ГЕНОГЕОГРАФИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЧЕЛОВЕКА: Человечество на ранних стадиях своей истории разделилось на множество

Геногеография: древняя ДНК, современные генофонды и сотрудничество с этнографами | Генофонд РФ

ГЕНОГЕОГРАФИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЧЕЛОВЕКА: Человечество на ранних стадиях своей истории разделилось на множество

Одной из пограничных областей, в которой особенно ярко проявляются контакты между науками, является анализ древней ДНК, потому что тут работают совместно генетики, археологи, палеоантропологи, а зачастую привлекаются и лингвисты.

Поэтому первая часть доклада будет посвящена древней ДНК, во многих исследованиях которой мне довелось участвовать.

Анализ современных генофондов, хотя и находится в ведении только одной науки – популяционной генетики – но и эти результаты активно обсуждаются самыми разными специалистами, и это вторая часть доклада.

Наконец, сотрудничество генетиков и этнографов – один из ярких примеров междисциплинарного подхода, но оно иногда наталкивается на недопонимание того, в чем совпадают, и в чем различаются этнос (объект этнологов) и популяция (объект генетиков).

Часть I Древняя ДНК

Идея изучения древней ДНК очень простая – взять древнюю косточку и сравнить ее ДНК с ДНК из всех современных популяций. Но технически это сложно: в выдыхаемом нами воздухе содержится больше ДНК, чем во всей этой косточке.

И для того, чтобы изучать не свою ДНК, а ту, которая содержалась в этой косточке, нужно надеть скафандры и 90% времени тратить на поддержание стерильности помещения.

В мире есть некоторое количество лабораторий, которые занимаются этим достаточно надежно.

Один из вопросов, который привлекает больше всего внимания, это неолитизация Европы. У исследователей сложилась такая точка зрения, что генофонд Европы сформировался в ходе двух событий– во-первых, когда люди туда попали впервые, и, во-вторых, когда туда пришли земледельцы.

Ведь появление земледелия (производящего хозяйства) привело к многократному увеличению численности, поэтому вклад этой миграции многократно важнее, чем вклад последующих. И сейчас господствует точка зрения, что генофонд Европы сформировался под влиянием миграции населения с Ближнего Востока.

Согласно теории демической диффузии, неолитическая популяция, расселяясь, ассимилирует автохтонное население, формируя градиент в генофонде. И этот градиент подтверждается данными последних исследований. Земледельцы двигались с Ближнего Востока, постепенно смешиваясь с местным населением, и формируя генофонд Европы.

Однако данные по митохондриальной ДНК указывают на более древние датировки формирования европейского генофонда, чем неолит, что не согласуется с такой концепцией.

Один из способов разрешить это противоречие, это непосредственно посмотреть генофонд первых неолитических земледельцев Европы и разобраться, местные ли это уроженцы, которые восприняли технологию земледелия, или это мигранты издалека.

На карте ниже показаны результаты сравнения 22 образцов древней мтДНК, найденных на территории Германии, с 188 современными популяциями Европы и Азии.

Методом генетических расстояний показано сходство древней мтДНК с генофондом Ближнего Востока. Так что не приходится сомневаться, что была миграция древнего ближневосточного населения, земледельцев.

По-видимому, она была не слишком многочисленна, и генетически растворилась в местном населении.

С появлением возможности исследования полных геномов, в том числе древних ДНК это представление получило наглядное графическое подтверждение.

На этом рисунке видно, где находится генофонд населения Ближнего Востока, где – геном европейских охотников-собирателей, и что геном современных европейцев находится посередине между ними. Так что выявляется смешение этих групп населения.

Но выявляется и нечто третье – это древний евразийский компонент, который тоже вносит свой вклад в генофонд Европы. Статья о взаимодействии этих трех компонентов была опубликована в Nature.

Если обратиться к более древней эпохе – к мезолиту, то была изучена популяция мезолитических охотников-собирателей Оленеостровского могильника на Южном Оленьем Острове в Онежском озере. А зона генетически сходных с ними популяций, как показывает карта, оказалась в Сибири. И это указывает на миграцию, произошедшую в мезолите из Сибири на территорию Европы.

Была изучена жившая примерно в том же регионе, но на 3 тысячи лет позже, популяция с Большого Оленьего острова, которая тоже обнаружила сходство с популяциями Сибири. Это доказывает, что миграции из Сибири были множественными.

Интересно, что современное население этих мест не имеет ничего общего с той древней популяцией.

То есть, та древняя популяция не оставила ныне живущих потомков, а значит, установить эту миграцию по современному населению мы бы никогда не смогли.

Приведу одну из самых недавних глобальных реконструкций, в которую включены данные и по древней, и по современной ДНК, эта некая схема ветвления человечества.

Тут есть разделение на африканцев и неафриканцев, потом отделение некой загадочной ветви «базальных европейцев», последующее разделение населения Северной Евразии и Западной Евразии и объединение некоторых из этих потоков.

Здесь важно то, что сейчас мы имеем возможность не реконструировать некоторые отдельные направления миграции, а осознавать всю сложность популяционной системы – как разделение, так и смешение.

Часть II Современные генофонды

Перейдем от древней ДНК к современной. Наука геногеография – в широком смысле это наука, изучающая генофонды. В узком понимании генетическая география — это карты. Справедливость этого в том, что карта действительно является сердцевиной всей геногеографии.

Пространство — это гораздо более важное измерение для изучения генофонда, чем время.

В этом году геногеография могла бы праздновать свой столетний юбилей, потому что впервые идея о том, что частоты генов могут быть у людей разными, что на одной территории гены встречаются с одной частотой, а на другой территории могут быть с совсем другой частотой – возникла из практики Первой мировой войны.

Когда стало необходимым массовое переливание крови, выяснилось, что для переливания крови русским, сербам, французам, неграм, индусам и т.д. нужно запасаться разными объемами одних и тех же групп крови.

С этого и начались исследования разнообразия человечества по генетическим маркерам. За сотню лет опубликованы десятки тысяч статей по разным типам генетических маркеров.

Сначала использовались классические иммунологические маркеры, потом перешли к классическим биохимическим, потом началась эра ДНК.

Существует очень много типов генетических маркеров, но сейчас используются три основных типа: Y-хромосома, митохондриальная ДНК и полногеномные маркеры. По времени использование этих пяти типов маркеров почти последовательно сменяет друг друга. Например, сейчас стремительно растут и будут расти исследования полногеномных маркеров.

Я продемонстрирую основные исследования за последние полвека по этим всем маркерам, чтобы показать, как стабильность, то есть постоянно выявляемые одни и те же результаты, так и динамику.

Переход от старых маркеров к ДНК стал неким испытанием, потому что можно было предполагать, что ДНК даст нечто совсем другое. Но на самом деле результаты по старым маркерам стали прогнозом для новых. Этот принцип с тех пор неоднократно подтвердился.

Это позволяет нам ввести полисистемный подход, то есть когда у нас присутствуют разные типы маркеров, разные признаки, мы можем изучить какие-то популяции по разным маркерам и сравнить результаты.

Если они окажутся разными, это либо ошибки, либо особенности восприятия разных маркеров, которые указывают на объективные черты генофонда, но которые по-разному преломляются в призмах разных маркеров.

На следующей карте показаны популяции, обследованные в наших экспедициях. Наши ДНК-коллекции – это крупнейший в мире банк ДНК коренного населения для Северной Евразии.

С 1998 по 2014 год мы собрали 20400 образцов из 220 коренных популяций.

Но в базы данных, которые м ы создаем и которые используются для всех анализов, включены не только наши данные, но и почти все то, что публикуется в мире.

По классическим маркерам можно сравнить внутрипопуляционное и межпопуляционное разнообразие. Например, если посмотреть на Европу, то видно, насколько велики внутрипопуляционные различия и низки различия между популяциями.

Другим методом получены карты главных компонент, на которых переход цвета соответствует важнейшему направлению генетической изменчивости.

