За стенами башни из слоновой кости

 

В XIX веке антропология развивалась как «наука, предметом изучения которой было человечество в целом, его составные части и его отношение к остальной природе».

Именно французу Полю Брока, сформулировавшему это определение, более чем кому-либо иному можно приписать создание новой дисциплины, получившей название физической антропологии. Брока был специалистом в области краниометрии, занимавшейся измерением малейших морфологических черепных различий, которые, как думали некоторые, указывают на врожденные способности. Он разработал детальную классификацию человечества на основе этих едва уловимых различий. Метод Брока, изложенный в весьма авторитетном учебнике, взбудоражил научное сообщество. Вскоре все принялись измерять черепа.

В Англии первым новообращенным стал ученый-дилетант Фрэнсис Гальтон. Гальтон унаследовал достаточно денег, чтобы финансировать различные научные дисциплины, включая статистику и биологию. Вскоре он тоже начал измерять в человеческом теле все и вся в попытке научно классифицировать людское многообразие. Это можно было бы воспринимать как эксцентричное баловство, если бы его увлечение человеческой классификацией не было замешано на ложно интерпретированной дарвиновской теории естественного отбора, чтобы изготовить сильнодействующее варево.

Как мы уже видели, Дарвин не был убежденным расистом. Он, подобно другим, был склонен к банальным предубеждениям, но на основании его некоторых высказываний по этому вопросу мы можем сделать вывод: он считал, что все представители человеческого рода имеют одинаковый биологический потенциал. Но многие его последователи думали иначе. Например, философ Герберт Спенсер ввел в обиход выражение «выживание наиболее приспособленных» и использовал его в ряде своих книг и статей для оправдания социального неравенства, характерного для Британии второй половины XIX века. Если расслоение общества было научно объяснимым, то несомненно, что различия между культурами имели ту же причину. Этот скачок от предположения к убежденности в том, что культурные различия подлежат определению научными методами, вкупе с викторианской одержимостью классификацией способствовал развитию евгенического движения.

Это движение начиналось вполне невинно. Слово «евгеника» в действительности означает «хорошее происхождение», и кто бы мог возразить, что в известной мере это понятие существовало всегда. Например, Талмуд, древний свод правовых и религиозно-этических положений иудаизма, вынуждал мужчин продавать все свое имущество, чтобы позволить себе жениться на дочери раввина и иметь более умных детей (недешево обходились свидания с дочерьми раввинов). И только в конце XIX века евгеника резко пошла на подъем. Причин тому было несколько: это и викторианская идея самосовершенствования, и интерес к новым научным дисциплинам, таким как генетика, и множество новых данных в области физической антропологии. И раз уж процесс пошел, его уже было не остановить.

Евгеническое образовательное общество было основано в Британии в 1907 году и названа в честь Гальтона. Его заявленной целью было улучшение человеческой наследственности путем выборочного скрещивания «наиболее достойных» индивидуумов. Его влияние быстро распространилось и на Соединенные Штаты, культура которых была чрезвычайно склонна к теориям, обещающим самосовершенствование посредством применения научных достижений. И вскоре на ярмарках штатов стали проходить конкурсы «Самая достойная семья», а семьи стали бороться за соответствующие призы и медали. Евгеника захватила всю Европу, а в самой зловещей форме проявилась в Германии в виде борьбы за расовую чистоту.

Начавшись как движение за социальное просвещение, евгеника вскоре изменила своим целям, и с 1910 по 1920 год она стала использоваться в Соединенных Штатах как научное оправдание насильственной стерилизации людей, считавшихся умственно неполноценными. Она лежала и в основе расистских по своей сути иммиграционных тестов и квот (в 1920-х годах ожидалось, что на расположенный в нью-йоркской гавани Эллис-Айленд приедут крайне бедные иммигранты из Восточной Европы, большинство из которых будут необразованными, умеющими лишь читать). Систематическое истребление нацистами в 1940-х годах евреев, цыган, гомосексуалистов и других считавшихся низшими социальных групп подкреплялось научным обоснованием в виде евгенических принципов. Физическая антропология старалась во что бы то ни стало доказать свою полезность.

