БІРЕУІ ҒАНА АМАН ҚАЛҒАН АДАМНЫҢ ҮШ ТҮРІ

Сондықтан күйеулер мен қалыңдықтар бір-біріне жиренішпен болмаса да, таңданыспен, ал кейде біршама әуестікпен қараған болар. Дегенмен осы жойылып кеткен адамзаттардан бізге генетикалық мұра қалған, ал бертінде біз ол мұраны өзіміздің геномымыздан табуды үйрендік. Еуразия тұрғындарының әрқайсысында орта есеппен неандерталдардан шамамен 2%, ал Азияның кейбір халықтарында оған қоса денистіктерден шамалы геном бар. Африкалықтардың геномдарында мұндай қосылмалар жоқ немесе өте аз, есесіне кейбір жойылып кеткен беймәлім африкалық адамдардан қалған із бар (мен олар туралы осының алдындағы дәрісте біраз әңгімелегенмін). Бұл қосылмалар бізге не берді? Осы бір қызықты мәселелерді зерттеуді палеогенетиктер мен салыстырмалы геномика жөніндегі мамандар талмастан жалғастыруда.

Неліктен сапиенстер, неандерталдар мен денистіктер бірігіп кеткен жоқ, керісінше, ең соңына дейін, яғни неандерталдар мен денистіктер жойылып кеткенге дейін өздерінің генетикалық сәйкестігі мен бөлектігін сақтап қалды? Мынау — неандертал, анау — денистік, ал мынау — сапиенстің дәл өзі деп сеніммен айтуымызға болатын бөлектігін қалай сақтаған?

Сірә, олардың бірігіп кетуіне бір нәрсе кедергі келтірген сияқты және де ол «нәрсенің» олардың бір-бірімен жыныстық қатынасқа түсуге дайындығына қатысы болмаған. Махаббат сезімінің кісі талғамайтыны баршаға мәлім. Олардың бірігіп кете алмауының себебі гибридтердің өміршеңдігінің немесе өсімталдығының төмен болғаны шығар.iбұл ішінара постзиготалық жыныстық оқшаулану деп аталады бір-бірінен бөлек тіршілік еткен кезінде үш популяцияның ген қорларында бір-бірімен сыйыспайтын аллелдер (ген нұсқалары) жиналды, сондықтан оларды адамдардың әр түрлері деп санаған дұрыс болады.

Неандерталдардың сапалы геномының пайда болуына байланысты ашылған жаңа мүмкіндіктерді пайдалануға асыққан Сванте Пэабо, Дэвид Райх және олардың әріптестері неандертал қосылмаларын іздеу үшін қазіргі заманғы 1004 адамның геномдарын сканерледі. Ол үшін геномның таңдап алынған кез келген бөлігінің неандерталдан тарау ықтималдығын бағалайтын арнайы компьютерлік бағдарлама әзірленді.

Зерттеудің нәтижесінде қазіргі заманғы 1004 геномдағы неандертал іздерінің тізілімін жасаудың сәті түсті. Неандертал қосылмалары африкалық емес сапиенстердің геномдарында біркелкі таралмаған болып шықты. Азиялықтар мен еуропалықтардың хромосомаларының кейбір бөліктерінде неандертал үлесі 62-64%-ға жетеді, ал басқаларында мүлде жоқ.

Ең басты жетістік — ғалымдар неандерталдар мен сапиенстердің ұрпақ жаңғырту жағынан ішінара сәйкессіздігін көрсететін нақты жайттарды анықтады. Жан-жағынан алып қарағанда, жолдан қосылған неандерталдық ген материалының көп бөлігі сапиенстер үшін пайдалы емес, зиянды болып шықты. Тегі бөтен ген сапиенстердің гендік болмысына сәйкес келмеді де, аралас ұрпақтың бейімделу қабілетін төмендетті, яғни көктеректен апельсин шықпайды. Кейінгі дәуірлердегі табиғи іріктеу осы сырттан келген сәтсіз материалды біртіндеп жойып тастап отырды. Ғалымдардың есебі бойынша, жыныстық араласудан кейін дереу африкалық емес сапиенстердегі неандертал геннің үлесі 3%–6%-ды құрады. Осы кезге қарай оның табиғи іріктеп тазартудың әсерінен шамамен 2%-ға дейін азайғаны біздің есімізде.

Бұл іс жүзінде қалай байқалады? Біріншіден, қазіргі еуропалықтарда, азиялықтарда және байырғы америкалықтарда сақталған неандертал үзіктерінің үлесі геномның ең керексіз жерлерінде, яғни ең аз жұмыс істейтін ген топтары мен реттегіш тізбектер бар жерлерінде барынша көп болып шықты. Керісінше, геномның ең маңызды бөліктерінде неандертал қосылмалар барынша аз болды.

Кейбiр бөліктерден неандерталдардан алынған қосылмалар эволюциялық iрiктеу барысында түгелдей аласталды. Ең әуелі бұл — біздің сөйлеу қабілетімізге қатысты. Қазіргі заманғы адамдарда неандертал қосылмалары мүлдем жоқ, осындай тазартылған бөліктердің біріне FOXP2 гені жатады. Оған зақым келсе, бұл сөйлеу проблемаларына әкеледі.

