человеческим вариантом NOVA1. Когда студенты Эдвард Райс и Натан Шефер, работавшие в наших с Эдом лабораториях, проанализировали эти данные, оказалось, что вариант NOVA1 в том или ином органоиде влиял на разрезание и сшивание продуктов сотен генов. Причем многие гены, прошедшие этот процесс, влияют на важнейшие функции в процессе развития мозга, в частности, на рост и размножение нервных клеток и на формирование синаптических связей. Это, безусловно, интересный, но все же лишь первый завершенный эксперимент в данной области, и пока мы больше ничего не узнали. А дальнейшие исследования, в том числе и наши, должны выявить, насколько распространены эти различия в разных человеческих клеточных линиях и какую, собственно, роль они играют в физическом и когнитивном развитии человека. Хотя это и не дает ответа на вопрос, что делает нас людьми, но все же сулит многообещающие перспективы.

Полтора процента наших геномов, которые принадлежат нам и только нам, вероятно, содержат много интересных и важных указаний на то, чем мы отличаемся от архаических родственников. Очень многие гены в специфически-человеческих областях генома так или иначе участвуют в развитии мозга. Есть и такие, которые влияют на наш рацион и пищеварение, иммунную систему, циркадные ритмы и десятки других жизненно важных функций. Но вернемся ненадолго к тем 93 % нашего генома, которые люди вполне могли унаследовать не только от других людей, но и от наших архаических родственников. Об этой части генома нужно сказать две важные вещи.

Во-первых, при изучении закономерностей наследования ДНК в популяциях по всему миру становится очевидно, что иногда людям полезнее наследовать именно архаический вариант того или иного гена. Например, современные жители высокогорного Тибета гораздо чаще тех, кто живет не так высоко, обладают вариантом гена под названием «эндотелиальный белок домена PAS1» – EPAS1, – который возник в ходе эволюции у архаических людей, родственных денисовцам. Архаический вариант EPAS1 влияет на выработку красных кровяных клеток таким образом, что это помогает жить в условиях, когда воздух беден кислородом. То есть предки ныне живущих тибетцев, унаследовавшие архаическую версию EPAS1, лучше выживали в своей высокогорной среде, чем те, кто наследовал человеческую версию.

Ген EPAS1 – далеко не единственный пример того, как полезна бывает современному человеку архаическая ДНК. В нескольких популяциях современных людей распространены архаические варианты генов, связанные с иммунитетом, – предположительно потому, что архаические варианты этих генов давали своим носителям преимущество при контакте с местными патогенами. В некоторых популяциях часто встречаются и архаические варианты генов, связанных с метаболизмом, а также с пигментацией кожи и волос. Скажем, частотность голубых глаз в некоторых европейских популяциях приписывают ДНК, которую человеческая популяция получила от неандертальцев.

Во-вторых, не может не удивлять то обстоятельство, что от геномов наших архаических родственников сохранилось так много, причем сохранились и мутации, возникшие в ходе эволюции у неандертальцев и денисовцев, когда они приспосабливались к своим условиям обитания. Палеонтологи частенько твердят, будто неандертальцы были одним из первых видов, которые вымерли из-за нас, людей, после того, как мы превратились в Homo sapiens с его поведенческой сложностью. Однако наши геномы говорят, что это слишком упрощенное представление. Наши предки не просто победили неандертальцев в конкуренции, но еще и использовали их, чтобы усовершенствоваться. И исчезновение неандертальцев стало лишь предвестником грядущих событий.

Глава третья

Блицкриг

Летом 2007 года я приехала в Москву и там во время посещения одного потрясающего музея совершила недостойный поступок. Не слушая предостережений коллег, я протянула руку и взяла окаменелость возрастом полсотни тысяч лет – рог, принадлежавший некогда сибирскому шерстистому носорогу. В этот миг меня переполнил благоговейный восторг. Еще бы! Ведь я держала в руке часть тела давно умершего, одного из последних в своем роду животного, которое появилось на свет после десятков миллионов лет эволюционных инноваций и находилось в родстве с несколькими редчайшими современными видами. Я понимала, что гибель этого носорога – как и гибель всего его вида, если уж на то пошло, – вероятно, на совести наших предков. И вот его рог лежит себе на нижней полке в многолюдном музее, где кругом скелеты пещерных львов, собранные из разрозненных костей и снабженные механизмами, чтобы двигаться на потеху публике, и безвкусные поделки из кости на продажу, и все это залито ярким светом искусственного заката. Такая обстановка была одновременно и самой подходящей, и донельзя оскорбительной – грубое напоминание о том, что сталось с биоразнообразием, среди которого жили наши предки, из-за нашей же алчности. Прошло больше десяти лет, но мой внезапный и достойный осуждения порыв взять в руку этот рог до сих пор будит во мне неприятное чувство неловкости и сожаления.