И не удивительно, что Кун, писавший уже после того, как стала известна вся правда о нацистских зверствах, приложил столько усилий, чтобы дистанцироваться от политических целей. Даже в сегрегационной атмосфере Америки начала 1960-х годов он своими рекомендациями в вопросе политических решений, основанными на данных физической антропологии, мог разбередить старые раны, только что начавшие заживать. Вместо этого факт расовых различий он стал представлять как объективное, «без прикрас», научное наблюдение. «Посыльного не винят» — очевидно, сказал бы он тому, кому не нравится это послание. Но утверждение, что его выводы основаны на объективной оценке фактов, были несостоятельными, так как на самом деле никто не проверял истинность его генетических гипотез. А что могли рассказать наши гены о расовых различиях?

 

 

E pluribus unum [6]

 

Что мы считаем началом, часто — конец,

А дойти до конца означает начать сначала.

Конец — отправная точка [7].

Т. С. Элиот, «Литтл Гиддинг» («Четыре квартета»)

 

Изучение людского многообразия вплоть до XX века ограничивалось наблюдениями изменчивости, видимой невооруженным глазом. Бесчисленные исследования Брока, Гальтона и других европейских и американских сторонников использования биометрики в физической антропологии ознаменовали эру сбора данных — ранний этап любого нового научного направления, когда еще нет единой теории для анализа накопившейся информации. По мере роста количества данных о морфологической изменчивости человеческого вида возникала проблема: между заново открытыми законами наследственности и измеряемыми признаками не наблюдалось соответствия. Очевидно, что в основе морфологических признаков лежит генетическая компонента, и что эти признаки контролируются десятками, а возможно и сотнями генов. Но даже сегодня основные морфолого-генетические взаимосвязи еще не расшифрованы. При размышлении о краниометрических исследованиях Брока возникает вопрос: если специфический бугорок найден на черепе у двух неродственных индивидуумов, означает ли это, что у них присутствует одно и то же генетическое изменение? Являются ли бугорки на черепе действительно тем признаком, который отражает истинное генетическое родство, или это поверхностное, случайное сходство? Узнать это не представлялось возможным.

Генетическая вариабельность была ключевым моментом при изучении людского многообразия, так как именно генетические изменения приводят к эволюции. В общих чертах эволюция представляет собой происходящее во времени изменение генетической структуры вида. Следовательно, чтобы оценить, насколько близкородственны индивидуумы — в особенности, если они относятся к одному виду, — важно иметь информацию об их генах. Если гены одинаковы, это означает, что индивидуумы принадлежат к одному и тому же виду. То, в чем физическая антропология отчаянно нуждалась, это совокупность изменчивых признаков (известных под названием «полиморфизмы» от греческого «много форм») с простым типом наследования. Они могли быть использованы в дальнейшем для классификации человеческого многообразия. Некоторые признаки подобного рода были уже известны, в частности, такая болезнь, как гемофилия. Однако проблема с полиморфизмами, обусловливающими болезни, заключалась в том, что они слишком редки для того, чтобы быть использованными для классификации. В общем, генетически простые полиморфизмы были крайне необходимы.

И они стали известны в 1901 году, когда Карл Ландштейнер заметил интересную реакцию, возникавшую при смешивании крови двух неродственных людей: через некоторое время кровь свертывалась, образуя крупные сгустки. Было показано, что эта реакция коагуляции является наследуемой, и это было первой демонстрацией биохимического различия между людьми. Данный эксперимент привел к открытию человеческих групп крови, знание о которых вскоре стало применяться во всем мире при переливании крови. Если ваш доктор говорит, что у вас группа крови А, то это именно то название, которое век назад дал Ландштейнер первому виду полиморфизмов — полиморфизму групп крови.