компонента не одна – их столько, сколько исходных признаков, но важны только первые две-три из них.

Так, по первой главной компоненте мы видим кардинальные различия между населением Африки и населением Австралии, а все остальное – в промежутке.

Вторая главная компонента показывает основные различия между населением Африки и населением Южной Америки. Третья – изменчивость между западом и востоком Евразии.

На следующей карте изображено внутрипопуляционное разнообразие, видно, что оно наиболее высоко в западных и южных областях Евразии.

Эти данные (на рисунке выше) получены зарубежной школой геногеографии, а независимо работала отечественная школа Рычкова (рисунок ниже), и результат они получили тот же самый.

По мтДНК были проанализированы более сотни гаплогрупп в более чем 600 популяциях мира. Мы посмотрели корреляции разных признаков друг с другом.

Видно, что признаки образуют неожиданное четкие кластеры по их пространственной корреляции друг с другом, и всего выявлено шесть таких главных кластеров.

Сто восемнадцать признаков сходятся всего к шести основным паттернам изменчивости! Рассмотрим эти паттерны.

Если суммировать частоты гаплогрупп, входящих в разные кластеры, то видно, что первый, самый многочисленный кластер приурочен к Восточной Азии,

второй кластер – однозначно африканский,

а третий оказывается приурочен к Австралии.

Затем у нас выделяется западноевразийский кластер,

и в отдельный кластер выделилась Сибирь.

Это означает, что по мтДНК северные и южные монголоиды (кластеры 1 и 6) повышаются в ранге до вполне самостоятельных континуумов, сравнимых с африканским и австралийским.

Итак, по мтДНК выявлены те же самые геногеографические провинции мира, которые выявлялись и экстремумами главных компонент.

Говоря про Y-хромосому, выяснилось, что если проанализировать данные теми же методами, то мы получим похожие результаты.

И поскольку времени недостаточно, для Y-хромосомы я не буду показывать континуумы гаплогрупп и внутрипопуляционное разнообразие, покажу анализ межпопуляционного разнообразия.

Оно может быть большим на стыках контрастных, различающихся генофондов – так же, как на стыках двух материковых плит возникают горы. Примерно то же самое происходит и в генофондах. И выделяются зоны высокого популяционного разнообразия – «разломы» в мировом генофонде.

Например, одна из таких зон – это Гималаи, по разные стороны Гималаев очень разное население. А основной разлом проходит наискосок от Кавказа до Средней Сибири и делит Евразию пополам.

По полногеномным маркерам покажу только один результат – если в генетическом пространстве разместить отдельных индивидов, то люди, живущие в определенных регионах, хорошо кластеризуются друг с другом.


Часть III Генетики и этнологи

Из всех этих и многих других сведений о структуре генофонда какую информацию можно извлечь об истории популяций и происхождении народов?   Обратите внимание, что до сих пор я ни разу не упомянул этносы. Привязка данных геногеографии к этносам является далеко не самым главным в изучении генофонда человечества.

Но именно это вызывает наибольшее количество вопросов и наибольшую степень непонимания. Геногеография все время находится между Сциллой и Харибдой. Пучина Харибды – утверждение о том, что не существует никакой связи между генетикой и этносом. Но ужасы Сциллы еще хуже – она утверждает 100% связь между генетикой и этносом.

Это то, к чему склоняется ДНК-генеалогия.

Как же все-таки пройти между Сциллой и Харибдой? Для этого надо задуматься, что если генетика имеет дело с биологическими объектами, с популяциями, откуда там вообще возникает этнос – категория социальная? Дело в том, что популяция для популяционной генетики – это любая группа людей, которая удовлетворяет всего-навсего двум условиям. Она должна существовать более чем одно поколение, и более половины браков должно заключаться внутри нее. Любая группа людей, удовлетворяющая этим критериям, является популяцией.

Обозначим людей кружками, а заключаемые ими браки – стрелками. Тогда совокупность людей, обрисованная красной линией, является популяцией по критерию 50% браков, потому что более половины стрелочек, которые начинаются внутри этой линии, внутри нее и заканчиваются и только 4 стрелки выходят за ее пределы.

Группа людей, ограниченная фиолетовой линией, тоже является популяцией, потому что опять большинство браков заключены в ее пределах.

И группа людей, ограниченная желтой линией, тоже является популяцией. Она включает часть людей из первой популяции, и часть из второй. На этом примере наглядно видно, что популяции можно выделить разными способами, они могут быть вложенными друг в друга или перекрываться.

А является ли популяцией группа людей, ограниченная розовой линией? Давайте посчитаем: в этой группе 7 человек, но только двое из них заключили брак в пределах этой группы, а остальные 5 (большинство) – за ее пределами.

Когда доступны такие полные данные по структуре браков, выясняется, что, например, в Архангельской области – если взять одну деревню, то внутри нее заключается меньше 50% браков – это не популяция. Но если взять несколько соседних деревень, то уже больше 50% — это уже популяция.

А на юге – если взять весь Краснодарский край, то больше половины браков заключены с уроженцами других регионов. Значит, население всего Краснодарского края не является популяцией.

Популяции входят одна в другую, как матрешки, они перекрываются. Человечество представляет собой сложнейшую систему популяций.

И поскольку полные данные по структуре браков обычно недоступны, то популяционным генетикам для выделения популяций нужны какие-то другие параметры, которые с брачной структурой скоррелированы.

Поэтому любые признаки, по которым существует брачная ассортативность, являются признаками, очень полезными для популяционных генетиков.

Например, географический признак – он работает почти всегда – как правило, большинство браков заключается с уроженцами не слишком отдаленных регионов.

Конфессиональный – например, популяция мормонов США – это классический объект популяционной генетики, на котором сделано много работ. Социальный – популяция людей с высшим образованием.

Языковой, например, популяция русскоязычных, сословный – популяция казаков. Наконец, этнический.

Для самых разных популяций максимальная ассортативность браков происходит по принципу географического соседства и по формальному критерию этничности – той этничности, которую люди себе указывают.

Итак, для каждого человека, биологический образец которого анализируется популяционными генетиками, фиксируются как минимум два параметра: его происхождение из одного из известных регионов (из списка) и происхождение от одного из народов (тоже из списка).

Возникает вопрос, а откуда берутся эти списки и кто, вообще говоря, определяет, что такое регион и что такое народ?

Вопрос, что такое регион, очень простой — его решает правительство, а генетика принимает то, что говорит правительство. В данный момент господствует практика, что географические границы регионов жестко закреплены, заданы на географических картах и считаются неотъемлемыми свойствами регионов. Генетика это принимает.

Если же завтра выйдет закон, по которому границы регионов являются воображаемыми, конструируются самими жителями регионов и легко изменчивы, генетика примет и это. Если когда-то регионы будут вообще отменены, а место рождения будет записываться, как GPS-координаты, генетика примет и это.

Мы будем работать с такими данными и выделять популяции по принципу близости GPS-координат.

А вопрос, что такое этнос, решает этнология. Генетика принимает то, что говорит этнология. До недавнего времени существовала единственная концепция эссенциализма, которая воспринимает принадлежность к определенному этносу как изначальное и неотъемлемое свойство людей. И мы с этим работаем.

Недавно, наряду с эссенциализмом, появилась и концепция конструктивизма, которая рассматривает этнос как воображаемую конструкцию, создаваемую самими людьми и легко изменчивую. И мы это тоже принимаем, и работает с таким пониманием этноса.

Если в будущем в этнологии возникнут иные концепции, генетика примет и их.

Генетику интересует только одно – по какому признаку ассортативности заключаются браки.

Но тут возникает вопрос о стабильности признака в поколениях, потому что если признак нестабилен, то он становится неинформативен для выделения популяций.

И вот более 20 лет назад на одном из докладов мы представили пример из нашей экспедиционной практики на Сахалине, когда человек, оба родители которого – нивхи, объявил, что он норвежец.