FOXP2 гені кодтайтын нәруыз неандерталдарда біздегімен бірдей болды (шимпанзелер мен басқа маймылдардағы сияқты емес). Ал бірақ сапиенстердегі бұл геннің реттеуші аумағында неандерталдарда болмаған мутация орнығып қалған. Табиғи іріктеу барысында африкалық емес сапиенстердің геномының осы бөлігінен неандертал аллелдерінің барынша мұқият аласталғанына қарағанда, бұл жайт маңызды бір нәрсеге әсер еткен. Неандерталдар сөйлей алатын. Бірақ олардың сөйлеу мәнері (немесе не айтқаны) сапиенстердің сұлулық туралы ұғымдарымен нашар үйлескен сияқты. Олар, сірә, түсініксіз бір нәрселерді мұрнының астынан міңгірлеген шығар.

Екіншіден, Х-хромосомада неандерталдардан алынған аллелдердің мөлшері жыныстық емес хромосомалардағыға (аутосомалар) қарағанда әлдеқайда аз болып шықты. Бұл сапиенс пен неандерталдан туған еркектердің таза қанды бәсекелестерімен салыстырғанда өміршең ұрпағын орташа алғанда азырақ қалдырғанын білдіретін болса керек. Ғалымдар мұндай дарақтардың шәует шығаруының нашар болғанын анықтады. Оның есесіне табиғи іріктеу кейіннен шәует шығаруға теріс әсер ететін неандерталдық қосылмаларды сапиенстерден құртып жіберді.

Бұл нәтиже тіпті өте ертеде аралары айырылып кеткен қазіргі заманғы адам популяцияларының, мысалы, еуропалықтар мен қара африкалықтардың арасында қандай да бір генетикалық сәйкессіздік нышандарының мүлде жоқ екеніне түгелдей қарама-қайшы болып шығады. Дегенмен де неандерталдармен және денистіктермен біздің ұқсастығымыз марстықтар мен пандоралықтардікі сияқты. Әрине, махаббат адам талғамайды, сондықтан ежелгі адамдарды түсінуге болады, бірақ бұл сүйіспешіліктің салдары табиғатқа мүлдем ұнамаған сияқты.

Неандерталдар мен денистіктердің геномдарын зерттеп және оларды біздікімен салыстыра отырып, біз олардың неліктен жойылып кеткенін, ал өзіміздің неге әлі осында екенімізді күндердің күнінде түсінеміз. Алайда бұл түрлердің жүз мыңдаған жылдар бойы дамығанын және тәп-тәуір тіршілік еткенін есте ұстау керек. Біздің бүкіл өркениетіміз — олардың тарихымен салыстырғанда қас-қағым сәт қана. Олар осындай жағдайларға бейімделіп, өздеріне дейін ешқандай приматтың ойлауға да батылы жетпеген климаттық аймақтарда қоныстанды. Демек олардың биологиясында Еуразияның ауа райы құбылмалы, жер бедері алуан түрлі байтақ кеңістігіндегі тіршілікке бейімделуге мүмкіндік берген әлдебір күшті жақтары болған. Сондықтан денистіктермен және неандерталдармен жыныстық араласу нәтижесінде олардың генетикалық материалдарының бір бөлігін алған сапиенстерге олардың қандай да бір бейімделгіш сипаттары да берілген болуы мүмкін. Денистіктер мен неандерталдардың бейімделу бойынша қалдырған мұрасын іздеу — зерттеу үшін аса тартымды тақырып. Сондықтан да ондай зерттеулер неандерталдар мен денистіктердің бастапқы ядролық геномдары жарияланған бетте бірден басталды.

Мысалы, 2011 жылы вирустық жұқпаларға, сондай-ақ өз ағзасының азғындаған жасушаларына қарсы күрес үшін жауап беретін ген нұсқаларына қатысты зерттеу жүргізілді. Ғылымда адамның осы «ӘШҚ құралдары» негізгі гистологиялық сыйысымдылық кешені (НГСГ) деп аталады. Адам ағзасын вирустан қорғау үшін I класты үш НГСК гені жауап береді, олар HLA-A, HLA-B және HLA-C деп аталады да, барлығы бірге, бірыңғай кластерде, алтыншы хромосомада орналасады. I класты НГСК ген нұсқалары аса көп пішінді болып келеді, яғни долбарлап айтсақ, олардың әрқайсысы генетикалық қорда жүздеген нұсқалар (аллелдер) түрінде болады. Бұл — біздің ағзамызды үнемі шабуылдап жүретін алуан түрлі вирустарға қарсы табиғаттың жауабы.