Основываясь на открытии Ландштейнера, шведская супружеская пара Гиршфельдов стала определять группу крови у солдат, воевавших во время Первой мировой войны в Салониках. В своей публикации 1919 года они отметили разную частоту встречаемости групп крови у представителей разных национальностей, оказавшихся в одном месте в ходе военных действий. Это было первое прямое исследование генетического разнообразия людей. Гиршфельды даже сформулировали теорию (признаваемую некоторыми учеными и сегодня), согласно которой группы крови А и В достались нам в наследство от «чистокровных» аборигенных популяций, целиком состоявших из индивидуумов с группой крови или А, или В. Впоследствии эти «чистокровные» расы в ходе миграции стали смешиваться, что привело к появлению смешанной группы крови АВ, обнаруженной в исследовании Гиршфельдов. Они не смогли объяснить, как возникли эти две расы, но утверждали, что группа А появилась предположительно в Северной Европе, в то время как группа В является южным маркером и встречается чаще всего в Индии. Похоже, что должно было существовать два независимых места происхождения современных людей.

В 1930-х годах американец Брайант и англичанин Мурант, взяв за основу исследования Гиршфельдов, стали определять группу крови людей, живущих в разных уголках Земли. В течение последующих тридцати лет они вместе со своими коллегами исследовали тысячи людей из сотен разных популяций, причем как живых, так и умерших. Брайант и его жена (еще одна супружеская пара популяционных генетиков, как и Гиршфельды), зашли так далеко, что протестировали американские и египетские мумии, установив древний характер АВО-полиморфизма. В 1954 году Мурант обобщил накопившиеся данные по группам крови в первом полном обзоре исследований биохимического разнообразия человека «Распределение человеческих групп крови», который стал эталоном для популяционных генетиков на последующие двадцать лет. Так началась современная эра генетики человека.

Хотя Гиршфельды безусловно осознавали, что их данные по группам крови поддерживают расовую классификацию, которая стала менее очевидной из-за миграции людей, а Карлтон Кун позднее использовал их для обоснования своей теории подвидов, ни у кого не было по-настоящему подтвержденных генетических данных, позволяющих понять, существуют ли реальные основания для деления человечества на расы. И в конце концов такое исследование было проведено в 1972 году генетиком, чьим первоначальным объектом исследования был, как ни странно, не человек, а плодовая мушка.

Используя данные, полученные Мурантом и другими учеными, Ричард Левонтин, бывший в то время профессором Чикагского Университета, провел на первый взгляд заурядное исследование генетической изменчивости человека внутри одной и между разными популяциями людей. Вопрос, на который он пытался ответить, заключался в том, являются ли генетические данные основанием для деления человечества на расы. Другими словами, он напрямую проверил гипотезы Линнея и Куна о существовании человеческих подвидов. Если бы человеческие расы демонстрировали существенные различия в характере генетического разнообразия, это означало бы, что Линней и Кун были правы.

Левонтин так описывает историю этого исследования:

 

Статья была написана по просьбе нового журнала Evolutionary Biology («Эволюционная биология»). В то время я размышлял об измерении разнообразия… не в контексте популяционной генетики, а в контексте экологии. Мне приходилось совершать длительные автобусные поездки в Блумингтон, Индиана, и у меня была давняя привычка писать статьи в поездах и автобусах. Мне было необходимо написать эту статью, поэтому я отправился в поездку со статьей Муранта и с таблицей p×ln (математическая таблица для вычисления меры разнообразия).

 

Во время этой автобусной поездки он и начал исследование, ставшее одним из поворотных в области генетики человека. В этом исследовании Левонтин опирался на новое научное направление, называемое биогеографией (наука, изучающая географическое распределение животных и растений), так как считал его аналогичным тому, что он исследовал в отношении человека, пытаясь выделить расы по географическому критерию. В действительности, не будучи уверенным в том, как объективно определить понятие «раса», он классифицировал человечество в большей мере по географическому признаку — кавказоиды (Западная Евразия), черные африканцы (Африка в районе Сахары), монголоиды (Восточная Азия), аборигены южной Азии (Южная Индия), америнды (Америка), аборигены Океании и Австралии.

