25.09.2014

Новые генетические данные говорят о трояком происхождении европейцев

Международная команда ученых представила новую версию генеалогии европейцев. Основой для уточнения прежних представлений послужили прочитанные геномы древних жителей Европы. Как выяснилось, европейцы несут троякое генетическое наследие: древнейших евразийцев, сформировавшихся после отделения восточно-евразийской ветви, западных и северных охотников-собирателей. Такой вариант позволяет объяснить не только разнородность геномов европейцев, но и специфическое присутствие североевропейских генов у индейцев. В Америку эти гены могли проникнуть с потоком мигрантов, двинувшихся на север Евразии уже после отделения ветви западных охотников-собирателей.

Когда в 90-х годах прошлого века только разворачивался проект «Геном Человека», многие недальновидные обыватели спрашивали, зачем, мол, нам это нужно: дорого и неизвестно, будет ли толк. Им отвечали, что геном человека необходимо знать для поиска новых поколений лекарств. Это так и есть, и это важнейшая цель проекта. Но получилось так, что этот проект и подобные ему сформировали целую область знаний — биоинформатику, которая помимо очевидных медицинских вопросов решает и массу других, не менее захватывающих. К ним относятся, в частности, все проекты расшифровки геномов древних людей, реконструкция их эволюции и миграции. К настоящему времени отработаны и продолжают совершенствоваться методы прочтения и анализа ископаемых геномов. Кто бы мог хотя бы мечтать об этом при запуске проекта «Геном Человека»!

Один из вопросов, занимающих антропологов, — это происхождение европейцев, то есть населения западной части Евразии. Это население неоднородно по своим морфологическим признакам, не говоря уже о культурных. Ясно, что оно представляет собой результат смешения нескольких древних народов, сошедшихся на одной, правда весьма обширной, территории. Что это за древние народы, откуда и когда они явились? Существующие данные, генетические и морфологические, свидетельствуют о смешении двух потоков мигрантов: древних земледельцев с Ближнего Востока и охотников собирателей с северо-запада Европы. Однако в эту принятую схему кое-какие факты не укладываются, в частности древнеевропейская примесь генов у североамериканских индейцев.

По-новому взглянуть на миграционную историю европейцев помогли дополнительные данные по ископаемым геномам европейцев. Их анализом занималась многочисленная группа ученых (120 авторов), представляющая 89 научных лабораторий (эти цифры хорошо иллюстрируют, что наука перестала быть уделом гениальных одиночек и превратилась в организованный конвейер для получения результатов).

В центре исследования оказались три группы прочтенных геномов возрастом 7–8 тысяч лет. Их древние носители — это племена охотников-собирателей, жившие на территории нынешних Швеции (Kanaljorden, Мутала) и Люксембурга (пещерное жилище Лошбур, Loschbour rock shelter, близ Хеффингена), а также земледельцы, чьи останки найдены на территории Германии (Штутгарт); подробнее об исследуемых образцах см. в разделе «Методы» обсуждаемой статьи на стр. 18. Гены помогают представить их внешность. Так, на территории Германии возделывали поля светлокожие (по присутствию гомозиготного аллеля светлой кожи гена SLC24A5) кареглазые шатены или брюнеты. В центральной Европе бродили охотничьи племена светлоглазых шатенов, устраивая временные жилища в скальных укрытиях; цвет их кожи был темнее, чем у их соседей-земледельцев. На северных территориях у охотников были светлые глаза и более светлая кожа. По-видимому, ген светлой кожи появился у жителей Европы до прихода ближневосточных носителей земледельческой культуры, но закреплялся с разной скоростью у разных народов.

Однако не портретные признаки были целью данной работы, а выяснение корней европейского населения. Для этого новые геномы сравнили с имеющимися данными по геномам древних и современных европейцев (их соответственно 7 и 2345), а также с неандертальцами, денисовцами и обезьянами. Геномы земледельцев из Германии оказались ближе всего к геному Эци (Ötzi), ледяного человека из Тирольских гор, возраст которого около 5300 лет, и к геномам земледельцев из неолита Швеции возрастом 5000 лет, останки которых были обнаружены в приходе Йокем (Gӧkhem parish) недалеко от города Фальчёпинг. Охотники из Люксембурга сблизились с племенами из Испании (близ городка Ла Бранья, La Braña, в провинции Леон), геном их представителя опубликован в этом году. Шведские охотники-собиратели сгруппировались вместе, так же как и верхнепалеолитические жители Сибири со стоянок Мальта и Афонтова гора (см.: M. Raghavan et al., 2014. Upper Palaeolithic Siberian genome reveals dual ancestry of Native Americans и Геном сибирского кроманьонца указывает на связь индейцев с европейцами).

Статистика по однонуклеотидным заменам позволила выстроить генеалогическое дерево европейцев, на котором четко (с надежной статистикой) обозначились новые детали.

Во-первых, у фермеров из Штутгарта выявились двойные корни: западноевразийских охотников-собирателей и древнейшего населения Ближнего Востока. Примесь древнейших генов очень существенна, она составляет около 44%. Охотники из Люксембурга унаследовали свои гены от той части мигрантов, которая осваивала западную часть Евразии. Поэтому у них немного общего со штутгартцами. Их северные соседи образовали племена охотников-собирателей на севере Европы и, двинувшись на восток, оставили генетический след в Западной Сибири. Продолжение этой миграционной ветви объясняет появление европейской составляющей в геномах индейцев. Из-за раннего разделения на северную и западную евразийскую ветви у охотников из Люксембурга и Сибири немного сходства, и они равным образом отличаются от онге.

В более позднее время северные и западные охотничьи племена начали смешиваться между собой, их перемешанные геномы стали также частью европейского генетического наследия. В результате у европейцев оказалось не два источника генов, а три. Это гены древнейшего неафриканского населения, переданные с ближневосточными земледельцами, а также гены северных и западных охотников-собирателей. Таким образом, европейцы вновь аккумулировали в своем геноме почти все некогда разделенные части, за исключением восточной и древней североевразийской ветви; поэтому у европейцев меньше всего генетического сходства с андаманцами (онге) и индейцами.

Итак, у европейцев, как и у их ближневосточных предков, имеются гены древнейшего евразийского населения. Другие участники европейского генетического слияния прибыли с севера и запада, встретившись после многотысячелетней разлуки. Разделенные прежде, они дали начало миграции в Сибирь. Такая схема позволяет более содержательно заняться происхождением различных народов Евразии.

Каждый новый прочтенный геном изменяет и уточняет наше видение своей древнейшей истории. Но это в порядке вещей: ведь такое изменение истории обусловлено фактическими данными, а не субъективным произволом. Здесь есть над чем работать и о чем размышлять.

Источник: I. Lazaridis et al. Ancient human genomes suggest three ancestral populations for present-day Europeans // Nature. 2014. V. 513. P. 409–413. Статья доступна также как arXiv:1312.6639, полный текст — PDF, 8,8 Мб.

Елена Наймарк

Источники:

1. elementy.ru