Вопрос тут число количественный. Если место рождения для большинства членов популяции станет изменяться от поколения к поколению, генетика перестанет учитывать место рождения как информативный для генетики показатель. Но пока более 50% детей характеризуются тем же регионом рождения, что и их родители, место рождения учитывается и помогает нам работать.

Точно так же, если параметр этничность для большинства членов популяции станет изменяться от поколения к поколению, генетика не станет его учитывать.

Если взять группу людей одинаковой этничности, то есть вероятность, что среди их потомков часть будет причислять себя к другому этносу. Но если таких потомков меньше 50%, то признак информативен, этот этнос – популяция. А вот если этничность изменится у более 50% детей, значит, этот этнос не популяция. И тогда признак этничности для генетики не работает.

Реальные данные такие – в ходе наших исследований мы провели анкетирование более 20 тысяч человек из 55 этнических групп.

И ни для одной этнической группы смена этнической идентичности за одно поколение не достигала не только 50%, но даже и 5%.

Поэтому эти два параметра – этническая самоидентификация и место рождения, пока отражают объективную реальность и остаются важнейшими критериями выделения популяций.

Практическая эффективность такого подхода была выявлена в том случае, когда по Y-хромосомному гаплотипу исполнителя домодедовского теракта удалось определить место его рождения. Этот гаплотип точно совпал с группой, которая была встречена только у одной группы в мире – ингушей Ингушетии. Благодаря этому личность исполнителя была быстро установлена и подтверждена прямой ДНК-идентификацией.

Это не единичный случай – Следственный комитет обращается к нам ежемесячно.

Сотрудничество с этнографами для генетиков очень важно, и очень многие этнографы отвечают нам взаимностью.

Среди нашей большой команды разнообразны места рождения.

И разнообразна этническая принадлежность.

А вот браков внутри нашей команды всего 4%. Поэтому наш коллектив не является популяцией. Мы являемся частью общей популяции научного сообщества и открыты для взаимодействия с другими коллективами.

видеозапись доклада https://www..com/watch?v=YmcM2MifMeU

Источник: http://xn--c1acc6aafa1c.xn--p1ai/?page_id=1938

Шпаргалка по

ГЕНОГЕОГРАФИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЧЕЛОВЕКА: Человечество на ранних стадиях своей истории разделилось на множество

№ 86 Онтофилогенетическая обусловленность пороков развития систем органов человека. Правило корреляции в эволюции.  № 87 Антропогенез. Биологическая и социальная сущность человека. Закономерности антропогенеза.

 

Антропогенез (от антропо… и греч. génesis — происхождение), процесс историко-эволюционного формирования физического типа человека, первоначального развития его трудовой деятельности, речи, а также общества.

Исследование  факторов, путей и закономерностей  этого процесса составляет задачу одного из основных разделов антропологии учения об А.

К главным проблемам  А. относятся: место (прародина) и время появления древнейших людей; непосредственные предки человека; основные стадии А., движущие силы А. на различных его этапах; соотношение эволюции физического типа человека с историческим прогрессом его культуры, развитием первобытного общества и речи.

Решение коренных и частных  проблем А. осуществляется с помощью данных антропологии (особенно палеоантропологии) и близких наук — эволюционной морфологии и эмбриологии, приматологии, палеонтологии приматов, психологии и физиологии, геологии палеогена, неогена и антропогена, археологии палеолита, этнографии и лингвистики.

Методологической  основой анализа и синтеза  материалов, привлекаемых к решению  проблем А., служат эволюционное учение Ч. Дарвина и, главное, диалектико-материалистическая философия и как её конкретное выражение трудовая теория А., разработанная Ф.

Энгельсом в 70-х гг. 19 в. Её центральная идея заключается в том, что в процессе А.

основным фактором прогрессивного эволюционного и исторического развития человека была трудовая деятельность, осуществлявшаяся коллективно на различных уровнях становления общества.

Биосоциальная сущность человека. Подчинение жизни человека как биологическим, так и социальным законам. Формирование человека, как и других организмов, в процессе эволюции, подчинение его процессов жизнедеятельности (питания и др.) биологическим законам.

Существенные отличия человека от животных — прямохождение и труд, связанные с ними изменения в строении и жизнедеятельности — наличие в скелете позвоночника с четырьмя изгибами, сводчатой стопы, особенностей строения таза, кисти, черепа; увеличение мозга, способность трудиться, создавать орудия труда, общаться друг с другом, владеть членораздельной речью, отвлеченно мыслить, создавать науку и искусство, накапливать и использовать опыт предшествующих поколений, передавать его потомкам. Невозможность объяснить эти особенности только законами биологической эволюции. Существование законов развития человеческого общества, в соответствии с которыми подлинно человеческие черты формируются в процессе жизни человека в обществе, его воспитания. Дети, выросшие с раннего возраста среди животных, не владеют хорошо развитой речью, не могут отвлеченно мыслить.

№ 88 Понятие о расах и видовое единство человека. Современная классификация и распространение человеческих рас. 

Все ныне живущее человечество представляет собой один вид Homo sapiens, распадающийся на целый ряд более мелких групп, называемых расами. Расы человека – это исторически сложившиеся ареальные группы людей, связанные единством происхождения, которое выражается в общих наследственных морфологических и физиологических признаках, варьирующих в определенных пределах.

Так как  групповая и индивидуальная изменчивости этих признаков не совпадают, расы являются не совокупностями особей, а совокупностями популяций, т.е. территориальных групп  людей, объединенных брачными связями.

По всем морфологическим, физиологическим и психическим особенностям, характерным для современных людей, сходство между всеми расами велико, а различия несущественны.

Неограниченные возможности смешения (метисации) и социально-культурная полноценность смешанных групп служат веским доказательством видового единства человека.

Необходимо  строго различать  два понятия –  нация и раса. В нации людей объединяет общность языка, территории, экономической жизни, психического склада. В отличие от нации, раса есть совокупность людей, обладающих общностью физического типа, происхождение которого связано с определенным ареалом.

Большинство авторов разделяло  человечество на три  основные (большие) расы, называя их по-разному:

– меланодермы (чернокожие), ксантодермы (желтокожие) и лейкодермы (белокожие).  – черные широконосые, желтые средненосые и белые узконосые.  – негроиды, монголоиды и европеоиды. 

– экваториальная (негро-австралоидная), азиатская (монголоидная) и евразийская (европеоидная).

Достаточную известность получила классификация Я.Я. Рогинского, согласно которой выделяют три большие расы: австрало-негроидную, или экваториальную, евразийскую, или европеоидную, и азиатско-американскую, или монголоидную.

Промежуточное место между экваториальной и евразийской большими расами занимают эфиопская и южноиндийская; между евразийской и монголоидной – южносибирская и уральская, между азиатско-американской и австрало-негроидной – полинезийская и курильская расы.

Источник: https://www.turboreferat.ru/biology/shpargalka-po-biologii/102171-529653-page1.html

Вырождается ли человечество?

ГЕНОГЕОГРАФИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЧЕЛОВЕКА: Человечество на ранних стадиях своей истории разделилось на множество

Биолог Александр Марков
© Alamy

Надо сказать, что слабовредные мутации есть у всех. Каждый ребенок несет в своем геноме, вероятно, порядка десяти таких мутаций, которых не было у его родителей. Поэтому понятно, что если бы у какого-то вида естественного отбора не было вообще (такое можно, разумеется, только представить, поскольку в жизни он всегда есть), то довольно быстро этот вид попросту стал бы нежизнеспособным.

Король Испании Карл II (Одержимый) из-за дурной наследственностиотличался чрезвычайной болезненностью

© Wikimedia Commons

 Представим, например, что мы пытаемся спасти один такой вымирающий вид и у нас остались только самец и самка. После того, как у них появится потомство (допустим, что в каждом поколении мы по каким-либо причинам можем получить только две особи – самца и самку), мы скрестим их между собой.

Отбросив для простоты проблемы инбридинга (скрещивания близкородственных форм в пределах одной популяции организмов), получаем еще одно поколение – новых самца и самку. Снова скрещиваем, снова получаем одного самца и одну самку.