Поразительным было то, что большинство генетических различий было найдено внутри популяций — около 85 % от общего числа. Еще 7 % служили разграничению популяций внутри «расы», например греков и шведов. И только 8 % различий было найдено между «расами». Потрясающий вывод и несомненное доказательство того, что подвидовая классификация должна быть отброшена за негодностью. Левонтин так прокомментировал эти результаты:

 

Я не ожидал этого, действительно не ожидал. Если бы у меня и было хоть какое-нибудь предубеждение по этому поводу, так это возможно то, что различий между расами должно было быть намного больше. Оно было подкреплено еще и случаем, который произошел со мной и моей женой, когда мы были в Луксоре (Египет), задолго до того, как он стал кишеть туристами. Тогда в гостинице между ней и коридорным произошло недоразумение. Он разговаривал с ней так, будто знал ее. Она продолжала объяснять ему: «Извините, но вы принимаете меня за кого-то другого». В конце концов он сказал: «О, извините, мадам, вы для меня все на одно лицо». Это действительно оказало большое влияние на мой образ мыслей — они на самом деле отличаются от нас, а мы все одинаковые.

 

Результаты этого исследования были подвергнуты статистическому анализу и за последние тридцать лет подтверждены большим количеством других исследований. Низкий уровень генетической изменчивости между человеческими популяциями обсуждался бесконечно (больше ли она внутри популяций или между популяциями), но факт остается фактом — небольшая популяция людей сохраняет около 85 % общего генетического разнообразия, обнаруженного внутри нашего вида. Левонтин любит приводить пример, что если бы произошла ядерная война и выжили бы только кенийские кикую (или тамилы, или балийцы), то и тогда бы внутри этой группы наблюдалось 85 % всего спектра генетической изменчивости, присущей всему виду. Это действительно сильный аргумент против «научной» теории расизма и бесспорное подтверждение правильности взглядов Дарвина на человеческое многообразие, высказанных им в 1830-х годах. Вот уж воистину «из многих — единое», как гласит название этой главы в переводе с латыни. Но означает ли это, что изучение человеческих групп бессмысленно? Способна ли генетика действительно рассказать нам что-нибудь о человеческом многообразии?

 

Развивая тему

 

Для следующего этапа нашего путешествия нам необходимо обратиться к основам популяционной генетики. Теория, объясняющая поведение генов в популяции в течение длительного времени, довольно сложна и требует использования многих соответствующих разделов математики. Статистическая механика, теория вероятности и биогеография внесли свой вклад в наше понимание популяционной генетики. Однако большинство теоретических построений базируется на нескольких ключевых концепциях, доступных для понимания каждому и отражающих относительную простоту вовлеченных в эволюционный процесс сил.

Основной фактор эволюции — мутация, без нее не существовало бы полиморфизма. Под мутацией понимается случайное изменение в последовательности ДНК. Возникают они у человека с частотой около тридцати на геном. Другими словами, каждый человек является носителем около тридцати совершенно новых мутаций, отличающих его от родителей. Мутации случайны, так как появляются в процессе деления клеток как ошибки копирования ДНК, безотносительно места их возникновения — похоже, наш геном не отдает предпочтения какому-либо определенному типу мутаций независимо от того, какой результат может получиться. Скорее, мы подобно инженерам, спроектировавшим Heath Robinson[8], вынуждены использовать только то, что получили в мутационной лотерее. Открытые Ландштейнером разные группы крови возникли как мутации, как и все другие полиморфизмы.

Второй фактор эволюции известен как естественный отбор. Это та сила, которая особенно волновала Дарвина и которая несомненно играла решающую роль в эволюции Homo sapiens. Отбор осуществляется через предпочтение одних признаков другим и предоставление репродуктивных преимуществ их носителям. Например, в холодном климате животные с густым мехом могут иметь преимущество перед животными, лишенными шерсти, и их потомство может иметь больше шансов на выживание. Именно отбор сделал нас теми разумными культурными обезьянами, какими мы стали сегодня. Именно он привел к появлению таких важных признаков, как речь, прямохождение и противостоящий большой палец. Без естественного отбора мы остались бы похожими на относительно примитивных обезьяноподобных предков, с которыми мы бы столкнулись, если бы могли вернуться примерно на 5 млн лет назад.

