В будущем, я предвижу, откроется еще новое важное поле исследования. …Много света будет пролито на происхождение человека и на его историю.
Эта история о вас. Она рассказывает о том, кто вы такой и как вы появились на свет. Это только ваша история, поскольку жизнь каждого человека – уникальное явление, но это и наша общая история, поскольку вы, как представитель всего рода человеческого, одновременно и типичны, и исключительны. Несмотря на различия между людьми, все мы – ближайшие родственники. Наше семейное дерево совсем не похоже на дерево, но все мы – его плоды.
Считается, что за все времена на Земле жило около 107 миллиардов людей современного типа, однако эта цифра зависит от того, откуда начать считать. Все мы – близкие родственники, поскольку весь наш вид произошел из Африки. Честно говоря, мы не знаем толком, что это значит. Это не значит, например, что мы произошли от одной пары людей – гипотетических Адама и Евы. Обычно, когда мы говорим о родстве, мы имеем в виду семьи, генеалогию, предков. И об отдаленном прошлом мы пытаемся думать таким же образом. Кем были ваши предки? Это могла быть традиционная семья, или, как у меня, невозможный клубок, напоминающий спутанные куски старых проводов. Но на каком-то этапе история каждого рода скрывается в тумане прошлого.
Каждый из нас имел двух родителей, и каждый из наших родителей имел двух родителей, и те тоже имели двух родителей… Если продолжать в том же духе, двигаясь назад до последнего завоевания Англии и удваивая число людей в каждом предыдущем поколении, мы получим гораздо больше, чем 107 миллиардов. В чем тут ошибка? Дело в том, что наши с вами родословные переплетаются, ветви дерева замыкаются в петли, и эта единая сеть родства охватывает каждого, кто когда-либо жил на свете. Нужно вернуться назад лишь на несколько десятков столетий, чтобы понять, что все семь миллиардов ныне живущих людей происходят от крохотной группы предков – буквально от населения одной деревни.
Письменная история (или просто история) – это тот отрезок времени, события которого мы тем или иным образом зарегистрировали. На протяжении тысячелетий мы рисовали, вырезали, записывали и пересказывали свое прошлое и настоящее, чтобы понять, кто мы такие и откуда мы взялись. Считается, что история началась с изобретения письменности. До этого был так называемый доисторический период, когда люди ничего не записывали. Жизнь на Земле зародилась примерно 3,9 миллиарда лет назад. Вид Homo sapiens, к которому мы с вами принадлежим, появился всего 200 тысяч лет назад в восточной части Африки. Первая письменность возникла около 6000 лет назад в Месопотамии – где-то в той местности, которую мы сегодня называем Средним Востоком.
Книга, которую вы сейчас держите в руках, насчитывает примерно 111 тысяч слов, или 660 тысяч знаков (с пробелами). Если эту книгу сравнить со временем существования жизни на Земле, каждому знаку, включая пробелы, будет соответствовать 5909 лет. В таком измерении время существования современного человека эквивалентно
…точной протяженности данной фразы.
А длительность человеческой письменной истории в таком случае сводится к одному-единственному знаку – не больше этой точки ‹…›
И как разрозненны фрагменты этой истории! Письменные документы исчезают, растворяются, рассыпаются. Их убивает погода, насекомые или бактерии, их намеренно уничтожают, выкрадывают, подделывают или переписывают с искажениями. Я уже не говорю об объективности исторических записей. Мы не можем прийти к единому мнению относительно событий десятилетней давности. Газеты очевидно пристрастны. За камерами тоже стоят люди, которые записывают только то, что происходит прямо перед ними, часто в отрыве от контекста. Да и сами люди – чрезвычайно ненадежный источник объективной информации. Так что мы пребываем в темноте.