Через n-е число поколений количество накопленных мутаций станет очень высоким, очередное потомство будет крайне ослабленным и нежизнеспособным (вспомним результаты близкородственных браков царских династий – NS). В итоге популяция попросту вымрет.

«Без отбора любой вид должен быстро выродиться и погибнуть. Просто потому, что: 1) мутагенез остановить невозможно; 2) большинство не нейтральных мутаций вредны», – пишет Марков.

Это показывают и эксперименты. Один из них был проведен в 1997 году известным биологом-эволюционистом Алексеем Кондрашовым и его коллегами на дрозофилах.

Исследователи действовали наподобие схемы, описанной нами выше: в случайном порядке брали по одной женской и мужской особи из каждого поколения и скрещивали.

Через 30 поколений мухи экспериментаторов пришли в жалкое состояние – у них резко снизилась плодовитость и продолжительность жизни. Марков: «Кроме того, они стали вялыми и, по словам А.С. Кондрашова, «даже не жужжали»».

Муха-дрозофила 
©Flickr

«Есть основания полагать, что в течение последних 100 лет люди (по крайней мере жители развитых стран) оказались в условиях, напоминающих эксперимент Кондрашова, – продолжает автор. – Благодаря развитию медицины, изобретению антибиотиков, решению продовольственной проблемы и росту уровня жизни резко снизилась смертность (а несколько позже и рождаемость)».

Слабое здоровье перестало быть реальной помехой для продолжения рода. Более того, по мнению Алексея Кондрашова, естественный отбор сегодня вообще практически не действует на человека, по крайней мере, если речь идет о развитых странах. Так что опасность накопления вредных мутаций в человеческой популяции действительно налицо. Но каковы масштабы бедствия?

«Для точных оценок данных пока недостаточно, но кое-какие основания для сдержанного оптимизма у нас все-таки есть», – говорит Александр Марков. А все дело в том, что современные данные свидетельствуют: влияние генотипа у современных людей все-таки остается.

Если даже наш характер, счастье в семейной жизни и политические взгляды, разумеется, не стопроцентно, но явно коррелируют с наследственностью, то что уж говорить о репродуктивном успехе.

Человек, в генотипе которого накопилось множество слабовредных мутаций, в среднем более слаб, болезнен, глуп и некрасив, чем многие его современники. Как бы ужасно это ни звучало, но это правда.

Такой ребенок, помимо всего прочего, в буквальном смысле обходится дороже своим родителям, а потому они крепко подумают, прежде чем рожать второго. Пусть, благодаря достижениям медицины, наш слабый и несчастный человек выживет и оставит потомство – этого все равно мало, чтобы отбор не действовал.

«Отбор перестанет действовать, только если такой человек в среднем будет оставлять ровно столько же – с точностью до долей процента! – детей, сколько и здоровый, крепкий, умный, красивый, симметричный, доставивший родителям только радость (так что они захотели родить еще одного), – констатирует Марков.

– Пусть всего на доли процента, но репродуктивный успех таких обремененных генетическим грузом людей даже в самых передовых странах все равно будет ниже, чем у носителей меньшего числа слабовредных мутаций. Отбор не прекратился – он лишь стал слабее, но не исчез и никогда не исчезнет, пока мы живем в своих биологических телах, а не превратились в роботов».

Так, всем известно (а ученым подавно), что репродуктивный успех как мужчин, так и женщин в современном мире явно зависит от внешней привлекательности. Тому пример не только жизненные наблюдения, но и множество научных исследований.

Действует отбор и на эмбриональном уровне: перегруженная вредными мутациями оплодотворенная клетка, как правило, бывает «отбракована» еще на ранних стадиях беременности, в результате чего у женщины может случиться выкидыш.

Правда, этого, конечно, недостаточно, чтобы спасти человечество от вырождения, поскольку те же самые процессы наблюдались и у дрозофил Кондрашова – и, тем не менее, не спасли участвовавших в эксперименте мух от их печального будущего.

Сам Марков возлагает большие надежды на технологию экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) – методику зачатия в пробирке, предполагающую создание нескольких «запасных» зигот (оплодотворенных яйцеклеток), которые доращиваются до одной из самых ранних стадий развития, а затем из них отбираются самые здоровые для пересадки в организм будущей матери.

На самом деле естественный отбор действительно стал слабее. Впрочем, по словам Маркова, сегодня нам, возможно, и не нужен сильный. Ведь численность человечества на сегодняшний невероятно высока – больше семи миллиардов.

Подобной численностью не может похвастаться ни один вид наземных позвоночных нашего размера за всю историю планеты Земля.

«Между тем численность популяции имеет самое прямое отношение к эффективности действия отбора на слабовредные мутации: чем популяция больше, тем меньше шансов у слабовредной мутации распространиться в генофонде», – отмечает Марков.

Кроме того, огромный размер популяции дает человечеству шансы и на то, что в нашем генофонде возникнут редкие полезные мутации, что, возможно, поможет лучшей адаптации всего вида. Марков также говорит о том, что, несмотря на развитие медицины, никто не отменял и особую избирательность отдельных граждан в отношении выбора полового партнера.

«Я лично очень надеюсь на принцесс, – пишет он. – Лишь бы они не стали неразборчивыми в связях. Дорогие принцессы! Помните, пожалуйста, что при выборе спутника жизни политкорректность неуместна. Вы заслуживаете большего. Внимательно следите за индикаторами приспособленности.

Не путайте подлинные большие, красивые и дорогие павлиньи хвосты с дешевыми подделками».

Условно говоря, очень красивые и успешные дамы, как правило, склонны выбирать себе именно таких кавалеров, и наоборот – некрасивые, малообразованные и неуспешные выходят замуж за алкашей и всю жизнь их терпят (этот принцип существует и в природе).

Не всегда уровень смертности, к тому же, коррелирует с эффективностью естественного отбора.

Так, умершие от оспы дети в средние века вовсе не обязательно все поголовно были слабыми, так же как и умершие в результате многочисленных войн и голода – им, возможно, попросту не повезло.

Сегодня люди в массе своей становятся богаче, многим доступны достижения современной медицины, поэтому такая «уравниловка» как раз и может способствовать тому, что за естественный отбор будут в большей мере отвечать гены, разумеется, самых «лучших» особей.

Источник: naked-science.ru

Источник: http://sci-dig.ru/statyi/vyirozhdaetsya-li-chelovechestvo/

Влияние мутаций, миграций, изоляций и дрейфагенов на генетическую конституцию людей. Генетический полиморфизм человечества, масштабы, факторы формирования

ГЕНОГЕОГРАФИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЧЕЛОВЕКА: Человечество на ранних стадиях своей истории разделилось на множество

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Клеточные и физико-химические механизмы наследственности и изменчивости универсальны для всех живых существ, включая человека. Установлена определенная зависимость жизнеспособности индивидуума от особенностей его генотипа.

Большую часть своей истории человечество было совокупностью более или менее изолированных в репродуктивном отношении относительно малочисленных групп. Вплоть до настоящего времени сохраняются изоляты. В отдельные исторические периоды происходили миграции значительных масс людей.

Они сопровождались объединением ранее разобщенных групп, освоением новых территорий со своими климато-географическими условиями. В настоящее время миграции населения усилились в связи с ростом численности людей, совершенствованием средств транспорта, неравномерньм развитием экономики.

Благодаря отмеченному генофонды популяций людей испытывали ранее и продолжают испытывать действие элементарных эволюционных факторов. Социальность человека вносит в это действие определенную специфику.

Мутационный процесс

Мутационный процесс у человека сходен с таковым у других организмов по всем основным показателям — средней частоте мутирования на локус или геном за поколение, генетико-физиологическим характеристикам мутаций, наличию антимутационных барьеров.

Это совпадение неслучайно.

Основные характеристики спонтанного мутагенеза формировались на начальных этапах эволюции жизни под действием таких постоянных факторов, как ультрафиолетовое и иные виды излучения, температура, определенная химическая среда.

