В апрельском номере журнала Genome Biology (Биология генома) аж за 2017-й год была опубликована статья с интригующим названием: «Функции генов неандертальца в геноме современных людей». О том, что нынешние земляне (кроме африканцев) несут «неандертальские» гены, было к тому моменту известно по меркам науки уже достаточно давно – лет 15. Таких генов у людей 1,5 – 4 % (у отдельных этносов до 6%), их количество разнится от одной этнической группы к другой. Но в тот раз группа исследователей показала нечто большее: гены неандертальцев не просто содержатся в геномах современных людей – они играют в нас заметную роль. В статье подчёркивалось, что «неандертальские» гены не только приводят к синтезу белков с иными аминокислотными последовательностями – помимо этого, они выполняют функции регулирования других, «наших» генов. Причём эффект от их работы менее предсказуем, чем последствия мутаций. Кстати, много это, или мало - 1,5 – 4 %? Вы помните, что каждое живое существо получает одну версию гена от отца, а другую (иногда, впрочем, и точно такую же) версию того же самого гена – от матери. Различные версии одного и того же гена называются аллелями. (Например, в знаменитых опытах Грегора Менделя, про которые написано в школьных учебниках, имели место различные аллели окраски цветка и формы горошин.) Индивид, у которого оба аллеля одинаковы, называется гомозиготным по данному гену. Если же аллели различаются – значит, по данному гену он гетерозиготен. При этом одни аллели «сильнее» других и в случае гетерозиготного организма одна версия гена будет главенствовать над другой. Главенствующий аллель называется доминантным, а подавляемый – рецессивным. Они оба присутствуют в наборе генов – в геноме данного индивида (или в его генотипе, если пользоваться более старым термином), но только доминантный аллель будет при этом оказывать действие. Т.е. экспрессироваться в фенотипе – проявлять себя в наборе внешних признаков (цвет волос, размеры тела, врождённые способности и т.д.). Как говорят генетики на своём непонятном языке, «рецессивный аллель экспрессируется в фенотипе только если генотип гомозиготен». Т.е. если ему посчастливилось случайно встретить себе в пару точно такой же рецессивный аллель. Так вот, в каждом из нас присутствуют тысячи «неандертальских» генов! Для того, чтобы оценить значимость сделанного открытия, нам следует познакомиться с неандертальцем поближе.
«Тупиковая ветвь»? Нет, один из наших предков.
Все предыдущие поколения школьников учили, что неандертальцы прошли по Земле, не оставив следа. До относительно недавнего времени наука была уверена, что разные виды людей (виды, принадлежащие к роду Homo) между собой не скрещивались. Ещё бы! Ведь само определение видов гласит, что это «группы организмов, не скрещивающиеся между собой». Однако, тут необходима одна оговорка: различные виды и впрямь не скрещиваются … если в дело не вмешивается человеческий разум. «Не скрещиваются в естественных условиях». Что ж, условия в палеолите были самые, что ни на есть, «естественные» - но разум уже присутствовал. Точнее даже разные разумы, т.к. каждый из сосуществовавших в те времена разных видов Homo обладал своим – уникальным! – разумом. Утверждать то, что у наших «основных» предков кроманьонцев и у неандертальцев были общие дети, стало возможно лишь тогда, когда удалось расшифровать неандертальскую ДНК и сравнить её с нашей. Тут было много технических трудностей. Ведь все методы секвенирования (т.е. чтения последовательности нуклеотидов), изобретенные в ХХ-м веке, были рассчитаны на «нормальную» двухцепочечную ДНК. В лабораториях ДНК после выделения и до момента секвенирования хранят в морозильнике, а если промежуток времени велик – то в специальных ёмкостях с жидким азотом. Но ДНК, которая пролежала в древних костях десятки тысяч лет, деградирует – т.