Подробности событий 11 сентября 2001 года, когда были взорваны башни Всемирного торгового центра, так и останутся неизвестными из-за несогласующихся свидетельств и всеобщего хаоса. Показания свидетелей в суде всегда пристрастны и необъективны и должны оцениваться критически. Обернемся назад всего на несколько столетий и обнаружим, что у нас нет никаких свидетельств современников, повествующих о жизни Иисуса Христа – одного из самых влиятельных людей в истории. Большинство рассказов о его жизни было записано через несколько десятилетий после его смерти людьми, которые никогда его не видели. И сегодня историческая достоверность подобных документов представляется неоднозначной. Даже Евангелие, на которое опирается христианское вероучение, противоречиво и необратимо изменялось во времени.
Впрочем, это вовсе не означает, что не следует изучать историю (в том числе историю христианства). Это просто комментарий, иллюстрирующий туманность прошлого. До недавнего времени история записывалась главным образом в виде религиозных текстов, торговых соглашений и королевских указов. В новое время возникла другая проблема: мы получаем слишком много информации и практически не имеем возможности ее оценивать. Каждый раз, покупая или разыскивая что-то в Интернете, вы сообщаете информацию о себе. Книги, рассказы, записи, археологические находки, Интернет, базы данных, фильмы, радио, жесткие диски, пленка: мы накапливаем эти биты и байты информации, пытаясь по ним восстановить прошлое. Теперь биология тоже стала частью этой груды информации.
Эпиграф в начале книги – единственное упоминание о человеке, сделанное Дарвином в книге «О происхождении видов». Эта фраза находится почти в самом конце, как будто автор поддразнивает нас и подразумевает, что на этом рассказ не заканчивается. Его теория наследования модификаций в отдаленном будущем прольет свет и на нашу историю: ждите продолжения.
И это время наступило. Появился новый способ прочесть нашу историю, и наше происхождение осветилось яркими огнями. Каждый из нас несет этот рассказ в собственных клетках. И это совершенно уникальная и извилистая история. Примерно через 50 лет после открытия двойной спирали ДНК мы так хорошо научились расшифровывать последовательности ДНК, что генетический материал стал для нас историческим документом, доступным для подробного анализа. В геноме, генах и ДНК каждого из нас записано все, что происходило на Земле, – четыре миллиарда лет экспериментов, в результате которых появились и вы. Ваш геном – сумма всей вашей ДНК, примерно три миллиарда букв, и таинственный (с точки зрения биолога) способ полового размножения, приведший к созданию вашей последовательности ДНК, тоже уникален. Этот генетический «отпечаток пальца» принадлежит только вам и отличается от «отпечатков» 107 миллиардов людей, когда-либо живших на Земле. Даже если вы с братом или сестрой однояйцевые близнецы, ваши геномы поначалу были неразличимы, но сразу после зачатия начали расходиться. Как у Доктора Сьюза[1]:
Сегодня вы – это вы! Это правдивее правды!
Нет никого на свете, кто был бы больше вы, чем вы!
Сперма, из которой вы получились, появилась в семенниках вашего отца за несколько дней до вашего зачатия. Один-единственный сперматозоид из нескольких миллиардов добрался до яйцеклетки вашей матери – одной из нескольких сотен. Яйцеклетки, как матрешки, зародились в теле вашей матери, пока она была еще в утробе своей матери, но эта конкретная яйцеклетка созрела в ходе последнего менструального цикла. Яйцеклетки поочередно выходят из каждого яичника, покидая место своего рождения. При контакте с яйцеклеткой сперматозоид-победитель выделяет химическое вещество, растворяющее мембрану яйцеклетки, отбрасывает хвост и внедряется внутрь. Как только он оказывается внутри, яйцеклетка выстраивает непреодолимую оборонительную систему, так что другие сперматозоиды больше не могут в нее проникнуть. Яйцеклетка и сперматозоид были уникальными, уникальным является и их сочетание, из которого появились вы. Даже место проникновения сперматозоида в яйцеклетку было уникальным: яйцеклетка имеет почти сферическую форму, и сперматозоид – с позволения звезд – проник в нее в каком-то специфическом месте, откуда стали поступать химические сигналы, и откуда началось построение вашего тела: голова с одной стороны, хвост – с другой. Для некоторых организмов известно, что направление роста эмбриона зависит от места проникновения сперматозоида-победителя в яйцеклетку; возможно, то же самое справедливо и для человека.
