На заре человечества: Неизвестная история наших предков

Родословная Адама и Евы

Поскольку все нынешнее человечество происходит от одной группы прародителей, генетики, анализируя ДНК современных людей и реконструируя их историю, могут сделать некоторые предположения о той первой популяции.

Особенно полезны в этом аспекте два компонента человеческого генома. Первый – это Y-хромосома, единственная хромосома, которая есть только у мужчин. Второй – митохондриальная ДНК. Только эти две области генома не подвержены рекомбинации генетического материала при смене поколений. Рекомбинация в ДНК – это эволюционный механизм, задающий многообразие в каждом поколении, из-за него сегодня «распутать» происхождение составляющих всего генома целиком ученым не под силу^[5].

В отличие от большинства хромосомных пар, X и Y не обмениваются сегментами ДНК при смене поколений (только самыми периферийными). Таким образом, самый важный ген Y-хромосомы, тот, который программирует мужской пол особи, не переходит в X-хромосому. Поэтому Y-хромосома передается от отца к сыну, от поколения к поколению, практически неизменной. Митохондриальная ДНК избегает перетасовок другим способом. Митохондрии – орган живой клетки, производящий химическую энергию, – это бывшие бактерии, когда-то захваченные клетками. Они живут в цитоплазме клетки, вне ядра, содержащего хромосомы. При слиянии яйцеклетки и сперматозоида все митохондрии сперматозоида разрушаются, и у оплодотворенной яйцеклетки остаются только материнские. Благодаря такому порядку митохондрии наследуются ребенком от матери неизменными (а митохондрии отца потомству не передаются)^{64}.

Вдобавок к их особому статусу Y-хромосома и митохондриальная ДНК обладают удивительным и оригинальным свойством единичности. Все мужчины в современном мире носят одну и ту же Y-хромосому, и равно у мужчин и у женщин одинаковые митохондрии. Все нынешние Y-хромосомы происходят от одного и того же и единственного источника – Y-хромосомы одной мужской особи, принадлежавшей популяции родоначальников человечества или жившей незадолго до ее формирования. То же самое можно сказать про митохондриальную ДНК: у всех людей она одинаковая, потому что все это – копии с одного оригинала, митохондриальной ДНК, принадлежавшей одной женской особи.

Трудно удержаться от сравнения: Y-хромосома Адама и митохондриальная ДНК Евы. В популяции прародителей, конечно, было много Адамов и много Ев, примерно по 2500 каждых, если подсчеты генетиков верны. И как же получилось, что лишь один мужчина передал всему человечеству свою Y-хромосому и лишь одна женщина – свои митохондрии?

Любопытный факт: единственная версия гена, особенно в небольших популяциях, может вытеснить все другие существующие версии этого гена за несколько поколений в результате хаотичного процесса, так называемого дрейфа генов. Поясним на примере фамилий, передаваемых точно как Y-хромосома, от отца к сыну. Предположим, на некоем острове живет сто семей, у каждой своя фамилия. В первом поколении во многих семьях родятся только девочки или вообще не будет детей. Так что за одну смену поколений все их фамилии (так же, как и Y-хромосомы) просто исчезнут. Если считать, что новые мужчины на остров не приезжают, такой же отсев неминуемо будет повторяться в каждом поколении, пока не останется только одна фамилия (и Y-хромосома).

Y-хромосома есть только у мужчин. Часть мужчин в каждом поколении остаются бездетными или производят только дочерей, из-за этого число Y-хромосом в популяции снижается, пока, наконец, не останется единственная. Именно поэтому все мужчины на свете носят Y-хромосому, унаследованную от одного человека – Y-хромосомного Адама из популяции прародителей человечества. То же самое можно сказать о митохондриальной Еве.

Источник: 5W Infographic.

Так и произошло с человеческой Y-хромосомой. Каждая из существующих сегодня – копия с одного и того же оригинала, принадлежавшего человеку из популяции прародителей. Y-хромосомы остальных Адамов просто исчезли одна за другой, когда их носители умирали, не оставив мужского потомства.