Рис. 12.1. Относительная среднестатистическая вероятность заболевания раком после однократного равномерного облучения тела дозой в 0,01 Гр в популяции людей, переживших атомную бомбардировку:

1 — лейкозы, 2 — все другие виды раковых заболеваний

Хотя оценка частоты возникновения мутаций у людей встречает серьезные трудности, некоторые подходы к получению таких данных имеются. Согласно одному из них, максимальная определяемая вероятность новой мутации составляла 2,24 · 10-5 на один локус в поколении.

В настоящее время давление мутационного процесса на генофонд человечества, по-видимому, усиливается благодаря росту индуцированных мутаций. Их причиной нередко служат факторы, возникающие в связи с производственной деятельностью человека в условиях научно-технической революции, например ионизирующее излучение.

Подсчет прироста количества мутаций сверх фоновых значений встречается с теми же трудностями, о которых шла речь выше. Согласно ориентировочным данным, доза в 1 Гр (грей), получаемая при низком уровне радиации мужчинами, индуцирует от 1000 до 2000 мутаций с серьезными фенотипическими последствиями на каждый миллион живых новорожденных.

У женщин эта цифра ниже — 900.

Мутагенные факторы индуцируют мутации как в половых, так и в соматических клетках. В последнем случае результат может состоять в повышении частоты определенных заболеваний, прежде всего злокачественных опухолей. В отношении ионизирующих излучений, в частности, это лейкозы. Далее идут рак молочной железы и щитовидной железы (рис. 12.1).

Популяционные волны

Численность населения планеты за обозримый исторический период в целом возросла. В эпоху неолита (10—6 тыс. лет назад) число людей было равно примерно 5 млн., в период появления городов (4,5—3,5 тыс. лет назад) — 20—40 млн., во времена Римской империи к началу новой эры — 200 млн.

, к1600 г. — 500 млн., в1800 г. -1 млрд., в настоящее время — более 6 млрд. Представляя общую тенденцию в истории человечества, эти данные указывают также на изменение во времени темпов прироста народонаселения. Этот показатель, однако, изменялся в историческом развитии неравномерно.

Моменты ускорения прироста численности людей совпадают с важнейшими достижениями человечества — развитием земледелия примерно 8000 лет назад, началом индустриализации, эрой научно-технической революции. Важным следствием увеличения темпа прироста является изменение плотности населения. Так, в эпоху охотников и собирателей (30—20 тыс.

лет назад) она составляла менее 1 человека на 3 км2, в век бронзы и железа (4—3 тыс. лет назад) — 10 человек, в настоящее время — от 4 до 900—1200 на 3 км2. Даже сейчас 50% населения размещаются всего на 5% площади обитаемой суши. Крайне неравномерное распределение людей на Земном шаре имело место на любом этапе развития человечества.

Ускорение роста численности при ограниченности заселяемой территории способствует усилению миграций.

На фоне общей тенденции к повышению численности людей имели место отдельные снижения этого показателя (рис. 12.2). Причиной снижения, отраженного на диаграмме динамики населения планеты, явилась эпидемия чумы с большой смертностью, которая в средние века распространилась на значительные территории.

Предполагают, что сокращение численности людей на территории Европы происходило также в начале каменного века. Причина состояла в уничтожении племенами, освоившими технику коллективной охоты, основного источника пищи — крупных травоядных животных. Заметные колебания численности на ограниченных территориях происходили вследствие, например, особо опасных инфекций.

Они были закономерными явлениями в жизни целых народов еще в начале текущего столетия (рис. 12.3).

Периодические колебания численности людей на обширных или ограниченных территориях, изменяя плотность населения и вызывая миграции, влияли на состояние генофондов человеческих популяций.

Изоляция

Человеческое общество длительно развивалось как совокупность изолированных производственных коллективов, внутри которых в основном и совершались браки. Природа изоляционных барьеров между популяциями людей разнообразна.

В ранней истории человечества важное место принадлежало, по-видимому, географической изоляции.

Специфическими для человеческого общества являются формы изоляции, зависящие от разнообразия культур, экономических укладов, религиозных и морально-этических установок.

Фактор изоляции оказывал влияние на генофонды популяций людей.

Длительным проживанием в состоянии относительной культурной и географической изоляции объясняют, например, некоторые антропологические особенности представителей малых народностей: своеобразный рельеф ушной раковины бушменов, большая ширина нижнечелюстного диаметра коряков и ительменов, исключительное развитие бороды айнов. Среди горных таджиков, проживающих в одном районе, выделены группы с разным соотношением индивидуумов по антигенам эритроцитов системы АВО. Причиной различий является изолированность от главных перевальных путей сообщения.

Рис. 12.4. Градиент распределения аллеля В системы группы АВО в Европе

Сохранению высокого уровня генетической изоляции двух популяций, существующих на одной территории, способствуют отличия по физическим признакам или образу жизни. Однако такие барьеры со временем ослабевают.

Об этом свидетельствует судьба популяций белых и негров в США и Бразилии. К настоящему времени доля генов от белых составляет у американских негров 25%, а у бразильских — 40%.

Между двумя генетически различающимися популяциями, разделенными географически, иногда вклиниваются другие популяции, через которые и происходит обмен генами. В таких случаях наблюдается градиент признака.

Так, частота аллеля группы крови Вв Европе постепенно повышается с запада на восток (рис. 12.4). У коренного населения Пиренейского п-ова этот ген практически отсутствует, тогда как в районе Астрахани его частота достигает 30%.

В настоящее время круг возможных браков неуклонно расширяется. Разрушение многовековых изоляционных барьеров — процесс, по-видимому, необратимый.

Генетико-автоматические процессы

Предположительно человеческие популяции в палеолите состояли из нескольких сотен индивидуумов. Всего одно-два столетия тому назад люди жили преимущественно поселениями в 25—35 домов.

Вплоть до самого последнего времени количество индивидуумов в отдельных популяциях, непосредственно участвующих в размножении, редко превышало 400—3500 человек. Причины географического, экономического, расового, религиозного, культурного порядка ограничивали брачные связи масштабами определенного района, племени, поселения, секты.

Высокая степень репродуктивной изоляции малочисленных человеческих популяций на протяжении многих поколений создавала благоприятные условия для дрейфа генов.

Генетико-автоматические процессы, или дрейф генов, приводят к сглаживанию изменчивости внутри группы и появлению случайных, не связанных с отбором различий между изолятами.

Именно это выявили наблюдения за особенностями фенотипов малочисленных групп населения в условиях, например, географической изоляции. Так, среди жителей Памира резус-отрицательные индивидуумы встречаются в 2—3 раза реже, чем в Европе.

В большинстве кишлаков такие люди составляют 3—5% популяции. В некоторых изолированных селениях, однако, их насчитывается до 15%, т.е. примерно как в европейской популяции.

В крови человека имеются гаптоглобины, которые связывают свободный гемоглобин после разрушения эритроцитов, чем предотвращают его выведение из организма. Синтез гаптоглобина Нр1-1 контролируется геном Нр1. Частота этого гена у представителей двух соседних племен на Севере Южной Америки составляет 0,205 и 0,895, отличаясь более чем в 4 раза.

Примером действия дрейфа генов в человеческих популяциях служит эффект родоначальника. Он возникает, когда несколько семей порывают с родительской популяцией и создают новую на другой территории.

Такая популяция обычно поддерживает высокий уровень брачной изоляции. Это способствует случайному закреплению в ее генофонде одних аллелей и утрате других.

В результате частота очень редкогоаллеля может стать значительной.

Так, члены секты амишей в округе Ланкастер штата Пенсильвания, насчитывающей к середине девятнадцатого века примерно 8000 человек, почти все произошли от трех супружеских пар, иммигрировавших в Америку в1770 г.

В этом изоляте обнаружено 55 случаев особой формы карликовости с многопалостью, которая наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Эта аномалия не зарегистирирована среди амишей штатов Огайо и Индиана. В мировой медицинской литературе описано едва ли 50 таких случаев.