Генетический материал ваших родителей, их геном, при образовании сперматозоидов и яйцеклеток перемешался и разделился пополам. Родители ваших родителей – ваши дедушки и бабушки – снабдили их двумя наборами хромосом, и при перемешивании образовался набор, которого никогда прежде не было и никогда не будет. Но вам досталось и некоторое количество неперетасованной ДНК. Если вы мужчина, у вас есть Y-хромосома, которая почти в идентичной форме присутствует у всех мужчин вашего рода. Это махонький кусочек ДНК, содержащий всего несколько генов и множество обрывков. В митохондриях яйцеклетки – маленьких электростанциях, снабжающих клетки энергией, – также содержатся небольшие кольцевые молекулы ДНК. Митохондриальный геном, находящийся внутри яйцеклетки, достается каждому человеку только от матери. Эти не подвергающиеся перемешиванию последовательности ДНК составляют лишь малую часть всего генома, однако с их помощью можно проследить за происхождением и древнейшей историей организма. Но большая часть вашей ДНК образовалась в результате перемешивания ДНК ваших родителей, их родителей и родителей их родителей. Этот процесс происходит всегда и не прерывался ни разу до вашего появления на свет.
Задалбливают мать с отцом:
тебе суют они, «любя»,
свои огрехи, все, гуртом,
плюс кучку сверх – лишь для тебя[2].
Я не буду комментировать психологические или моральные аспекты стихотворения Филипа Ларкина, но в биологическом плане все верно. Каждый раз, когда образуются сперматозоиды и яйцеклетки, в результате перемешивания ДНК возникают новые варианты, что делает уникальным каждого владеющего ими человека. Вы наследуете уникальную комбинацию ДНК ваших родителей, и в результате процесса мейоза (редукционного деления) вы тоже создадите новые генетические варианты. Некоторые из них достанутся вашим детям, а они, в свою очередь, создадут новые варианты.
Именно эти различия между организмами в популяции являются точкой приложения эволюционного процесса, и именно благодаря этим различиям мы можем проследить путь человечества – наш путь – через сушу и океаны, и через океаны времени до каждого уголка планеты. Так что теперь генетики вдруг стали историками.
Каждый геном содержит множество информации – вполне достаточно, чтобы «спроектировать» человека. Однако геномика – сравнительная наука, и в рамках этой науки два человеческих генома содержат больше, чем двойной набор такой информации. В геномах всех людей присутствуют одни и те же гены, но все они могут чуточку различаться между собой. Именно поэтому все мы невероятно похожи, и одновременно с этим каждый из нас совершенно уникален. Анализируя эти различия, мы можем установить степень родства между двумя людьми и момент возникновения различий. Более того, теперь мы можем провести подобный анализ для всего человечества: для этого нам нужна только ДНК всех людей.
Когда под звуки фанфар в 2001 году была обнародована первая «полная» последовательность человеческого генома, это, вообще говоря, была только приблизительная версия основной части генетического материала нескольких человек. Чтобы продвинуться дальше, сотни ученых трудились на протяжении еще почти десяти лет, и стоило это удовольствие около трех миллиардов долларов США – примерно один доллар за букву ДНК. Прошло всего 15 лет, и проведение такого анализа сильно упростилось; теперь мы владеем гигантским количеством данных, полученных в результате секвенирования геномов многих людей. Сейчас, когда я пишу эти строки, прочитано уже около 150 тысяч полных человеческих геномов и собрано множество полезных образцов буквально от миллионов людей со всего мира. В рамках крупных медицинских проектов с выразительными названиями типа «Сто тысяч геномов» с легкостью извлекаются данные, хранящиеся в человеческих клетках. У нас в Великобритании серьезно подумывают о том, чтобы анализировать геном каждого новорожденного. И речь идет не только о науке или государственной медицине: каждый может поплевать в пробирку и обратиться в одну из многочисленных специализированных компаний за информацией о содержании ключевых элементов генома. Вам расскажут массу интересного о вашем характере, происхождении и риске возникновения определенных заболеваний. И это обойдется всего в пару сотен фунтов.