е. утрачивает двухцепочечную структуру и разрезается на мелкие фрагменты белками-ДНКазами окружающей среды. Кроме того, такая древняя ДНК очень загрязнена ДНК «современной» – той самой, которая содержится в окружающих окаменелые кости живых организмах всех видов и уровней, включая и руки самих исследователей. При разработке новых методов секвенирования понадобилось достраивать фрагменты одноцепочечной ДНК до двухцепочечной при помощи праймеров и последующей ПЦР (Полимеразной Цепной Реакции), которая позволяет получить достаточно ДНК даже если она содержится в «следовых» количествах. Когда же ДНК неандертальцев была расшифрована, то после её сравнения с ДНК современных людей и стали очевидны те самые 1,5 – 4 %. Помимо этого, в нескольких случаях палеоархеологи находили скелеты сапиенсов с «неандерталоидными» чертами – это могли быть дети от перекрестных браков, или те, кого от неандертальца отделяли всего несколько поколений. Более того, реальность оказалась совсем невероятной: ведь помимо наиболее близкого к нам неандертальца, существовали и другие люди: алтайский (денисовский) человек, человек гейдельбергский… Все они вели друг с другом войны, уничтожали и вытесняли остальные виды … и скрещивались с ними. Поэтому среди тех самых многих тысяч аллелей, доставшихся нам непосредственно от неандертальцев, присутствуют и версии генов остальных исчезнувших Homo. Кстати, они к нам попали не только через неандертальца, но и напрямую – наши предки сапиенсы успели пожить в соседстве и с «денисовцами» тоже. Результат таких соседств в палеолите всегда бывал одинаков: два вида людей смешивали свои гены, после чего один из них рано или поздно исчезал с лица земли.
Странные неандертальцы
Так какими же они были? Эти близкие нам существа появились на Земле примерно 250-300 тыс. лет назад, а исчезли около 25 тыс. лет назад, успев прожить многие тысячелетия бок о бок с нашими предками «сапиенсами».
Прежде всего, поражает то, как мало создали неандертальцы за такое огромное количество времени! Они разработали «технологии» изготовления каменных орудий, которые мало отличались от орудий сапиенсов (предполагают даже, что отдельные приспособления неандертальцев – такие, как костяное «лощило» для выделки шкур – были скопированы наблюдательными кроманьонцами). Научились лечить переломы костей, т.е. обладали зачатками медицины. Долгое время считалось, что неандерталец был совсем безразличен к искусству, однако за последние годы найдены несколько рисунков, которые считаются творениями неандертальцев.
Но как это мало по сравнению с развитой и сложной наскальной живописью кроманьонцев! Многие исследователи также убеждены, что неандертальцы создали первую на Земле религию: по некоторым свидетельствам, неандертальцы хоронили своих покойников, придавая телам определённое положение и кладя рядом с умершими пищу.
Из этого можно сделать вывод о возникших в те невероятные времена мифах про загробную жизнь и т.п. Позиции тех, кто склонен считать неандертальцев творцами первых мифов, были сильно подкреплены удивительным открытием 2016-го года – когда на юге Франции, в пещере Брюникель было обнаружено странное сооружение, оставленное неандертальцами. Это кольцевые структуры непонятного назначения, сложенные из тщательно подогнанных друг к другу обломков сталагмитов.
Тут же видны следы огня и кости животных. Время, когда была сделана постройка, определено по найденным костям методом радиоизотопного анализа – сталагмитовые овалы были построены более 176 тысяч лет назад. Сапиенсов тогда ещё ни в Европе, ни в других частях света попросту не существовало. Находку в пещере Брюникель археологи назвали «святилищем». То, что создано оно было неандертальцами – бесспорно. Но что они делали в «святилище», для чего придавали ему строгую форму – это, возможно, навсегда останется загадкой. Однако, с какой стороны ни смотреть, всё это уж больно бедно для примерно 250-тысячелетней истории!
При этом следует особо отметить, что неандертальцы были в чём-то «интеллектуальнее» нас с вами: их объём мозга достигал 1750 см3, в то время, как типичный для современных людей – 1300-1400. Хотя кавычки тут поставлены не случайно: неандертальцы, вероятно, сильно отличались от сапиенсов своими познавательными возможностями. А ещё сильнее – самой потребностью в познании. Т.е. психикой. На колоссальные психические (и соответственно, поведенческие) отличия указывает также то обстоятельство, что по неведомым нам причинам неандертальцы жили небольшими группами – 15-25 человек. Дорастая до какой-то «предельной» численности, группа неизбежно распадалась.