Третий фактор называется дрейфом генов. Это довольно специальный термин для обозначения того, что мы понимаем интуитивно — в общем случае, если из большой выборки отобрать маленькую часть, то эта маленькая выборка всегда несколько искажает свойства большой. Если вы подбрасываете монету тысячу раз, вы ожидаете, что примерно 500 раз выпадет орел и 500 раз — решка. Если же вы подбрасываете монету только 10 раз, вполне вероятно, что вы получите не пять орлов и пять решек, а какой-либо другой результат, возможно 4:6 или 3:7. Случайное отклонение является следствием малого количества подбрасываний в приведенном примере. Если искаженную выборку использовать как родительскую для создания следующей генерации, то эта следующая генерация мало того что сохранит изначальное искажение, так еще и приобретет свое, скорее всего усилив изначальное. Поэтому малый размер популяции может привести к радикальным изменениям в частоте генов уже через несколько поколений. В нашем примере с подбрасыванием монеты полученный результат 7:3 приведет к тому, что следующее поколение унаследует 70 % «орлов» и 30 % «решек», а если из этого поколения выбрать малую часть для создания следующего, внучатого, поколения, то у внуков, вероятнее всего, «орлов» окажется еще больше. Это похоже на храповик[9], так как вероятность изменений в предыдущем поколении влияет на их вероятность в последующих поколениях. В нашем примере с подбрасыванием монеты мы пришли от частоты 50 % к частоте в 70 % в течение одного поколения — довольно быстрое изменение. Ясно, что дрейф может оказать огромное влияние на частоту генов в небольших популяциях.

Сочетание этих трех сил создало ошеломляющее множество существующих сегодня генетических наборов, и широчайшее их разнообразие мы видим в пределах каждой человеческой популяции. Результатом их действия стал и низкий процент межпопуляционных различий между людьми. Это все, что стало известно к середине XX века. Но факт существования человеческого разнообразия на биохимическом уровне и понимание того, как гены ведут себя в популяциях, сами по себе мало что говорят о деталях эволюции и миграции человечества. И тут появляется итальянский врач, увлеченный историей, обладающий математическим талантом и новым взглядом на бактерий и мух.

 

Итальянская работа

 

Луиджи Лука Кавалли-Сфорца начал свою карьеру в Павии, будучи студентом медицинского факультета. Вскоре он оставил медицину, чтобы посвятить себя генетическим исследованиям сначала бактерий, позднее человека. В университете он учился под руководством известного генетика Буццати-Траверсо, последователя генетической школы Добжанского, изучавшего плодовых мушек Drosophila. А Феодосий Добжанский был руководителем кандидатской диссертации Ричарда Левонтина, и, таким образом, у нашей истории начинает обнаруживаться общая канва. Основным направлением исследований Добжанского было изучение генетической изменчивости, в частности, крупные хромосомные перестройки у плодовых мушек Drosophila. Он разработал новые методы генетического анализа, и его лаборатория в Нью-Йорке была эпицентром революции в биологии середины XX века. Добжанский и его студенты отстаивали новый взгляд на генетическую изменчивость, в котором не было места делению на оптимальный «дикий тип» (нормальная форма организма, созданная в ходе долгого периода естественного отбора) и на причудливых «мутантов», обязательно в чем-либо ущербных. Они считали это слишком сильным упрощением, в первую очередь потому, что изменчивость была слишком высокой, чтобы выяснить, является ли большинство мутантов носителями неоптимальных генетических программ. Если вместо этого одну из вариаций считать нормальным состоянием вида, то эволюция внезапно становится слишком разумной. Прежде существовал некий источник различных типов, над которыми работала эволюция, благоволя некоторым из них в одних случаях и устраняя в других.

Таким образом, имея основательный опыт в таких, казалось бы, несовместимых областях, как изменчивость плодовых мушек и медицина, Кавалли-Сфорца начал проводить исследования полиморфизма групп крови, позднее названного генетиками «классическим» полиморфизмом, с целью оценить родственные связи между современными людьми. Эта работа была начата в 1950-е годы — бурные времена для генетики. Уотсон и Крик расшифровали структуру ДНК, а использование физических методов исследования обещало революцию в биологии. Подобно большинству генетиков Кавалли-Сфорца для исследования изменчивости взял на вооружение стремительно развивающиеся биохимические методы. Но в отличие от многих из них он мог легко применять математический подход и, в частности, наиболее утилитарный раздел математики — статистику. Ошеломляющее разнообразие данных, полученных при изучении полиморфизмов, требовало теоретического обобщения. И статистика была готова прийти на помощь.