Более того, ученые расшифровали последовательности геномов сотен давно умерших людей, которые теперь тоже являются частью общего рассказа. В 2014 году были найдены кости английского короля Ричарда III (глава 3). Археологи подозревали, что кости принадлежали королю, но окончательную точку в этом деле удалось поставить благодаря анализу ДНК. Мы знаем о королях и королевах прошлых лет благодаря их особому положению, и практически вся история в целом строится на рассказах о них и их деяниях. Генетика еще больше расширила возможности изучения истории монархов, однако ДНК – универсальный уравнитель, и благодаря новым технологическим возможностям мы можем подробно изучать историю всех людей и народов и их перемещений. Мы можем проверить и подтвердить или опровергнуть историю каждого человека, а не только знаменитых или могущественных персон. Неизвестные персонажи из прошлого становятся в один ряд с самыми известными людьми. ДНК универсальна, и хотя наличие королевской крови, как мы увидим, может подтвердить данные Богом права на управление другими членами общества и на все привилегии наследуемой власти, законы эволюции, генетики и полового размножения практически не связаны с национальностью, сословиями и властью.
Но это не все. Раньше изучение древних людей сводилось к анализу выкопанных зубов, костей и других призрачных следов их земного бытия, но теперь мы в состоянии получить информацию об очень древних людях – неандертальцах и других вымерших представителях нашего обширного семейства, и это дает нам возможность понять, что мы представляем собой сегодня. На основании их ДНК мы можем получить информацию, которую нельзя добыть никаким иным путем. Мы можем, например, узнать, как неандертальцы распознавали запахи. Анализ древней ДНК заставил нас пересмотреть историю нашей эволюции. Возможно, границы в страну прошлого для нас закрыты, но карта этой страны находится внутри нас.
Новая наука генерирует колоссальное, феноменальное, невообразимое количество данных. Каждую неделю публикуется новая информация, переворачивающая наши старые представления. Когда я приближался к завершению работы над книгой, появилось сообщение о результатах анализа 47 найденных в Китае человеческих зубов, из которых следовало, что великий исход человечества из Африки, возможно, произошел на 10 тысяч лет раньше, чем мы считали до сих пор. А когда я фактически закончил писать, этот эпизод в истории человечества отодвинулся еще на 20 тысяч лет назад, поскольку ДНК Homo sapiens была обнаружена у древней неандертальской девушки. Десятки тысяч лет – не очень большой срок для эволюции и совсем уж незначительный для геологии. Но это гораздо больше, чем вся письменная история человечества, так что земля у нас под ногами буквально ходит ходуном.
Первая часть книги посвящена пересмотру истории человечества – от появления на Земле как минимум четырех видов людей до европейских королей XVIII века – в свете новых генетических данных. Вторая часть рассказывает о том, какими мы стали теперь и что изучение ДНК в XXI веке может рассказать нам о нашей семье, здоровье, психологии, расовой принадлежности и о нашей судьбе. Материалом для написания обеих частей была ДНК, а также традиционные источники информации: археология, окаменелости, старые кости, легенды, хроники и семейные предания.
В то время как изучение семейного дерева и наследования столь же старо, как само человечество, генетика – очень молодое научное направление с катастрофически краткой историей. Генетика человека зародилась как метод сравнительного анализа людей для формального научного описания различий между ними с целью оправдания сегрегации и неравенства. Одновременно с генетикой родилась евгеника – учение об улучшении наследственных свойств человека, и тогда, в конце XIX века, это слово не несло в себе такого ужасного смысла, как сегодня. Ни в одной области науки нет такого противоречивого предмета изучения, как раса: люди различаются между собой, и эти различия стали причиной глубочайшего разделения и самых жестоких и кровавых эпизодов в истории. Как мы увидим, современная генетика показывает, насколько ошибочной оказалась концепция расового разделения.