Из-за этой «неуживчивости» больших племён неандертальцы не образовывали. Однако вероятнее всего, у неандертальцев уже был важнейший инструмент разумного человека – членораздельная речь. Ген, отвечающий за умение говорить (так называемый, FOXP2) совпадает у нас и у неандертальцев. А анализ анатомии голосовых связок неандертальца прямо указывает на то, что их обладатели пользовались, очевидно, языком с большим количеством согласных звуком и ограниченным набором гласных – впрочем, языки с подобной фонетикой существуют и по сей день. За бесконечно долгое время своего существования неандертальцы успели победить в межвидовой борьбе, уничтожив популяцию алтайского (денисовского) человека, своего ближайшего «родственника». Одновременно с этим вобрав в свой геном гены «денисовцев». Впрочем, денисовцы в своё время проделали то же самое с другим видом людей – с гейдельбергским человеком. Поэтому среди доставшихся человечеству разнообразных древних аллелей запросто могут попадаться и гены этих более примитивных существ. Но вот неандертальцам пришлось вступить в конкуренцию с новым удивительным созданием – с нашими предками сапиенсами (кроманьонцами). Сосуществование двух видов на территории Европы длилось, как мы уже отмечали, примерно 15-10 000 лет. Которые пришлись в основном на Ледниковый период с переменными «оттепелями». Иногда за это время вновь наступали ледники, и тогда неандертальцам, лучше приспособленным к холодам, удавалось брать верх и вновь заселять на какое-то время свои древние пещеры, перешедшие к сапиенсам.
Конечно, не следует думать, что один вид победил другой в каких-то непрерывных войнах. Большей частью, это была обычная конкуренция за ресурсы «по Дарвину». Однако и сражений тоже, очевидно, хватало – свидетельством тому обугленные кости со следами каменных орудий. Кости неандертальцев на стоянках кроманьонцев и наоборот – остатки от весёлых каннибальских пиршеств. Что дало сапиенсам победу? Физически одни люди не уступали другим: кроманьонец был выше ростом, более приспособлен к бегу и длительным пешим переходам. Рост неандертальцев был меньше (примерно 165 см), но за счёт большей мышечной массы и массивных костей они были существенно тяжелее сапиенсов и, возможно, сильнее. Последние обладали явно более развитым воображением и жаждой познания мира. Но какие это может дать преимущества, когда две группы людей, вооружённых дубинами и обожжёнными копьями, сходились в схватке на обледеневших равнинах Европы?
«Маленький секрет геномики»
Остаётся только одно предположение. Зарождающееся общество сапиенсов было организовано лучше, чем разрозненные группки неандертальцев. Поэтому последние чаще терпели поражения и в битвах, и в своей «экономике», основанной на охоте и собирательстве. (Например, организовать загонную охоту на огромных и опасных животных того времени силами 7-12 мужчин попросту невозможно. А большому и слаженному племени это по силам.) Вероятнее всего, социальные связи неандертальцев были слабее. Их ум, достаточно развитый и практический, был менее склонен к фантазии, к воображению. Поэтому, возможно, они гораздо меньше были способны испытывать эмпатию (т.е. чувствовать себя «в чужой шкуре» - что в каменном веке могло бы прозвучать каламбуром…), хранить верность, исполнять обязательства. Жертвовать при необходимости собой, наконец. Между тем, ещё Ч. Дарвин отмечал, что альтруистическое поведение, хоть и осложняет жизнь отдельному индивиду, неизменно даёт преимущества сообществу в целом. Но если так, то нам придётся принять одну непростую вещь. Мы привыкли считать, что «внутренний мир», мораль и т.п. даются каждому из нас воспитанием. Никто и не спорит – воспитание чрезвычайно важно, как сегодня, так и в Каменном веке. Однако помимо него существует и генетическая предрасположенность к тому или иному поведению. Эта мысль трудна ещё и потому, что до сих пор человечество до обидного мало знает о генах, управляющих психикой. Один из крупнейших в мире специалистов по древней ДНК, шведский биолог Сванте Паабо из Института эволюционной антропологии в Лейпциге определял это наше нынешнее незнание крайне резко: «Маленький грязный секрет геномики состоит в следующем - мы почти ничего не знаем о том, как геном преобразуется в особенности живого и дышащего индивидуума».