Но, несмотря на то что все Y-хромосомы скопированы с одного оригинала, они не идентичны. Со сменой поколений в хромосомах накапливаются мутации: единицы ДНК одного из четырех типов меняются на блоки другого типа. Мутации безвредны, но генетикам они оказывают бесценную услугу, помогая распределить носителей мужской хромосомы по разным генеалогическим линиям. Механизм таков, что, если в Y-хромосоме мужчины происходит новая мутация, ее унаследуют все его сыновья, но больше никто. Если у одного из сыновей будет следующая мутация, его потомки станут носителями уже двух.

Таким образом, каждая новая мутация – это развилка на родословном древе: линии носителей и неносителей мутации расходятся, образуя новые ветви.

Изучая наиболее информативные мутации Y-хромосомы, генетики могут распределить всех мужчин на планете по линиям родословного древа. А поскольку Y-хромосома только одна, все эти линии или ветви в конце сходятся в один ствол, к Y-хромосоме первого Адама.

Несмотря на то, что Y-хромосома у всех мужчин одна, мутации постепенно накапливаются и в ней. Это позволяет разделить мужчин на разные генеалогические линии по набору мутаций, который они приобрели. Поскольку мутации накапливались в то время, когда прародители человечества расселялись по Земле, каждая ветвь Y-хромосомного древа занимает свой участок географической карты.

У всех мужчин за пределами черной Африки в Y-хромосоме есть мутация M168. А мужчины с мутацией M173, предположительно, были первыми современными людьми, прибывшими 45 000 лет назад в Европу и создавшими ориньякскую культуру. Сменившую ее 28 000 лет назад граветтскую культуру, по мнению ученых, принесли обладатели мутации MI70. Мутация M242 возникла прямо перед тем, как люди прошли Берингийским перешейком из Сибири в Америку.

Источник: 5W Infographic.

Мутации накапливаются в Y-хромосоме довольно равномерно, что дает ученым возможность датировать каждое новое ответвление древа, подсчитав число мутаций в линии. Наука способна не только датировать каждую линию, но и устанавливать ее географическое происхождение. Дело в том, что, когда случались определенные мутации, человеческие популяции расселялись по земле, но в то время люди в основном жили и рожали детей в тех же местах, где появились на свет сами. Так что генетика может наложить древо Y-хромосомы на карту мира, соотнеся каждую из его ветвей с какой-то географической областью.

Особенно помогает описать популяцию прародителей ветвь мужчин, покинувших Африку. У всех мужчин за пределами африканского континента и лишь у немногих в самой Африке Y-хромосома отмечена так называемой мутацией M168. Значит, современные люди покинули Африку вскоре после того, как эта мутация появилась. А появилась она, по недавней оценке, сделанной методом подсчета мутаций, 44 000 лет назад^{65}. Однако генетическая датировка всегда допускает целый спектр погрешностей. В данном случае, считает Питер Андерхилл и его коллеги из Стэнфордского университета, исход мог произойти в период от 89 000 до 39 000 лет назад. Корень родословного древа Y-хромосомы датируется моментом 59 000 лет назад, хотя и здесь остается широкий диапазон возможностей: от 140 000 до 40 000 лет назад. Вместе с тем 59 000 лет назад представляется довольно обоснованной датировкой момента, когда по земле ходил Y-хромосомный Адам. Эта датировка хорошо согласуется со временем жизни популяции прародителей – 50 000 лет назад, потому что гены обычно имеют чуть более давнее происхождение, чем популяции.

У всех людей на свете, мужчин и женщин, одна и та же митохондриальная ДНК, унаследованная от генетической Евы.

Как и Y-хромосома, эта единственная версия митохондриальной ДНК со временем обросла мутациями, по которым женщин можно разделить на разные генеалогические линии (митохондриальная ДНК наследуется только по женской линии).

В черной Африке все женщины принадлежат к одной из трех первых ветвей родословного древа митохондриальной ДНК, обозначенных индексами L1, L2 и L3. За пределами Африки все женщины принадлежат к линиям M и N, дочерним ветвям линии L3. В западной части Евразийского материка все женщины – дочери N, в его восточной половине есть и M и N. Дочерние линии A, B, C, D и X достигли Америки.

Источник: 5W Infographic.

Велика ли была популяция прародителей?

