Масштабный анализ древней ДНК со всей Европы и Азии перевернул традиционное представление о том, как эволюционировал человек. В ходе исследования, в котором изучался генетический материал скелетов возрастом до 45 000 лет, было установлено, что случайный генетический дрейф, а не естественный отбор, был доминирующей силой, формировавшей наш вид на протяжении большей части этого времени. Только в бронзовом веке, начавшемся примерно 5000 лет назад, естественный отбор начал ускоряться, движимый массовыми перемещениями населения и развитием сельского хозяйства.
Генетический дрейф: случайный двигатель изменений
Генетический дрейф возникает, когда случайные события — голод, миграция, война — приводят к тому, что определённые генетические варианты становятся более или менее распространёнными в популяции, независимо от того, дают ли они какое-либо преимущество. Новые данные показывают, что дрейф объяснял подавляющее большинство наблюдаемых генетических изменений у людей между каменным веком и ранним бронзовым веком. Это противоречит давнему предположению о том, что естественный отбор — процесс, при котором полезные признаки распространяются в популяции — был основным двигателем эволюции человека.
«Мы были удивлены тем, насколько большая часть генетической вариативности, которую мы видим в древней ДНК, может быть объяснена просто случайностью», — сказал один из ведущих исследователей, говоривший на условиях анонимности, поскольку работа ещё не опубликована в рецензируемом журнале. «Это действительно бросает вызов идее о том, что адаптация всегда является главной историей».
Команда проанализировала ДНК более чем 1000 древних людей, сравнивая частоту тысяч генетических маркеров в разные периоды времени. Они построили статистические модели, чтобы отделить эффекты дрейфа от эффектов отбора. Результаты были ясны: на протяжении десятков тысяч лет дрейф был главным игроком.
Всплеск отбора в бронзовом веке
Затем наступил бронзовый век. Около 3000 года до н. э., когда земледельческие общины расширялись, торговые сети росли, а популяции начали смешиваться в масштабах, невиданных ранее, естественный отбор внезапно ускорился. Исследование показало, что скорость адаптивной эволюции — изменений, дающих преимущество в выживании или размножении — увеличилась более чем в 100 раз по сравнению с предшествующим неолитом.
Почему такое внезапное ускорение? Исследователи указывают на два фактора: резкое увеличение эффективного размера популяции, что даёт отбору больше сырого материала для работы, и новые экологические давления, связанные с оседлым образом жизни, такие как воздействие болезней, передаваемых от домашнего скота, изменения в рационе и более плотные условия проживания. Такие признаки, как толерантность к лактозе, устойчивость к малярии и более светлая пигментация кожи, которые появляются в записях древней ДНК в этот период, демонстрируют сильные сигнатуры отбора.
Эти результаты не отрицают, что естественный отбор важен. Они просто показывают, что его значение было переоценено для большей части предыстории человека. В течение огромного промежутка времени, когда люди жили небольшими разрозненными группами охотников-собирателей, дрейф был нормой. Отбор стал основной силой только после неолитической революции и бронзового века, которые изменили масштаб человеческого общества.
«Когда популяции крошечные, случайные события могут подавить любое селективное преимущество», — объяснил один из соавторов. «Но по мере роста и соединения популяций отбор получил более широкую сцену. Именно тогда мы видим настоящее ускорение».
Работа также поднимает вопросы о том, как мы интерпретируем генетические различия между современными популяциями. Многие признаки, которые когда-то считались продуктом древней адаптации, на самом деле могут быть результатом нейтрального дрейфа — возможность, которая усложняет попытки понять биологическую основу всего: от риска заболеваний до физических вариаций.
Далее команда планирует применить те же аналитические методы к древней ДНК из Африки, Азии и Америки, чтобы проверить, сохраняется ли эта закономерность в глобальном масштабе. Они также разрабатывают модели, которые могут разделять дрейф и отбор в современных популяциях, стремясь дать более точную картину того, как люди стали теми, кто мы есть.