Людям нравится рассказывать истории. Мы обожаем истории, особенно такие, которые раскрывают суть вещей и объясняют невероятную сложность человеческого бытия, имея при этом начало, продолжение и конец. Когда мы начали расшифровывать геном, мы как раз искали связь истории и культуры с индивидуальными особенностями каждого человека, чтобы понять, кто мы такие и почему.
Но наши надежды не оправдались. Человеческий геном оказался намного более интересным и сложным, чем могли предположить даже сами генетики, которые плодотворно работали над его анализом еще на протяжении десяти лет после «завершения» проекта «Геном человека». Сложности расшифровки и понимания генома отчасти связаны с тем, что мы, вообще говоря, понимаем под генетикой. Когда-то мы вели свою родословную, основываясь на понятии «крови», «кровного родства». Теперь мы знаем, что дело не в крови, а в генах. И теперь символом судьбы стали называть ДНК. Но ДНК – это не судьба. Все ученые предпочитают думать, что публике хуже всего известна именно та область науки, в которой они работают. И я как ученый и писатель могу сказать, что хуже всего люди понимают то, что происходит в области генетики человека, возможно, по той причине, что нам мешают наши культурные традиции.
Наука умело доказывает, что мир на космическом, молекулярном, атомном или субатомном уровне совсем не такой, каким мы его видим. Но эти сферы весьма далеки и абстрактны по сравнению с темой семьи, наследственности, расы, разума и истории. К обсуждению этих важнейших аспектов человеческого бытия мы подходим, вооружившись невероятным объемом традиционных представлений и предубеждений. Между научными и бытовыми представлениями о семье и расе находится не пробел, а пропасть, поскольку, как мы увидим далее, положение вещей совсем не такое, как мы привыкли думать.
Кроме того, с ДНК связано множество нелепостей и мифов. Генетика, конечно же, может рассказать, кто является вашими ближайшими родственниками, и раскрыть множество загадок из глубокого прошлого. Однако у вас с вашими предками гораздо меньше общего, чем вы думаете, а от каких-то членов вашей семьи вы вовсе не унаследовали генов и, следовательно, не имеете с ними генетического родства, хотя в генеалогическом плане, безусловно, от них происходите. Кроме того, я расскажу вам, что генетики не в состоянии предсказать, насколько умными будут ваши дети, каким спортом они будут заниматься, на человеке какого пола женятся или как умрут, и почему некоторые люди совершают чудовищные преступления и убийства (хотя вам, возможно, приходилось слышать обратное). Очень важно понимать, что генетика может сделать и чего она сделать не может.
Именно с помощью ДНК закодирован наш сложный мозг, который заставляет людей задаваться вопросом о собственном происхождении и пытаться понять ход эволюции. На протяжении тысячелетий в этой необычной молекуле накапливались и записывались изменения, ожидая, когда мы сможем их прочесть. И теперь мы умеем это делать.
Каждая глава книги содержит отдельный рассказ об истории и о генетике, о выигранных и проигранных битвах, о захватчиках, мародерах и убийцах, о перемещении народов, сельском хозяйстве, болезнях, королях и королевах, о чуме и о сексе.
В первую очередь это историческая книга. Здесь есть истории о развитии генетики – со всеми ее замысловатыми поворотами и темными пятнами. Здесь есть рассказы о различных нациях и народах; некоторые из них известны благодаря судьбам знаменитых людей, властелинов мира сего, но по большому счету историю делает анонимное множество людей. И теперь у нас есть возможность анализировать кости умерших при необычных обстоятельствах мужчин, женщин и детей, изучить их жизнь путем анализа ДНК, что пополняет наши знания истории.
Биология – наука о том, что живет и, следовательно, умирает. Это беспорядочная – удивительно беспорядочная! – и неточная наука, плохо поддающаяся определениям. И если вы хотите начать ее освоение с самого начала, что кажется вполне логичным, знайте, что именно здесь и начинается путаница.