Генетики пересмотрели человеческую хронологию

Поначалу первобытная история писалась только находками костей и орудий труда, но в 1960-х годах на сцену вышла генетика и предложила свою версию событий. Одни результаты исследований древней ДНК стали подлинным откровением для исторической науки: например, выяснилось, что все люди восходят к предкам, жившим в Африке более 100 тыс. лет назад. А другие категорически противоречили данным археологии.

И только сейчас история, рассказываемая теми и другими, начинает более или менее совпадать — благодаря улучшенной оценке частоты мутаций ДНК (молекулярных часов, лежащих в основе генетической датировки).

Концепция ДНК-часов проста: количество различий в последовательностях двух видов показывает, сколько времени прошло с момента существования их последнего общего предка. Но для этого надо знать, с какой скоростью меняются «буквы» ДНК.

Генетики привыкли отвечать на этот вопрос путём сравнения генома человека с последовательностями других приматов. Но опирались-то они при этом на датировку останков радиоуглеродным методом. Вывод: в ДНК человека каждая буква мутирует раз в миллиард лет. «Это подозрительно круглое число», — говорит молекулярный антрополог Линда Вигилант из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (ФРГ). Подозрение оказалось обоснованным.

За последние годы генетики смогли наблюдать молекулярные часы в действии путём секвенирования целых геномов десятков семейств и сравнения мутаций у родителей и детей. Оказалось, что часы тикают примерно вдвое медленнее.

В новом обзоре Эйлуин Скалли и Ричард Дурбин из Института Сенгера (Великобритания) пересмотрели датировку ключевых событий человеческой эволюции, и новая генетическая хронология почти совпала с археологической.

Например, стойбище Сима-де-лос-Уэсос (Атапуэрка, Испания) связывается археологами с гейдельбергским человеком (прямым предком неандертальцев). Его возраст оценивается в 400−600 тыс. лет, но генетические исследования показали, что предки неандертальцев должны были отделиться от ветви, ведущей к современным людям, гораздо позднее, 270−435 тыс. лет назад. Замедление молекулярных часов даёт более удобную дату — 600 тыс. лет назад.

Другой поворотный момент — исход из Африки. Генетические исследования говорили о том, что предки европейцев, азиатов и американцев покинули Чёрный континент около 60 тыс. лет назад, хотя в Израиле и Аравии обнаружены человеческие окаменелости, которым 100 тыс. лет. Пришлось предположить, что 60 тыс. лет назад началась массовая миграция, а до этого с Африкой прощались группы, которые либо возвращались некоторое время спустя, либо гибли в Передней Азии. Новая генетическая датировка всё-таки подтверждает правоту археологов: исход начался примерно 120 тыс. лет назад, и территория современного Израиля послужила стартовой площадкой для дальнейшего расселения людей по Азии и Европе. Что касается Аравийского полуострова, то около 100 тыс. лет назад уровень Красного моря был намного ниже, чем сейчас, а климат в Аравии благоприятствовал пышной растительности и сравнительно лёгкой жизни, поэтому нет ничего удивительного в том, что древние люди переселялись туда напрямую, через море.

Пересмотренные молекулярные часы могут также урегулировать спор по поводу того, что люди отважились на далёкие путешествия в Азию ранее, чем 60 тыс. лет назад, как предполагают некоторые исследователи.

Но радоваться рано: гипотеза о более медленной скорости мутаций приводит не к одним только соответствиям. Так, согласно новой генетической хронологии, общий предок людей и орангутангов жил 40 млн лет назад, тогда как обильные ископаемые свидетельства указывают на 20 млн лет назад. Более того, выясняется, что общий предок человека и обезьян сосуществовал с последними динозаврами.

Возможно, частота мутаций замедлилась только в последние 15 млн лет. Ископаемые находки говорят о том, что предки были небольшими животными, а мелкие зверьки, как правило, размножаются быстрее, ускоряя мутации.