Y-хромосома– лишь малый фрагмент человеческого генома. Но, похоже, она неплохо отражает историю человечества и, в частности, потому, что ее «рассказ» подтверждает митохондриальная ДНК. Митохондриальная ДНК помогает восстановить родословную женщин, точно как Y-хромосома – мужчин.

Все женские линии, как и мужские, оказались ветвями, выходящими из одного корня – митохондриальной ДНК, которая принадлежала женщине, жившей среди или немного раньше популяции прародителей. Митохондриальная Ева, как считается, жила значительно раньше, чем Y-хромосомный Адам, – где-то 150 000 лет назад, но здесь, возможно, сказались трудности в датировке митохондриальной ДНК, которая накапливает мутации быстрее, чем Y-хромосома.

Митохондриальная родословная человечества состоит из трех главных линий, именуемых L1, L2 и L3, L1 и L2 – это только африканцы, живущие к югу от Сахары. Ветвь L3 дает начало линии M, и именно ее представители и вышли за пределы Африки.

Данные, извлеченные из Y-хромосомы и митохондриальной ДНК могут помочь в установлении такой важнейшей характеристики прародителей, как «эффективный размер популяции». Эффективная популяция – это статистическое понятие, значение которого популяционные генетики выводят из числа вариаций в ДНК. Это заметная часть общего размера популяции – у людей обычно около половины^{66}. Долгое время эффективный размер популяции прародителей определялся приблизительно в 10 000 особей, но недавняя переоценка, скорректировавшая погрешность прежних подсчетов, дает еще меньшую цифру. Подсчет, основанный на Y-хромосоме, дает эффективный размер популяции прародителей в 1000 мужчин репродуктивного возраста^{67}. Предполагая равное число женщин, получаем «эффективную популяцию» объемом в 2000 особей, что означает общую численность всего в 4000, или, скажем, если округлить, в 5000 человек.

Первые две ветви древа Y-хромосомы, представители которых живут только в Африке, имеют множество подветвей. Это позволяет предположить, что популяция прародителей когда-то была разнообразной и занимала обширную территорию. Есть в структуре мутаций и другие косвенные указания на то, что когда-то существовали, но вымерли другие линии Y-хромосомы. Иными словами, предки нынешнего человечества претерпели ряд суровых бедствий, унесших множество мужских жизней^{68}.

Поскольку собиратели живут группами численностью в среднем около 150 человек, поддерживая хозяйственные связи с соседними группами, небольшая популяция в 4000–5000 человек вряд ли могла быть распределена по всей Африке. Вероятно, она жила на куда меньшей территории – по одной из оценок, «возможно, площадью со Свазиленд или Род-Айленд»^{69}. Чем меньше ареал обитания, тем выше вероятность того, что в нем говорили на одном языке. Археологи пока не обнаружили колыбель наших прародителей. Учитывая, что они были охотниками и собирателями, то, вероятно, почти не оставили там следов своего присутствия.

Но генетики установили, где в Африке могла находиться эта прародина человечества. Указания на это место обнаруживаются не только в генах, но и в языках, а именно в щелкающих языках Африки и у койсанских народов, которые на них разговаривают.

Койсанские языки – отзвук единого праязыка человечества

^[6]

Голландские колонизаторы, прибывшие в 1652 г. в Южную Африку, встретились там с двумя группами туземцев, носителей так называемых «щелкающих языков»: скотоводами, которых голландцы прозвали готтентотами, и охотниками-собирателями – тех звали бушменами или готтентотским словом «сан», означавшим аборигенов. Готтентоты называли себя кой-коин. От слов «кой» и «сан» и происходит название семьи щелкающих языков – койсанские.

Южных капских бушменов голландские колонизаторы по большей части истребили. Антропологи изучали северных, обитавших на обширной территории от Южной Анголы до Ботсваны, в том числе в пустыне Калахари. До 70-х гг. XX столетия, когда среди них широко распространилась оседлость, многие бушмены вели кочевой образ жизни, оставаясь одним из немногих народов, приверженных архаичному быту охотников-собирателей. Основной язык северных бушменов –!хонг: это название, вероятно, дали немецкие миссионеры, а значит оно на ангольском диалекте!хонг – «те, они»^{70}. Северных бушменов часто так и зовут!хонг или!хонг-сан. Сочетанием символов «!х» условно обозначают один из многих в этом языке щелкающих согласных звуков.