Представьте себе какую угодно группу, демонстрирующую многообразие: разноцветные камни на дне ручья, раковины улиток, крылья плодовых мушек разной длины или группы крови человека. На первый взгляд эти вариации кажутся случайными и не связанными между собой. Если мы имеем множество комплектов подобных предметов, то будет казаться, что все стало более сложным, даже хаотичным. Как это проясняет механизм, с помощью которого возникает разнообразие?

Для большинства биологов 1950-х годов было само собой разумеющимся, что основной причиной всякого разнообразия в природе является отбор. И, как считали евгенисты, человеческое разнообразие — не исключение. Отчасти это шло от широко распространенного представления о «диких типах» и «мутантах». Дикий тип мог иметь все «нормальные» признаки данного вида, такие как размер тела, цвет кожи, форма носа и другие. Фактом, подкрепляющим это убеждение, стало открытие генетических заболеваний (которые действительно являются «ненормальными»), бывших одними из первых признанных отклонений от нормы и ставших поводом для классификации людей на «приспособленных» и «неприспособленных» в соответствии с идеей Дарвина об эволюционной борьбе за существование. Тем не менее работавший в 1950-е годы в США японский ученый Мото Кимура начал делать некоторые генетические расчеты с использованием методов, заимствованных из анализа диффузии газов, обосновав тем самым исследования Кавалли-Сфорцы и других ученых. В конечном счете этот труд помог вытащить генетику из «мутантной» трясины.

Кимура заметил, что частота генетических полиморфизмов в популяциях может варьировать благодаря случайным ошибкам выборки — тому самому «дрейфу», упомянутому ранее. Самым захватывающим в его результатах было то, что дрейф, похоже, изменял частоту генов с предсказуемой скоростью. Трудность при изучении отбора заключалась в том, что скорость, с которой он создавал эволюционное изменение, зависела полностью от силы отбора — если генетическое изменение было чрезвычайно полезным, то его частота увеличивалась быстро. Тем не менее было практически невозможно измерить силу отбора экспериментально, поэтому никто не мог предсказать скорость изменения. В нашем примере с подкидыванием монет если орел — это один вариант гена, а решка — другой, то увеличение частоты с 50 % до 70 % в одном «поколении» может означать очень сильный отбор, отдающий предпочтение орлу. Однако ясно, что дело не в этом — частота орла увеличилась до 70 % по причинам, не имеющим никакого отношения к тому, насколько это было полезным.

Кимура сумел понять, что большинство полиморфизмов действительно свободны от отбора, и поэтому их можно считать эволюционно «нейтральными», способными свободно менять свою частоту преимущественно из-за ошибки выборки. Среди биологов развернулись горячие споры вокруг «нейтральных» полиморфизмов. Кимура и его коллеги считали, что почти вся генетическая изменчивость свободна от отбора, в то время как многие ученые продолжали приписывать большое значение естественному отбору. Однако большинство изученных генетиками человеческих полиморфизмов достигли своей нынешней частоты скорее всего из-за дрейфа генов. Это открыло дверь новому подходу в анализе стремительно накапливающихся данных о полиморфизме групп крови. Но прежде чем это случилось, потребовалось сделать крюк в Средние века.

 

«Бритва Оккама»

 

Средневековый монах и философ Уильям Оккам (1285–1349) был, наверное, сущим кошмаром для окружающих. Оккам буквально понимал утверждение Аристотеля, что «Бог и природа никогда не делают лишних усилий, а всегда только необходимые», и при всякой возможности прибегал к своей интерпретации этого суждения в спорах с коллегами. Принцип, получивший название «бритва Оккама», по латыни звучит довольно просто: pluralitas non est ponenda sine necessitate (множественность не следует полагать без необходимости). По своей сути утверждение Оккама отражает философскую приверженность к особому взгляду на Вселенную, известному как принцип экономии. Если в реальном мире каждое событие происходит с определенной вероятностью, то множество событий случается с перемноженными вероятностями, и в целом совокупность событий менее вероятна, чем одно событие. Такой подход представляет собой способ разложить сложный мир на понятные части, предпочитая простоту абсурду. Я мог бы лететь из Майями в Нью-Йорк через Шанхай, но я вряд ли это сделаю.