Очевидно, среди членов первых трех семей, основавших популяцию, находился носитель соответствующего рецессивного мутантного аллеля — «родоначальник» соответствующего фенотипа.

В XVIII в. из Германии в США иммигрировало 27 семей, основавших в штате Пенсильвания секту дункеров.

За 200-летний период существования в условиях сильной брачной изоляции генофонд популяции дункеров изменился в сравнении с генофондом населения Рейнской области Германии, из которой они произошли. При этом степень различий во времени увеличивалась.

У лиц в возрасте 55 лет и выше частоты аллелей системы групп крови MN ближе к цифрам, типичным для населения Рейнской области, чем у лиц в возрасте 28—55 лет. В возрастной группе 3—27 лет сдвиг достигает еще больших значений (табл. 12.1).

Таблица 12.1. Прогрессивное изменение концентрации аллелей системы групп крови MN в популяции дункеров

Возраст членов изолята, лет Концентрация аллеля LM LN
Более 55 От 28 до 55 От 3 до 27 0,55 0,66 0,735 0,45 0,34 0,265

Рост среди дункеров лиц с группой крови М и снижение — с группой крови N нельзя объяснить действием отбора, так как направление изменений не совпадает с таковым в целом для населения штата Пенсильвания.

В пользу дрейфа генов говорит также то, что в генофонде американских дункеров увеличилась концентрация аллелей, контролирующих развитие заведомо биологически нейтральных признаков, например оволосения средней фаланги пальцев, способности отставлять большой палец кисти (рис. 12.5).

Рис. 12.5. Распространение нейтральных признаков

в изолятедункеров штата Пенсильвания:

а—рост волос на средней фаланге пальцев кисти, б—способность отставлять большой палец кисти

На протяжении большей части истории человечества дрейф генов оказывал влияние на генофонды популяций людей.

Так, многие особенности узкоместных типов в пределах арктической, байкальской, центрально-азиатской, уральской групп населения Сибири являются, по-видимому, результатом генетико-автоматических процессов в условиях изоляции малочисленных коллективов. Эти процессы, однако, не имели решающего значения в эволюции человека.

Последствия дрейфа генов, представляющие интерес для медицины, заключаются в неравномерном распределении по группам населения Земного шара некоторых наследственных заболеваний.

Так, изоляцией и дрейфом генов объясняется, по-видимому, относительно высокая частота церебромакулярной дегенерации в Квебеке и Ньюфаундленде, детского цестиноза во Франции, алкаптонурии в Чехии, одного из типов порфирии среди европеоидного населения в Южной Америке, адреногенитального синдрома у эскимосов. Эти же факторы могли быть причиной низкой частоты фенилкетонурии у финнов и евреев-ашкенази.

Изменение генетического состава популяции вследствие генетико-автоматических процессов приводит к гомозиготизации индивидуумов. При этом чаще фенотипические последствия оказываются неблагоприятными.

Вместе с тем следует помнить, что возможно образование и благоприятных комбинаций аллелей. В качестве примера рассмотрим родословные Тутанхамона (рис. 12.6) и Клеопатры VII (рис. 12.

7), в которых близкородственные браки были правилом на протяжении многих поколений.

Тутанхамон умер в возрасте 18 лет. Анализ его изображения в детском возрасте и подписи к этому изображению позволяют предположить, что он страдал генетическим заболеванием —целиакией, которая проявляется в изменении слизистой оболочки кишечника, исключающем всасывание клейковины.

Тутанхамон родился от брака Аменофиса III и Синтамоне, которая была дочерью Аменофиса III. Таким образом, мать фараона была его сводной сестрой. В могильном склепе Тутанхамона обнаружены мумии двух, по всей видимости мертворожденных, детей от брака с Анкесенамон, его племянницей. Первая жена фараона была или его сестрой, или дочерью.

Брат Тутанхамона Аменофис IV предположительно страдал болезнью Фрелиха и умер в 25—26 лет. Его дети от браков с Нефертити и Анкесенамон (его дочерью) были бесплодны.

С другой стороны, известная своим умом и красотой Клеопатра VII была рождена в браке сына Птоломея Х и его родной сестры, которому предшествовали кровнородственные браки на протяжении по крайней мере шести поколений.

Рис. 12.6. Родословная фараона XVIII династии Тутанхамона

Рис. 12.7. Родословная Клеопатры VII

Под полиморфизмом понимают сосуществование в пределах одной популяции в течение достаточно длительного времени двух или более генетически определенных форм, при этом частота наиболее редкой из них не объясняется спонтанным мутационным процессом.

К поддержанию устойчивого полиморфизма в популяции могут приводить разные формы отбора. Одна из них — отбор в пользу гетерозигот, рассмотренный выше.

Другае механизмы поддержания полиморфизма- это изменения направления отбора на разных стадиях жизненного цикла; отбор, зависящий от частоты; гетерогенность среды обитания и межпопуляционная миграция. Н.В.

Тимофеевым-Ресовским исследован полиморфизм по окраске yадкрылий у божьей коровки, связанный с изменениями приспособленности особей влетнееизимнеевремя.Такой же механизм поддержания полиморфизма по инверсиям описан Ф. Добжанским в популяциях Drosophilapseudaobseura.

Исследования полиморфизма белков в популяциях человека показали, что не менее 30% локусов можно отнести к полиморфным системам. Генетическая гетерогенность популяций человека беспредельно велика, она приводит к тому, что каждый человек генетически уникален. Одинаковых по генотипу людей не было на протяжении всей истории человечества.

Не все генотипы в популяции имеют одинаково высокую приспособленность. Появление в популяции особей с низкой приспособленностью возможно за счет постоянно возникающих мутаций, при отборе впользугетерозигот, за счет инбридинга и др.

Все это приводит к тому, что средняя приспособленность популяции оказывается ниже максимальной. Величину показывающую, насколько средняя приспособленность ниже оптимальной для популяции, Кроу предложил называть генетическим грузом.

В этой главе мы рассмотрели действие каждого фактора, изменяющего соотношения частот аллелей и генотипов в популяции, отдельно от действия остальных факторов. В действительности все они действуют одновременно, усиливая или ослабляя эффекты друг друга.

XXI век несомненно войдет в историю, как век молекулярной генетики. Бурное развитие молекулярнобиологических методов, появление новых, компьютерных, подходов к анализу данных обеспечили прорыв в нашем представлении о том, как устроен и как функционирует геном.

Современные геномные технологии в зависимости от целей их применения можно условно разделить на сканирующие, скринирующие, функциональные и хромосомные (картирующие). Получаемые с помощью этих методов огромные массивы данных обрабатываются с применением биоинформационных технологий.

Хорошее знание основных принципов и этапов молекулярно-генетического тестирования позволяет совершенствовать существующие технологии, учитывая открывающиеся с их помощью возможности и сознавая подстерегающие на этом пути опасности.

Вместе с тем для популяций из одного географического района, но изолированных в репродуктивном отношении, причиной различий в концентрации аллелей АВО мог быть дрейф генов. Так, частота группы крови А достигает у индейцев племени черноногих 80%, а у индейцев из штата Юта — 2%.

В основе стойкого сохранения в популяции людей одновременно нескольких аллелей одного гена лежит, как правило, отбор в пользу гетерозигот, который ведет к состоянию балансированного полиморфизма. Классическим примером такой ситуации является распространение аллелей гемоглобинов S, С, и Е в очагах тропической малярии.

Выше приведены примеры полиморфизма по конкретным локусам, который объясняется действием известного фактора отбора.

В естественных условиях в силу воздействия на фенотипы организмов комплекса факторов отбор осуществляется по многим направлениям.

В результате формируются генофонды, сбалансированные по набору и частотам аллелей, обеспечивающие в данных условиях достаточную выживаемость популяций.

