Эволюция видов сложна и многообразна. В этом отлаженном природой механизме есть свои строгие законы, которым подчиняется все живое на планете. Согласно одному из таких законов любая популяция любого живого вида проходит несколько стадий. На первом этапе среди особей одной популяции имеет место большое разнообразие различных генов. В это время численность популяции растет, ареал обитания увеличивается. Далее наступает массовое вымирание вида. Остается немного особей, способных продолжить свой род. Разнообразие генов сужается. После этого численность снова будет расти, однако, первоначального генетического разнообразия уже не будет. Этот закон называется эффектом бутылочного горлышка. Через такое «горлышко» проходит практически все живое на планете. Иногда один вид проходит несколько подобных периодов вымирания.
Примерно это и произошло с человеком разумным (Homo sapiens) 100 тысяч лет назад. Вообще, массовые вымирания человечества, контролировавшие рост популяции, не были редкостью, но примерно 100 тысяч лет назад, нам грозило фактически вымирание. Как же мы с этим справились? Считается, что «зачинщиками» одного из самых массовых вымираний в истории человечества были бактерии, убивавшие людей в основном в младенческом возрасте.
100 тысяч лет назад людей на планете было уже больше миллиона. По современным меркам это в десятки раз меньше населения крупного мегаполиса, но тогда к этой цифре численность населения подобралась впервые. И в результате некой катастрофы численность сократилась до 15 тысяч представителей вида (!). Сначала предполагали две основные версии случившегося – потеря кормовой базы и глобальная катастрофа. Кормовая база, возможно, утратила свое многообразие вследствие вымирания ряда животных, на которых охотились древние люди. Возможно, их всех попросту истребили. Среди глобальных катаклизмов ученые отмечали возможное извержение вулкана Тоба, пепел которого заволок небо и вызвал ядерную зиму на планете, а неурожаи сократили популяцию человека.
Американские ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего нашли настоящего «виновника» вымирания. Им оказалась инфекционная бактерия. Победить ее человечество смогло, только избавившись от двух генов, «мешавших» бороться с инфекцией. То есть наши предки прошли через «бутылочное горлышко» эволюции, только потеряв два гена. Гены под названием Siglec-13 и Siglec-17 есть сегодня у многих обезьян, в тоже время ген Siglec-13 у человека отсутствует, а 17-й не реагирует на возбудители. Эти гены отвечали за отправку на борьбу с попавшей в организм инфекцией нужных иммунных клеток. Оба этих гена не реагируют на клетки стрептококков группы Б (Streptococcus) и кишечной палочки К1 (Escherichia coli), которые могут привести к гибели ребенка, если вовремя не начать лечить.
Считается, что примерно 100 тысяч лет назад в геноме человека произошла мутация, благодаря которой человек смог бороться с возбудителями этих инфекций, но прежде чем это случилось, инфекции убили большую часть людей на планете. Если бы эволюционные механизмы не сработали, человечеству бы грозило вымирание. Обедневшее в генетическом плане человечество продолжило свой численный рост. Но так случилось только с одной группой людей. Возможно, именно поэтому вымерли неандертальцы и денисовцы, у которых генной мутации не произошло. Само же заражение инфекцией случилось в результате смены среды обитания. Оно началось еще 400 тысяч лет назад, когда предки современного человека распространились по всему земному шару.
«Бутылочное горлышко» свойственно всем видам животных. Через этот эффект даже проходили некоторые виды насекомых. Иногда сокращения видов происходят регулярно, например, в зависимости от сезонов. Небольшая мушка Drosophila melanogaster способна сокращать свою численность зимой и восстанавливать популяцию к летнему сезону. Это приводит к постоянному изменению некоторых генов. То же самое характерно и для комаров и тараканов. Некоторые виды тараканов могут приспосабливаться к среде обитания и через несколько поколений перестают реагировать на яды и отравы. Так, современные тараканы перестали есть сладкое. Большинство ядов, которые используются против насекомых, сделаны с использованием сахара. Раньше тараканы с большим интересом относились ко всем продуктам, содержащим сахар, однако последние исследования показали, что теперь насекомые воспринимают сладкое как опасность. Благодаря ядам на основе сахара численность городских тараканов резко сократилась. Были даже сделаны предположения, что тараканы и вовсе исчезли. Но это не так. В ближайшем будущем популяция тараканов, скорее всего вновь будет расти. К такому выводу пришел профессор-энтомолог Коби Шала (Dr Coby Schal) из Университета Северной Каролины (North Carolina State University).