С недавних пор антропологи стали именовать эту народность ее самоназванием жу!цоан, что значит «настоящие люди». Для обозначения европейцев и небушменских африканцев у «настоящих людей» служит слово!ком, и к этой категории также относятся хищники и другие несъедобные звери.

Сочетанием «!ц» в названии жу!цоан также передается один из щелкающих звуков. Пять щелкающих звуков произносятся с втягиванием воздуха, несколько большее число – на выдохе.!Ц – это зубной щелкающий звук, производимый с втягиванием воздуха, когда кончик языка немного отрывается от верхних передних зубов, похоже на междометие «ц-ц». Фонетика койсанских языков считается одной из самых сложных среди всех языков мира^{71}.

На юге Африки до сих пор существуют около 30 различных языков со щелкающими звуками. Они делятся на три группы, которые, кроме собственно щелканья, почти не имеют никаких родственных черт. Носители еще двух щелкающих языков – хадза и сандаве – живут далеко в Танзании. И хадза, и сандаве – языки изолированные, т. е. они не родственны ни между собой, ни с бушменскими языками.

Несмотря на то что многие щелкающие языки не обнаруживают между собой ничего общего, кроме щелчков, Джозеф Гринберг, великий классификатор, отнес их все к одной койсанской семье. Лингвисты отмечали, как нелогично объединять в семью кучу неродственных языков, но принимали идею, поскольку других вариантов классификации «щелкающих» языков никто не мог предложить. Сегодня большинство лингвистов-компаративистов отвергают Гринберга, однако его теория в свете удивительной связи, обнаруженной между языками койсанской семьи, похоже, содержит здравое зерно.

Эту связь показывают находки генетиков, установивших, что носители языка хадза и!хонг относятся к самым старым популяциям на Земле. Конечно, все народы имеют один возраст, в том смысле, что все происходят от племени прародителей. Однако некоторые популяции считаются старше на том основании, что располагаются на длиннейших ветвях родословного древа человеческой расы. Дуглас Уоллес из Калифорнийского университета в Ирвине недавно установил, что три старейших народа на Земле – это пигмеи ака из Центральноафриканской Республики, пигмеи мбути из Конго и бушмены!хонг.

У!хонг Уоллес с коллегами обнаружили несколько линий митохондриальной ДНК, но их главная линия образует первую ветвь L1, старейшую из трех на человеческом митохондриальном древе. Эта линия, как отмечает Уоллес, «относится к самым глубоким корням африканского филогенетического древа, и отсюда следует, что бушмены!хонг обособились на самом раннем этапе расселения людей по Земле»^{72}. Иначе говоря, бушмены!хонг рано отделились от популяции прародителей и с тех пор сохраняли достаточную обособленность.

Недавно двое ученых из Стэнфорда, Алек Найт и Джоанна Маунтин, сравнили генетику бушменов!хонг и народа хадзабе, как называют носителей щелкающего языка хадза, охотников и собирателей, обитающих в окрестностях танзанийского озера Эяси. Ученые установили, что и хадзабе – необыкновенно древний народ. Вместе с тем на митохондриальном древе хадзабе принадлежат не к ветви L1, а к ветви L2. Поскольку L2 и L1 отмечают два первых разветвления на древе, значит,!хонг (L1) и хадзабе (L2) – это две популяции, отделившихся практически при зарождении человечества. Раздел между предками этих двух народностей «представляется самой первой дивергенцией человеческих популяций», утверждают ученые. Измерения Y-хромосомы показывают, что эти две народности далеки друг от друга более, чем любые другие африканские племена^{73}.

Это генетическое открытие несет в себе возможное объяснение тому, почему два койсанских языка,!хонг и хадза, так отличаются друг от друга. Из-за столь давнего разделения до полного несходства разошлись и генетика этих народностей, и их языки, сохранившие единственное общее – звуки-щелчки.

И!хонг, и хадзабе – охотники и собиратели, их образ жизни – кочевье по девственным землям – возможное объяснение того, что они тысячелетиями сохраняли свою самобытность. Но остается одна загадка: почему в их языках переменилось все, но до сих пор сохранились щелкающие звуки.