Это справедливо и для популяций людей. Так, люди с группой крови 0 более восприимчивы к чуме, чем люди с группой В. Туберкулез легких у них лечится с большим трудом, чем у лиц с группой крови А.

Вместе с тем лечение больных сифилисом людей с группой крови 0 быстрее вызывает переход болезни в неактивную стадию.

Для лиц с группой крови 0 вероятность заболеть раком желудка, раком шейки матки, ревматизмом, ишемической болезнью сердца, холециститом, жёлчно-каменной болезнью примерно на 20% ниже, чем для лиц с группой А.

Генетический полиморфизм по многим локусам мог быть унаследован людьми от предков на досапиентной стадии развития. Полиморфизм по таким системам групп крови, как АВ0 и Rh, обнаружен у человекообразных обезьян.

Факторы отбора, действие которых создавало современную картину распределения аллелей в популяции людей, для подавляющего большинства локусов точно не установлены.

Примеры, рассмотренные выше, указывают на их экологическую природу.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Дата добавления: 2015-11-05; просмотров: 1829 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

Источник: https://lektsii.org/3-123859.html

Древнейшая история человечества пересмотрена • Новости науки

ГЕНОГЕОГРАФИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЧЕЛОВЕКА: Человечество на ранних стадиях своей истории разделилось на множество

Известный антрополог и популяционный генетик Алан Темплтон привел веские доводы против теории, считавшейся общепризнанной последние 20 лет.

Новые генетические данные показывают, что древнее евразийское человечество не было вытеснено сапиенсами, вышедшими из Африки 80-100 тыс. лет назад, а смешалось с ними.

В наших жилах течет кровь евразийских архантропов, а возможно, и неандертальцев.

Факты, с которыми все согласны

Прародиной человечества была Африка, в этом сейчас не сомневается никто. Примерно 1,9 млн лет назад наши далекие предки — ранние архантропы, носители галечной (олдовайской) культуры, впервые вышли за пределы родного континента, о чем свидетельствуют, в частности, недавние находки в Грузии.

Архантропы широко расселились по Южной Азии. 800-600 тыс.

лет назад состоялась вторая евразийская экспансия выходцев из Африки, на этот раз осуществленная более продвинутыми представителями рода человеческого (Homo antecessor и ему подобные, носители сложившейся ранее в Африке ашельской культуры).

Европейские и западноазиатские популяции этих людей спустя несколько сот тысячелетий стали неандертальцами, а в Африке тем временем их дальние родичи эволюционировали в «анатомически современного человека» — Homo sapiens. Примерно 100 тыс.

лет назад небольшая группа сапиенсов вышла из Африки и постепенно заселила Азию, Австралию и Европу. Всё это — вполне достоверные факты.

Специалисты спорят о другом: смешались ли представители «последней волны» с древним евразийским человечеством или полностью вытеснили его?

Митохондриальная Ева и Игрек-Хромосомный Адам в африканском Эдеме

В течение двадцати последних лет решительный перевес был на стороне второй точки зрения. Главным аргументом были результаты анализа митохондриальной ДНК (мтДНК) современных людей, в меньшей степени — Y-хромосомы.

На основе полиморфизма нуклеотидных последовательностей мтДНК было реконструировано эволюционное древо этой части человеческого генома, ветви которого, если двигаться по ним сверху вниз (вспять во времени), сходились в одну точку во времени и пространстве: Африка, около 150 тыс. лет назад. Так появилась в научной печати и в СМИ «митохондриальная Ева» (митохондрии передаются по материнской линии), а вслед за ней аналогичным образом возник и «Y-хромосомный Адам» (Y-хромосома есть только у мужчин и передается от отца к сыну), живший примерно в то же время и в том же месте.

Эти результаты были восприняты общественностью очень бурно, и, как водится, мало кто понял их истинный смысл. На самом деле, как справедливо отмечает Алан Темплтон, ничего удивительного нет ни в Адаме, ни в Еве.

Любые гомологичные участки ДНК где-нибудь в прошлом неизбежно сходятся в одну точку, то есть в одну предковую молекулу ДНК. И эта точка вовсе не обязательно совпадает с моментом возникновения вида. Более того, если брать разные гомологичные участки ДНК, каждый из них даст свою, отличную от других «точку схождения».

Приблизительное совпадение результатов по мтДНК и Y-хромосоме — не более чем случайность, отчасти объясняющаяся тем, что оба этих участка генома имеют общее свойство: они присутствуют в каждой клетке лишь в одном экземпляре (в отличие от большинства других участков генома, которые присутствуют в двух экземплярах).

Есть еще Х-хромосома, занимающая промежуточное положение: у женщин она присутствует в двух экземплярах, у мужчин в одном.

Темплтон показал, что ожидаемое время схождения эволюционного древа, построенного для отдельного участка ДНК, в одну точку, зависит от того, в скольких экземплярах присутствует данный участок в клетках. Быстрее всего должны сходиться как раз мтДНК и Y-хромосома (что и наблюдается, они сходятся примерно 150 тыс. лет назад).

Это не значит, что именно тогда и появился H. sapiens, это значит лишь, что эти участки генома не годятся для реконструкции более давних событий.

Участки, локализованные на Х-хромосоме, сходятся в более далеком прошлом (до 2 млн лет); все остальные участки — в еще более глубокой древности, некоторые даже еще до того, как разделились эволюционные линии человека и шимпанзе.

История мтДНК — еще не история человечества

Каким образом по мтДНК или другому участку генома можно сделать вывод о выходе наших предков из Африки в какое-то определенное время? Это возможно в том случае, если вскоре после данного события у кого-то из переселенцев возникла мутация в изучаемом участке ДНК, которая затем в ходе экспансии размножилась.

И тогда современный генетик увидит, что частота встречаемости данной мутации у внеафриканского населения, к примеру, 10%, а в Африке ее нет. Время возникновения мутации определяется на основе других, позднее возникших мутаций, по методу «молекулярных часов».

Ну а если вскоре после выхода из Африки в данном участке генома никакой мутации не возникло? Тогда, разумеется, ничего не выйдет: этот участок генома просто не сохранит следов интересующей нас экспансии.

Одним словом, Темплтон убедительно показал (и с этим большинство биологов, кстати, согласны) что по одному-единственному участку генома (например, по мтДНК) нельзя делать окончательные выводы об эволюции и истории расселения человечества. Для таких выводов необходим комплексный анализ многих разных участков генома.

Человечество всегда было единым

Именно этим и занимается Темплтон. В 2002 году он уже опубликовал свои результаты, основанные на изучении 12 участков ДНК (кроме мтДНК и Y-хромосомы в анализ было включено еще 10 участков).

Критики тогда указали на недостаточный размер выборок, низкую точность и прочие возможные методологические огрехи. На этот раз Темплтон довел число проанализированных участков человеческого генома до 25.

Результаты не изменились, напротив, они стали гораздо более четкими и убедительными.

Состоят они в следующем. Разные участки ДНК сохранили следы разных событий в истории человечества. Общая картина удивительно точно совпадает с той, которая реконструируется по данным археологии. Три участка ДНК сохранили следы древнейшей волны выхода из Африки около 1,9 млн лет назад.

Это означает, что в наших жилах течет кровь древних азиатских архантропов! Семь участков ДНК свидетельствуют о втором исходе из Африки около 0,65 млн лет назад (ашельская экспансия). Представители этой волны — тоже наши прямые предки.

Наконец, еще пять участков ДНК (в том числе мтДНК и Y-хромосома) подтверждают третий исход из Африки около 100 тыс. лет назад.

Более того, данные Темплтона показывают, что обмен генами между евразийскими и африканскими популяциями наших предков практически никогда не прекращался, хоть и был сильно затруднен большими расстояниями. Получается, что древнее человечество вовсе не было совокупностью изолированных популяций (рас, подвидов, видов…) — оно было относительно единым на протяжении двух последних миллионов лет!

Неандертальский вопрос

МтДНК неандертальцев сильно отличается от нашей, а другие участки генома выделить из ископаемых костей пока не удается. Однако, по мнению Темплтона, это вовсе не доказывает, что наши предки не скрещивались с неандертальцами и что в современных людях нет и толики неандертальской крови.