О существовании «генов психики» учёные задумывались очень давно – ещё тогда, когда никакой геномики (науки, изучающей геномы организмов в целом) не существовало. Противники этой гипотезы обвиняли своих оппонентов во множестве грехов, среди которых грех «идеализма» был наименьшим. (Впрочем, некогда махровым идеализмом считалась и сама хромосомная теория, в центре которой ДНК – «вещество наследственности».) Несколько десятков лет назад был проделан элегантный эксперимент с попугаями-неразлучниками. Были взяты два близких подвида – они были бы совсем неразличимы между собой, если бы не отличие в способах гнездостроения: подвид А приносил гнездовой материал в клюве, а подвид Б втыкал его в оперение и переносил таким способом. Когда два подвида скрестили, то гибрид оказался … стерилен! Т.е. неспособен построить гнездо и, соответственно, вывести потомство. Попугаи-гибриды попросту «не знали», как обращаться с гнездовым материалом. Таким образом была блестяще доказана связь между поведением и генами. Но в конце концов, какое нам дело до привычек попугаев и способах строительства гнёзд? Ведь мы говорим о гораздо более сложных формах поведения! Так совсем недавно были идентифицированы гены дофаминового цикла, SLC6A3, COMT, и PPP1CC 1 у близкородственных видов обезьян: разница в геноме определяет полигамное и моногамное поведение этих видов. Идентифицированы «генетические маркеры промискуитета», если по-простому. Весной сего года была опубликована статья про ген, отвечающий за уровень любознательности. Изначально он был найден у рыб-цихлид. Но после его разновидности были обнаружены и у других позвоночных - включая и "венец творения". Функции разных аллелей гомологичного гена у человека пока не ясны.
Признать то, что человеческое поведение предопределено отнюдь не воспитанием и прочитанными в детстве добрыми книжками, но также и "какими-то там последовательностями нуклеотидов" – невероятно трудно для учителей, родителей… Что уж там – для всякого человека!
Противники «психо-генетики» говорят примерно следующее: «Гены определяют уровень гормонов в организме – это понятно. Но не от них зависит то, в какие формы поведения выльется гормональный фон мыслящего человека. Например, какие-то люди обладают высоким уровнем адреналина/ норадреналина и поэтому нуждаются в «острых ощущениях», в риске. Но уж как именно они станут рисковать - спасать людей на пожарах, или же ударятся в воровство – это не функция генов! Иной человек «от природы» малоподвижен и мечтателен. Но не ДНК определяет, какое применение он найдёт своей созерцательности – станет ли философом, либо будет просиживать дни в пивной, наблюдая, как оседает пена на кружках с пивом.» Ещё раз оговорим, что роль воспитания и культурной среды чрезвычайно высока! С этим никто и не спорит. Но посмотрим, например, на собак. Это животные несоизмеримо сложнее, чем попугаи, однако более примитивны, чем люди. (По крайней мере, так считают последние.) Что ж, гормональный уровень всех молодых кобелей определённого возраста примерно одинаков вне зависимости от породы. Однако, согласитесь – трудно найти меланхоличного фокстерьера, доверчивую кавказскую овчарку, агрессивного лабрадора… Стало быть, даже собачья психика во многом определяется генетикой. В отличие от собак, человек очевидно может в какой-то мере противоборствовать с собственной генетикой. Т.е. «стремиться к Добру и избегать зла». Но его возможности в этом тоже имеют какие-то биологические пределы. Да и само желание «противоборствовать», исправляя что-то в себе самом, тяга к самосовершенствованию – уж не генетической ли она природы? Так или иначе, с развитием генетики сложных форм поведения древний вопрос о «свободе воли» получает новое неожиданное звучание.