Применительно к маршруту моего путешествия это может показаться банальным, но это не столь очевидно, когда мы начинаем применять принцип экономии к науке. Откуда нам знать, что природа всегда выбирает самый экономичный путь? В частности, можно ли утверждать, что «упрощение» — девиз природы? Эта книга не место для детального обсуждения истории принципа экономии (в конце книги дано несколько ссылок на работы, в которых этот вопрос обсуждается детально), но похоже, что обычно природа и в самом деле отдает предпочтение простоте, а не сложности. Это особенно верно в случаях, когда что-то меняется, например, когда камень падает со скалы. Сила тяжести сама делает так, что камень из верхней точки в нижнюю перемещается по прямой и довольно быстро, без пересадки в Китае.

Таким образом, если мы принимаем предположение, что изменения в природе идут наикратчайшим путем из пункта А в пункт Б, то у нас есть теория, позволяющая судить о прошлом. Это поистине скачок, поскольку означает, что глядя на настоящее, мы можем сказать кое-что о том, что происходило раньше. По сути, это дает нам философскую «машину времени», чтобы путешествовать и исследовать далекое прошлое. Довольно впечатляющая штука. Даже Дарвин был поначалу приверженцем этой идеи — на самом деле Гекели однажды обрушился на него с бранью за косность его убежденности в том, что natura non facit saltum (природа не делает скачков).

Первое применение принципа экономии к классификации человечества было опубликовано в работе Луки Кавалли-Сфорцы и Энтони Эдвардса в 1964 году[10]. В этом исследовании они сделали два важных допущения, которые стали использоваться в последующих исследованиях генетического разнообразия человечества. Первым было допущение, что генетические полиморфизмы вели себя так, как предсказывал Кимура, то есть все они были нейтральными, и любые изменения в их частоте возникали вследствие дрейфа генов. Второе допущение заключалось в том, что отношения между популяциями должны подчиняться принципу Оккама, тем самым количество изменений, необходимых для объяснения результатов, минимизируется. Используя эти ключевые догадки и метод, получивший название «минимальной эволюции», они построили первое генеалогическое древо человеческих популяций. Суть метода в том, что популяции схематически соединяются между собой таким образом, что те из них, которые имеют наиболее сходную частоту гена, расположены рядом друг с другом, и в целом родственные связи между группами минимизируют общую величину различий частоты гена.

Лука Кавалли-Сфорца и Энтони Эдвардс исследовали частоту встречаемости групп крови среди пятнадцати человеческих популяций, живущих в разных частях Земли. В результате скрупулезных расчетов с помощью одного из первых компьютеров Olivetti был сделан вывод, что африканская популяция является наиболее удаленной из исследованных групп, а европейские и азиатские популяции сгруппировались вместе. Это было потрясающее наитие относительно эволюционной истории нашего вида. Как скромно выразился Кавалли-Сфорца, анализ «имел некоторый смысл» на основе их концепции о том, как человеческие популяции должны были быть связаны между собой. Европейские популяции были ближе друг к другу, чем к популяциям Африки, Новой Гвинеи и Австралии, сгруппировавшимся вместе, и так далее. Этот результат отражал сходство частот генов, а так как эти частоты менялись во времени со скоростью, примерно постоянной (вспомните дрейф генов), это означало, что время, прошедшее с того момента, как европейские популяции стали отделяться друг от друга, было меньше, чем время отделения европейцев от африканцев. Старый монах оказался полезным через 700 лет — и антропология сделала шаг вперед[11].

Благодаря новому подходу к человеческой классификации стало даже возможным посчитать время расхождения популяций, сделав некоторые предположения о том, что происходило с людьми в прошлом, а также рассчитать размеры этих популяций. Впервые это было сделано Кавалли-Сфорцей и его коллегой Уолтером Бодмером в 1971 году. В результате их расчетов было установлено, что расхождение африканской и восточноазиатской популяций произошло 41 000 лет назад, африканской и европейской — 33 000 лет назад, европейской и восточноазиатской — 21 000 лет назад. Но проблема заключалась в том, что не было ясно, насколько обоснованны их предположения о структуре популяций. И что очень важно, по-прежнему не было ясного ответа на вопрос, где человечество возникло. Для этого нужны были данные другого рода.