Некоторые языковеды считают, что!хонг и хадзабе «изобрели» щелканье независимо друг от друга. По мнению этих ученых, ничего экстраординарного в такой фонетике нет, поскольку она усваивается детьми, и щелкающие звуки, как и многие иные особенности языков, за всю историю языка могли быть не раз утрачены и «придуманы» заново.

Однако эта теория не объясняет, почему «щелкающие» языки не распространены по всему миру. Ведь они существуют только в Африке за единственным исключением – дамина, вымершего языка австралийского племени лардил, использовавшегося мужчинами в обрядовых целях и имевшего ограниченный словарный запас. Судя по всему, щелкающие звуки не выходят за пределы популяций исконных носителей, есть лишь одно исключение: некоторые звуки позаимствованы соседями бушменов, говорящими на банту. Но лишь для особого применения: например, в хлонипе, особом почтительном языке женщин племени нгуни, щелчками заменяются согласные звуки в именах родственников мужа, произносить которые для женщины табу.

Как считает Энтони Трейл, специалист по «щелкающим» языкам из Витватерсрандского университета (ЮАР), хотя носители некойсанских языков могли иногда заимствовать или даже изобретать щелкающие звуки, «совершенно невероятно, чтобы целая система щелкающей фонетики развилась на базе нещелкающего языка»^{74}. Во-первых, трудно освоить беглое произношение, если в речи много щелчков. Один раз произнести такой звук – небольшой труд, но воспроизводить их целыми сериями – другое дело. Щелкающие звуки, как и сочетания двух согласных подряд, тормозят поток речи. «Беглость артикуляции щелкающих в живой речи – это трудно с любой точки зрения. Здесь нужна усиленная артикуляционная работа – это как шагать через две ступеньки», – говорит Трейл.

Во-вторых, щелкающие звуки скорее имеют тенденцию исчезать, а не укрепляться. В процессе обычной эволюции языка разные типы щелчков заменились нещелкающими звуками, но обратные случаи неизвестны.

Как могли сохраниться при нынешней «ленивости» языковой мышцы щелкающие звуки в языке их носителей? «Большой вопрос, – говорит Трейл. – По всем признакам они не должны были устоять под натиском перемен, происходящих в языке. Я не знаю ответа».

Если щелкающие звуки в норме только исчезают, но не появляются, а притом два старейших на земле народа, бушмены и хадзабе, говорят на таких языках, тогда возможно, что эти звуки были и в том самом первом языке, на котором разговаривали прародители.

Границы Эдема

Поскольку бушмены, по данным генетики и лингвистики, относятся к самым древним популяциям человеческой расы, весьма любопытно, что ранее они жили на гораздо более обширной территории, чем сегодня. В XVII столетии они обитали по всему югу Африки. Археологи думают, что значительно раньше, в эпоху палеолита, бушмены занимали восточную половину Африканского континента, и владения их тянулись через всю Эфиопию до северных берегов Красного моря.

Эту теорию поддерживают находки генетиков: в ДНК современных жителей Эфиопии обнаружились свидетельства того, что в отдаленные времена на этой территории жили бушмены. В народах оромо и амхара у мужчин встречается Y-хромосома с первой ветви Y-хромосомного генеалогического древа. К этой ветви относятся 44 % бушменов, в остальной же Африке она встречается редко. Должно быть, оромо и амхара происходят от тех же предков, что и бушмены, а первая ветвь, таким образом, оказывается «частью протоафриканского генофонда Y-хромосомы», заключает Орнелла Семино из Павийского университета (Италия)^{75}. Митохондриальная ДНК амхара и оромо тоже указывает на то, что Эфиопия, или по крайней мере восток Африки, – исходная точка, из которой первые современные люди начали свой путь по планете.

Три главных события человеческой эволюции – появление языка, формирование популяции прародителей и исход из Африки, – очевидно, произошли примерно в одно время, приблизительно 50 000 лет назад. Чем ближе друг к другу они окажутся во времени, тем выше вероятность, что они произошли в одном месте, и если так, то Эфиопия на сегодня кажется самым реальным кандидатом на роль колыбели человечества, исторического аналога мифического райского сада.