Дэвид Райх - Кто мы и как сюда попали [Древняя ДНК и новая наука о человеческом прошлом]

Молли Пржеворски и ее коллеги несколько умерили восторг от раскопок этой золотой жилы. Их работа сосредоточилась на вопросе, какие опознавательные знаки может оставить в геноме естественный отбор. И в 2006 году они продемонстрировали, что метод сканирования геномов ныне живущих людей пропускает почти все такие знаки, просто из-за того, что для их обнаружения не хватает статистической мощности данных, и что при сканировании геномов одни типы отбора видны лучше, чем другие 31 . Затем в 2011 году под руководством Пржеворски было выполнено исследование, показавшее, что, по-видимому, лишь небольшая часть эволюции человека включала сильный естественный отбор новых полезных мутаций, прежде не имевшихся в человеческой популяции 32 . Поэтому те красивые примеры, которые легко удалось найти, такие как способность переваривать коровье молоко во взрослом возрасте, – это исключения 33 .

Если отбросить идею об отборе, мощно действовавшем на единичные мутационные изменения и в результате быстро увеличившем их частоту, то какова была доминанта отбора в человеческой популяции? Для ответа на этот вопрос важный ориентир дало изучение человеческого роста. Генетики, занятые в медицине, в 2010 году собрали данные по геномам 180 тысяч человек с измеренным ростом. Они выделили 180 независимых генетических характеристик (вариантов), присущих, как правило, невысоким людям. А это означало, что данные генетические варианты или те, что находятся близко от них в последовательности ДНК, играют первостепенную роль в итоговом снижении роста. В 2012 году исследование было продолжено: в отличие от Северной Европы, в популяции Южной Европы в этих 180 позициях чаще были именно те варианты, что соответствуют невысокому росту, и различия оказались столь очевидны, что объяснить их мог только естественный отбор – после расхождения южных и северных европейцев он либо уменьшил рост на юге, либо увеличил рост на севере 34 . А еще больше об этой истории мы узнали в 2015 году из исследования Иэна Мэтьесона и его коллег, работавших в моей лаборатории с древней ДНК. Мы построили последовательности ДНК 230 древних европейцев на основе образцов их костей и зубов. Анализ этих последовательностей вполне допускал действие естественного отбора на мутации, уменьшавшие рост фермеров, освоивших Южную Европу 8 тысяч лет назад, либо увеличивавшие рост предков североевропейцев, населявших степи Восточной Европы более пяти тысяч лет назад 35 . Если в Южной Европе малорослые люди обладали какими-то преимуществами перед высокими или, напротив, в Северной Европе высокорослые – перед невеличками, то это неизбежно увеличивало число их потомков, а следовательно, частота мутаций неуклонно и однонаправленно менялась, пока в среднем не устанавливались новые значения роста.

А пока разбирались с ростом, велся поиск и других примеров действия естественного отбора на сложные признаки у человека. В 2016 году было опубликовано исследование нескольких тысяч геномов ныне живущих британцев, где доказывалось действие отбора на такие признаки, как высокий рост, светлые волосы, голубые глаза, крупная голова у младенцев, широкие бедра у женщин, более поздний ростовой скачок у юношей и более позднее наступление половой зрелости у женщин 36 .

Эти примеры показывают, как можно очень действенно использовать полногеномные данные, позволяющие рассматривать одновременно тысячи независимых нуклеотидных позиций, в обход так называемого предела Пржеворски (той границы, которую определила Молли Пржеворски): нужно принять в расчет то обстоятельство, что один и тот же биологический результат достигается за счет срабатывания большого числа разных генетических вариантов на многих позициях на ДНК. Такую информацию мы можем получить, используя прием “полногеномного поиска ассоциаций”. В рамках подобных исследований после 2005 года удалось собрать данные – и генетические, и по ряду морфологических и физиологических признаков – одного миллиона людей. В этом массиве данных определились более 10 тысяч отдельных мутаций, ассоциированных (то есть имеющих повышенную частоту) с теми или иными признаками, в частности с ростом 37 . Насколько ценны подобные исследования для понимания человеческого здоровья и заболеваний, пока непонятно, потому что, как правило, эффекты конкретных мутаций, выявляемых по таким ассоциациям, совсем невелики и малополезны для предсказания, кто заболеет, а кто нет 38 . Но при этом часто упускается из вида вот что: поиск полногеномных ассоциаций является мощным средством для изучения эволюционных изменений человека. Мы можем проверить, в каком направлении сдвигаются частоты мутаций, ассоциированных с тем или иным биологическим признаком: если в одном и том же, то это и будет свидетельство действия отбора на данный признак.