Любовь и геном: как симпатии к неандертальцам повлияли на наши хромосомы

Геном человека часто сравнивают с библиотекой, где на полках хранятся тома, повествующие о странствиях наших предков, их встречах и союзах. Это собрание сочинений, написанных на языке ДНК, содержит главы, которые мы только начинаем по настоящему понимать. Одна из самых захватывающих и недавно прочитанных глав посвящена непростым, но плодотворным отношениям между первыми анатомически современными людьми и их ближайшими родственниками, неандертальцами.

Ученые давно знают о том, что эти группы не просто сосуществовали, но и вступали в связи, оставляя после себя генетическое наследие. Однако долгое время главным вопросом оставалось не то, что мы получили от неандертальцев, а то, почему мы получили именно это, а не что то другое. Ответ на этот парадокс, как выяснилось, может крыться не в жестокой борьбе за выживание, а в делах сердечных, точнее, в древних и вполне осознанных предпочтениях при выборе партнера.

Команда исследователей под руководством Сары Тишкофф из Университета Пенсильвании задалась целью разгадать давнюю загадку человеческого генома. Внимание ученых привлекла странная особенность: если у современных людей европейского и азиатского происхождения в среднем около двух процентов неандертальской ДНК, то распределена она по геному крайне неравномерно. Особенно ярко этот пробел заметен в Х-хромосоме, где неандертальские гены встречаются на удивление редко, образуя так называемые «неандертальские пустыни».

Ранее доминировала гипотеза, согласно которой эти участки опустели из за естественного отбора: гены, доставшиеся от близкого, но все же другого вида, могли быть вредны или даже токсичны для гибридного потомства, делая его менее жизнеспособным. Со временем природа должна была безжалостно вычистить такие «бракованные» фрагменты, чтобы сохранить здоровье популяции.

Однако, изучив геномы трех неандертальцев, живших в разных уголках Евразии, и сравнив их с геномами современных людей, не имеющих примеси неандертальцев, группа ученых обнаружила удивительную асимметрию. Если гипотеза о биологической несовместимости верна, то она должна была работать в обе стороны: Х-хромосомы неандертальцев точно так же должны были бы отвергать человеческие гены. Но картина оказалась прямо противоположной.

У неандертальцев на их Х-хромосомах было обнаружено на целых 62 процента больше ДНК современных людей, чем на других хромосомах. Такое зеркальное отражение ситуации начисто опровергало идею о некой фундаментальной генетической несовместимости половых хромосом. Если бы скрещивание приводило к появлению нежизнеспособных самцов, как это часто бывает у разных видов, человеческая ДНК так же отсутствовала бы у неандертальцев. Раз этого не произошло, причину следовало искать в другом.

Ученые предположили, что разгадка кроется в социальном поведении, а именно в направленности межвидовых контактов. У млекопитающих, включая человека, система половых хромосом устроена так, что самки несут две Х-хромосомы, а самцы одну Х и одну Y. Если предположить, что в большинстве случаев партнерами для анатомически современных людей становились именно самцы неандертальцев, то картина мгновенно проясняется.

В этом случае потомство, родившееся от связи неандертальского мужчины и женщины современного типа, получало Х-хромосому исключительно от матери. Отцовская Х-хромосома неандертальца в таком браке просто не могла передаться детям. Это объясняет, почему неандертальская Х-хромосома так и не прижилась в нашем генофонде. Одновременно с этим дочери от таких союзов, неся в себе человеческую Х-хромосому, могли вступать в браки внутри неандертальских групп, постепенно обогащая их генофонд нашей ДНК, что и объясняет избыток человеческих генов в Х-хромосоме неандертальцев.

«Предпочтения при выборе партнера дали самое простое объяснение», — говорит Александр Платт, соавтор работы.

Математическое моделирование подтвердило, что такая простая модель «полового смещения», при которой предпочтение отдавалось мужчинам-неандертальцам со стороны женщин-людей, способна воспроизвести наблюдаемые закономерности без привлечения сложных и противоречивых сценариев миграции или отбора. Это открытие меняет привычное представление об эволюции как о процессе, где правят бал только слепые силы естественного отбора. Оно показывает, что социальные факторы, такие как культурные нормы, эстетические предпочтения или просто случайный выбор, могут оказывать на геном не менее мощное и долгосрочное влияние, чем выживание наиболее приспособленных видов и особей.

Установив вероятный сценарий того, как именно происходило смешение, команда ученых теперь намерена пойти еще дальше. Они планируют использовать разработанные методы для изучения социальной структуры самих неандертальских сообществ. Анализируя соотношение генетического разнообразия в Х-хромосомах и остальных хромосомах, можно, например, понять, какой из полов чаще покидал родную группу для создания семьи в другом племени.

Такие исследования позволят приоткрыть завесу тайны над повседневной жизнью, семейными узами и миграционными маршрутами наших древних соседей по планете, превращая историю эволюции из сухого перечня фактов в увлекательный рассказ о любви, странствиях и сложных взаимоотношениях, которые в конечном итоге и сделали нас теми, кто мы есть.