Предварительные выводы
Итак, в человеческом геноме много аллелей, доставшихся современным людям от других видов Homo. Роль этих аллелей неизвестна по сей день. Мы далеки от мысли считать все «чужие» гены вредными для «благородной человеческой природы» - напротив, вполне возможно, что мы многим обязаны именно далёким вымершим «родственникам». Но по крайней мере, это объясняет то невероятное разнообразие, которое среди всех живых существ можно наблюдать только у человека. Например, вы никогда не увидите взрослых особей одного пола, которые отличались бы по размерам и весу в несколько раз, среди, скажем, домашних кошек или атлантических сельдей. А вот у людей такие различия вполне обычны. Столь же разительно отличаются люди друг от друга не только внешне: удивляет разнообразие их способностей, готовности (или неготовности) усваивать новые знания, характеров… Опять-таки, мы не принижаем значение «социальных» объяснений (различий в воспитании, культуре, окружении и т.д.). Но наряду с ними никак не следует пренебрегать и различиями генетическими. Рано или поздно людям удастся разрешить проблему, сформулированную Сванте Паабо, и разобраться в том, «как геном преобразуется в особенности живого и дышащего индивидуума». Хотя для этого науке придётся преодолеть массу преград отнюдь не научного характера: совершенно ясно, что подобные исследования встретят противодействие политиков, религиозных деятелей, идеологов. (Впрочем, кто-то из них, вероятно, наоборот захочет опереться на новые научные данные и повлиять на получаемые результаты – подобная «помощь» не менее опасна для науки, нежели чинимые помехи.)
Вполне возможно, что по мере прирастания биологических знаний, удастся ответить и на другие, далёкие от биологии вопросы: например, понять, почему людям нигде и никогда не удавалось полностью искоренить преступность, несмотря на самые жуткие кары, или наоборот – разработку новых систем воспитания. Либо соединить биологию с педагогикой, превратив последнюю из интуитивного искусства в строгую науку. Которой было бы по плечу воспитывать гармоничных и счастливых людей. А в более дальней перспективе и построить с их помощью Общество Будущего – справедливое и духовно богатое.
Тем, кто считает педагогику наукой даже в её сегодняшнем виде, предлагаем сравнить прогресс в педагогике с прогрессом в любой из «настоящих» наук – в физике или в медицине. В самом деле, возможности современной медицины поражают, если сравнивать их с уровнем врачебных знаний 2000, 200 или даже 100 лет тому назад. В начале ХХ века обычное воспаление лёгких было смертельно опасной болезнью. 200 лет назад всякий укушенный бешенной собакой, становился в тот же момент «живым покойником», обречённым на неизбежную и мучительную гибель. А раненного на дуэли Пушкина сегодня спасли бы даже в самой слабенькой районной больничке. Про давным-давно забытые опустошительные эпидемии чумы или оспы мы даже вспоминать не будем. Но чем может похвалиться педагогика за те же периоды времени? Ученики в современных школах больше тянутся к знанию, чем их сверстники 2000 или 5000 лет назад в школах Римской Империи или Египта? Педагогам удалось искоренить в людях жестокость или лживость? Или хотя бы научить их быть счастливыми? Увы, никаких заметных изменений тут не произошло ни за 100 лет, ни за 2000. Но разве бывает наука без какого-либо научного прогресса?
Разнообразие аллелей, которому человечество обязано своей пестротой, несомненно может играть и самую положительную роль. В самом деле, кто решится определить, что «лучше»: уметь быстро решать математические задачи, сохранять хладнокровие в опасных ситуациях или слаженно работать в коллективе? В настоящее время становятся доступны немыслимые раньше способы «редактирования» генома. (Например, быстро входящая в жизнь технология CRISPR/Cas9.) Пока речь идёт только об избавление от генетических заболеваний, но… Всё то, что сегодня кажется фантастикой, довольно быстро может оказаться реальностью. Как было бы замечательно добавить к генетическим технологиям глубокое понимание того, что редактируешь и … нравственную безупречность самих редакторов!
Как бы то ни было, новые научные данные ставят перед человечеством жгучие вопросы. Что именно несут с собой «неандертальские» аллели? На что влияет каждый из этих генов? (Учтём, что влияние каждого белка, считываемого с соответствующего гена, может быть достаточно многоликим.) Как, «в какую сторону» гены современных людей регулируются древними аллелями? Какая из них и от кого нам досталась – ведь разных видов Homo было множество? Чем эти виды отличались, так сказать, «в общении», и при помощи каких именно генов происходит «тонкая настройка» нашей психики? Пока ясно лишь то, что не ясно ничего…
Михаил Шатурин