Могла происходить, к примеру, однонаправленная гибридизация (женщины-сапиенсы могли рожать детей от неандертальских мужчин) — в этом случае мтДНК ничего не может нам сказать.

Подобные примеры, когда гены одного народа передавались другому только через мужчин, известны из более поздней истории человечества.

На основе своих данных Темплтон рассчитал вероятность того, что теория полного вытеснения сапиенсами всех древних жителей Евразии все-таки верна. Вероятность оказалась равной 10–17. Меньше не бывает. Исследователь считает, что эта теория им не просто опровергнута — она уничтожена.

Осталось подождать контраргументов противной стороны.

Источник: Alan R. Templeton. Haplotype Trees and Modern Human Origins // Yearbook of physical anthropology. 48:33–59 (2005).

См. также:
Происхождение и эволюция человека.

Александр Марков

Источник: https://elementy.ru/news/430144

Расогенез

ГЕНОГЕОГРАФИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЧЕЛОВЕКА: Человечество на ранних стадиях своей истории разделилось на множество

Вопрос возникновения человеческих рас на сегодняшний день является самым неоднозначным для науки. В некоторых странах он имеет даже политический смысл, оказывая определенное влияние на исследования в данной области.

Также противоречие составляет тот факт, что сегодня существует две точки зрения на проблему формирования рас. Согласно первой, ранее голоцена разделения на расы не было, поскольку в каждой отдельно взятой популяции существовали индивидуумы, отличные по своим расовым качествам. Другая концепция диаметрально противоположна.

Ее сторонники считают, что расы были сформированы очень давно и существовали всегда. Однако совершенно не обязательно, что в прошлом они имели общие признаки с современными расами. Другими словами, та картина, которую человечество видит сегодня, является одной из множества возможных вариаций.

Данной версии придерживается большое количество ученых.

На сегодняшний день изучение рас обусловлено определенными сложностями. Во-первых, трудность представляет собой поиск материала, это финансово и географически проблематично. Во-вторых, исследование носит психологический и юридический аспект. На большой части территории планеты исследование рас запрещено.

В изучение причин возникновения рас большой вклад внес советский антрополог В.В. Бунак. Согласно ему, раса есть историческая категория.

Современное определение расы звучит несколько иначе, а именно, раса – система популяций человека, для которой характерно сходство по совокупности определенных наследуемых биологических признаков, имеющих внешнее фенотипическое выражение и сложившихся в определенном регионе.

Процесс происхождения и развития человеческих рас получил в науке название расогенез. Иными словами, это формирование расовой дифференциации.

Факторы расогенеза

К факторам расогенеза относятся:

  • дрейф генов;
  • естественный отбор;
  • смешение популяций;
  • изоляция популяций.

Фактор расогенеза «Дрейф генов» – генетические автоматические процессы, изменение частоты генов в популяции в ряду поколений, происходящее под влиянием случайных факторов.

Что приводит, как правило, к снижению наследственной изменчивости популяции. Наиболее отчетливо дрейф генов проявляется при резком изменении численности популяций. Например, в результате стихийных бедствий.

Выжившие передавали популяции черты своей генетической особенности.

Среди всех факторов механизма расогенеза основную роль выполняет естественный отбор, в особенности, на ранних стадиях образования рас. Он способствовал сохранению в популяциях признаков, которые повышали жизнеспособность индивидуумов в тех или иных условиях.

Такой фактор расогенеза, как смешение популяций имело большое значение в далеком прошлом и при формировании молодых рас. Более прогрессивные расы встречались с анахроническими, что вело к исчезновению последних. Среди самых молодых рас выделяется североамериканская цветная раса, возникшая в результате смешения. В настоящее время на Гавайских островах развивается новая раса.

Изоляция популяций проявлялась в различных объемах и формах. К примеру, географическая изоляция коллективов, живших в эпоху палеолита, сопровождалась прерыванием связей с иными группами. Под влиянием географических барьеров формировались культурные традиции.

В наше время будущее рас зависит от действующих факторов. Численность населения планеты продолжает увеличиваться, растет его миграция, заключаются межрасовые браки. Не исключено формирование новой единой расы.

Процесс расогенеза

Процесс расогенеза представляет собой возникновение и развитие человеческих рас.

На начальном периоде позднего палеолита главным образом действовали такие факторы как: мутагенез, влияние климатических условий, географическая и социальная изоляция с отбором по половым признакам.

Сегодня в мире всё больше возрастает влияние метисации, что объясняется усиленной взаимосвязью культур, а также миграционными перемещениями.

Влияние отбора в ходе развития на начальном этапе уменьшалось, возрастало действие изоляции. Но уже в позднем палеолите действовал обратный процесс смешения. В процессе смешения рас роль этого фактора изменялась, и из расообразующей силы, какой являлась метисация при наличии изоляции, она перерастала в силу, ведущую к исчезновению расовых признаков.

В связи с тем, что история человечества является чередой завоеваний и переселений, то завоевывавшие народы определенным образом влияли на антропологические изменения. Но во внешних признаках общих потомков наследие побежденных оказывается заметнее, в связи с тем, что захватчиков всегда меньше. Их генофонд не в состоянии преобладать.

Гипотезы расогенеза

На сегодняшний день известно две гипотезы расогенеза (рис. 1). Сформированы они были очень давно, им порядка ста лет. И, как подобает научным теориям, они совершенно противоположны.

Рис. 1 – Гипотезы расогенеза

Моноцентризм – концепция о происхождении человека современного типа, еще не разделенного на расы в одной области земного шара (предположительно, в Передней Азии) от единой формы древнего человека.

Другое название данной теории – монофили.

Согласно положениям моноцентризма, современные расы появились в процессе расселения неоантропов, которые впоследствии распространились по планете, вытесняя более первобытных палеоантропов.

На протяжении долгого времени теорию моноцентризма поддерживали видные и крупные ученые. Один из основоположников моноцентризма советский ученый Я.Я. Рогинский ввел определение дицентризма. В соответствии с ним, зона возникновения неоантропа была большой, выходящей за границы Африки.

Аргументы приверженцев моноцентризма можно назвать возвышенными, поскольку доказательство возникновения современного человека в единой зоне земного шара указывало на единство происхождения всех современных рас.

Полицентризм – противоположная моноцентризму теория возникновения человека современного вида и его рас в нескольких районах земли от различных форм древних людей. Одним из основателей этой теории является антрополог США Ф. Вейденрейх, из отечественных исследователей представителем учения полицентризма был Г. Ф. Дебец.

В каждой зоне, по мнению приверженцев теории, в результате независимого развития живших здесь архантропов, а затем палеоантропов, современный человек сформировывался в виде определенной большой категории. Следует выделять строгий полицентризм или полигению, согласно которой разные расы произошли от разных видов ископаемых гоминид.

Сегодня полигения в сущности не имеет приверженцев.

Полицентризм имеет более актуальный вид нежели моноцентризм. При всей своей известности, концепция полицентризма провоцирует большое количество вопросов и имеет немало антагонистов. Помимо всего прочего, теория была подвержена критике и сомнению в 2002 году, когда были найдены останки скелета человека, которые указывали на принадлежность человеческих рас к единому виду – HomoErectus.

Необходимо заметить, что на сегодняшний день противостояние между моно- и полицентристами в большей степени утратило свою напряженность. Научные взгляды сдвигаются вследствие проникновения в убеждения ученых генетического подхода.

На самом деле, как бы ни были разделены отдельные человеческие популяции, между ними постоянно идет обмен генетическим материалом.

Этот обмен генами происходит постепенно, в течение многих и многих поколений, но его хватает для того, чтобы человечество сохраняло свою видовую целостность.

Источник: http://vse-lekcii.ru/lekcii-po-istorii/istoriya-kamennogo-veka/rasogenez

Scicenter1
Добавить комментарий