 

Алфавитный суп

 

Эмиль Цукеркандль был германо-еврейским эмигрантом, работавшим в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Большую часть своей научной карьеры он посвятил одной проблеме: структуре белка. Работая в 1950–1960-х годах с нобелевским лауреатом биохимиком Лайнусом Полингом, он изучал структуру гемоглобина — молекулы, переносящей кислород. Выбор был обусловлен тем, что гемоглобин можно было получить легко и в больших количествах. Гемоглобин обладал еще одной важной характеристикой: он был найден в крови у всех существующих млекопитающих.

Белки состоят из линейной последовательности аминокислот — небольших молекулярных строительных блоков, которые при образовании каждого белка комбинируются уникальным образом. Удивительно в белках то, что хотя они работают, будучи скрученными в причудливые конфигурации и часто в комплексе с другими белками, окончательная форма и функция активного белка детерминирована простой линейной последовательностью аминокислот. Существует двадцать аминокислот, участвующих в образовании белков, у всех у них есть названия, например лизин и триптофан. Химики дали им однобуквенную аббревиатуру, в данном случае лизина и триптофона — это К и Y соответственно.

Цукеркандль заметил интересную особенность в этих аминокислотных последовательностях. Когда он начал расшифровывать структуру гемоглобинов различных животных, то обнаружил, что они похожи. Часто они содержали идентичные последовательности из десяти, двадцати и даже тридцати аминокислот, а вслед за сходными цепочками аминокислот шли несколько совсем разных. Его поразило то, что чем более родственны были друг другу виды животных, тем более схожей была структура их гемоглобинов. Человек и горилла имели фактически идентичные последовательности гемоглобина, различающиеся лишь в двух местах, в то время как человек и лошадь отличались пятнадцатью аминокислотами. Это подсказало Цукеркандлю и Полингу, что эти молекулы гемоглобина могут служить своего рода молекулярными часами, показывающими посредством числа разных аминокислот время, прошедшее с момента отделения видов от общего предка. В статье, опубликованной в 1965 году, они действительно ссылались на эти молекулы как на «документы эволюционной истории». По сути дела, в генах каждого из нас записана история. Согласно Цукеркандлю и Полингу, если использовать принцип «бритвы Оккама» для минимизации числа аминокислотных различий, то информация, записанная в молекулярной структуре белков, может указать нам на нашего предка (рис. 1). Молекулы являются по сути «капсулами времени»[12], оставленными у нас в геномах нашими предками. Нам остается только научиться считывать заключенную в них информацию.

Рисунок 1. Эволюционная «генеалогия» двух родственных белковых молекул, отображающая накапливающиеся изменения в их последовательностях

 

Разумеется, Цукеркандль и Полинг понимали, что не белки — источник генетической изменчивости. Эта честь принадлежит ДНК — молекуле, формирующей наши гены. Если ДНК кодирует белки (что она и делает), то самая подходящая молекула для изучения — сама ДНК. Но проблема состояла в том, что с ДНК чрезвычайно трудно работать, и распознавание ее последовательности занимало много времени. Тем не менее в середине 1970-х годов Уолтер Гилберт и Фред Сэнгер независимо друг от друга разработали методы быстрого определения нуклеотидной последовательности (секвенирования) ДНК, за что в 1980 году получили Нобелевскую премию. Возможность секвенировать ДНК произвела революцию в биологии, которая продолжается и по сей день, достигнув кульминации в 2000 году завершением проекта по расшифровке генома человека. Исследования ДНК революционным образом изменили наше представление о биологии, так что неудивительно, что это оказало значительное влияние и на антропологию.

 

Густонаселенный Эдем

 

Итак, мы в 1980-х годах и имеем в своем распоряжении только что разработанные методы молекулярной биологии, теорию о том, как полиморфизмы ведут себя в популяциях, способ датировки на основе секвенирования молекул и жгучий интерес к т