Подготовлено по материалам Nature News.

Поначалу первобытная история писалась только находками костей и орудий труда, но в 1960-х годах на сцену вышла генетика и предложила свою версию событий. Одни результаты исследований древней ДНК стали подлинным откровением для исторической науки: например, выяснилось, что все люди восходят к предкам, жившим в Африке более 100 тыс. лет назад. А другие категорически противоречили данным археологии.

И только сейчас история, рассказываемая теми и другими, начинает более или менее совпадать — благодаря улучшенной оценке частоты мутаций ДНК (молекулярных часов, лежащих в основе генетической датировки).

Концепция ДНК-часов проста: количество различий в последовательностях двух видов показывает, сколько времени прошло с момента существования их последнего общего предка. Но для этого надо знать, с какой скоростью меняются «буквы» ДНК.

Генетики привыкли отвечать на этот вопрос путём сравнения генома человека с последовательностями других приматов. Но опирались-то они при этом на датировку останков радиоуглеродным методом. Вывод: в ДНК человека каждая буква мутирует раз в миллиард лет. «Это подозрительно круглое число», — говорит молекулярный антрополог Линда Вигилант из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (ФРГ). Подозрение оказалось обоснованным.

За последние годы генетики смогли наблюдать молекулярные часы в действии путём секвенирования целых геномов десятков семейств и сравнения мутаций у родителей и детей. Оказалось, что часы тикают примерно вдвое медленнее.

В новом обзоре Эйлуин Скалли и Ричард Дурбин из Института Сенгера (Великобритания) пересмотрели датировку ключевых событий человеческой эволюции, и новая генетическая хронология почти совпала с археологической.

Например, стойбище Сима-де-лос-Уэсос (Атапуэрка, Испания) связывается археологами с гейдельбергским человеком (прямым предком неандертальцев). Его возраст оценивается в 400−600 тыс. лет, но генетические исследования показали, что предки неандертальцев должны были отделиться от ветви, ведущей к современным людям, гораздо позднее, 270−435 тыс. лет назад. Замедление молекулярных часов даёт более удобную дату — 600 тыс. лет назад.

Другой поворотный момент — исход из Африки. Генетические исследования говорили о том, что предки европейцев, азиатов и американцев покинули Чёрный континент около 60 тыс. лет назад, хотя в Израиле и Аравии обнаружены человеческие окаменелости, которым 100 тыс. лет. Пришлось предположить, что 60 тыс. лет назад началась массовая миграция, а до этого с Африкой прощались группы, которые либо возвращались некоторое время спустя, либо гибли в Передней Азии. Новая генетическая датировка всё-таки подтверждает правоту археологов: исход начался примерно 120 тыс. лет назад, и территория современного Израиля послужила стартовой площадкой для дальнейшего расселения людей по Азии и Европе. Что касается Аравийского полуострова, то около 100 тыс. лет назад уровень Красного моря был намного ниже, чем сейчас, а климат в Аравии благоприятствовал пышной растительности и сравнительно лёгкой жизни, поэтому нет ничего удивительного в том, что древние люди переселялись туда напрямую, через море.

Пересмотренные молекулярные часы могут также урегулировать спор по поводу того, что люди отважились на далёкие путешествия в Азию ранее, чем 60 тыс. лет назад, как предполагают некоторые исследователи.

Но радоваться рано: гипотеза о более медленной скорости мутаций приводит не к одним только соответствиям. Так, согласно новой генетической хронологии, общий предок людей и орангутангов жил 40 млн лет назад, тогда как обильные ископаемые свидетельства указывают на 20 млн лет назад. Более того, выясняется, что общий предок человека и обезьян сосуществовал с последними динозаврами.

Возможно, частота мутаций замедлилась только в последние 15 млн лет. Ископаемые находки говорят о том, что предки были небольшими животными, а мелкие зверьки, как правило, размножаются быстрее, ускоряя мутации.

Подготовлено по материалам Nature News.