НГСК генінің сан алуандығына жыныстық іріктеудің қолдау көрсеткенін жоққа шығаруға болмайды, себебі көптеген омыртқалы жануарлар серіктестерін НГСК пептидтерінің жиынтығы аса күшті әсер ететін жеке дара иістің негізінде таңдайды және де олар көбінесе өз иісіне ұқсамайтын иіске басымдық береді. Сондықтан ұнатқан адамыңыздың иісі сізге ұнаған кезде, ондай шешімді қабылдаушы тіпті де сіз болмауыңыз мүмкін. Бұл жерде сіздің ұрпағыңыздың көп ауырмауы үшін, сирек кездесетін НГСК аллелдеріне табиғаттың өзі басымдық беріп отыр. Вирустық аурулар індеті жүзеге асыратын іріктеу де дәл сол бағытта — қорғағыш нәруыздардың сан алуандығын арттыру бағытында жұмыс істейді. Вирустар өз құрбандарының қорғағыш нәруыздарының ең кең таралған нұсқаларына бейімделеді, осы қорғанысты жеңу қабілетіне ие болады, сонда сирек кездесетін нұсқалардың иелері артықшылық алады. Былайша айтқанда, мұндай нәруызы бар бақытты жандарды ешқандай пәле жеңе алмайды.

Африкалық емес сапиенстердің генетикалық қорына енген неандертал мен денистік геннің арасындағы әлдебір НГСК аллелдері біздің ата-бабаларымыздың кәдесіне, әсіресе жараған болуы мүмкін. Африкадан шыққан сапиенстердің Еуразияның байырғы тұрғындарына қарағанда жергілікті жұқпаларға нашар бейімделгені шындыққа әбден жанасады. Сондықтан басқалардан алынған мұндай аллелдер олар үшін пайдалы болуы мүмкін.

Осы гипотезаны тексеру үшін ғалымдар HLA-A, HLA-B және HLA-C ген аллелдерінің жиынтығын Денис үңгірінен табылған қыздың және Хорватияда табылған үш неандерталдың ген аллелдерінің қазіргі адамзаттағы сан алуан түрлерімен салыстырды.

Неандерталдар мен денистік қыздан табылған I класты НГСК аллелдерінің барлығы дерлік қазіргі заманғы адамзаттың ген қорында кездеседі және де олардың көпшілігі тек тропиктік Африка мен Оңтүстік Африкадан тыс жерлерде ғана таралған. Бұл біздің ата-бабаларымыз аллелдерді неандерталдар мен денистіктерден алған деген гипотезамен үйлеседі: әйтпесе олардың байырғы африкалықтарда неліктен жоқ екенін түсіндіру қиын.

Денистіктер мен неандерталдардан африкалық емес сапиенстер алған кейбір НГСК аллелдері пайдалы болып шықты да, табиғи іріктеу оларды қолдады. Бұл олардың едәуір жиі кездесетінінен байқалады. Мысалы, басқалардан алынған деп топшыланатын барлық HLA-A аллелдерінің барлық кездесу жиілігі Шығыс Азияның кейбір жерлерінде 60%-дан асады, ал Жаңа Гвинеяның таулы аудандарында 100%-ға жуықтайды. Басқалардан алынған кең таралған аллелдердің бірі (HLA-A * 11 деп аталады) Эпштейн-Барр вирусынан пәрменді түрде қорғайды. Басқа аллелдердің функциялары туралы біз әзірге ештеңе білмейміз.

2014 жылы Берклидегі Калифорния университетінің Эволюциялық геномика орталығында жұмыс істейтін Расмус Нильсен бастаған халықаралық генетиктер командасы қазіргі заманғы адамдардың ата-бабаларының бөтен аллелді сәтімен (іріктеу қолдаған) алуының тағы бір жарқын мысалын зерттеді. Біз бұған дейін Тибеттегі денистік туралы айтқанда осы оқиғаны тілге тиек еткенбіз. Сөз EPAS1 гені туралы болып отыр. Ол адамдардың оттегінің төмен деңгейіне бейімделуіне көмектеседі, қан тамырларындағы қысымды, сондай-ақ жүрек бұлшықетінің дамуы мен жұмысын реттейді.

Зерттеулер қазіргі заманғы тибеттіктерде эритроциттердегі гемоглобин мөлшерін арттыратын осы гендің ерекше аллелдерінің кең тарағанын көрсетті. Бұл орайда эритроциттердің мөлшері бұрынғы көлемде қалады. «Тибеттік» нұсқалардың иелері қандай биіктікте өмір сүрсе де, олардың гемоглобинінің деңгейі жоғары.

Осы «биік таулы» аллелдер басқа халықтарда кездеседі ме? Тибеттерге ең жақын (аумақтық жағынан да, тарихи жағынан да) халық — қытайлар. Сондықтан ғалымдар 40 қытай мен 40 тибеттіктің ДНҚ-сының EPAS1 гені бар бөлігін салыстырды. Нәтижесі — нөл. Доғал тілмен айтсақ, қытайлар Тибетте өздерін нашар сезінетін болады. Сол кезде ғалымдар осы ген туралы деректерді түрлі нәсілдің өкілдері бойынша жиналған әлемдік дерекқордан алды. Бұл жерде де нәтиже қайтадан нөл болды. Бұл ген басқа ешкімде болмай шықты. Әйтсе де табылды және бұл жерде үлкен леп белгісін қою керек болар еді. Анық тибеттік өрнегі бар геном қазіргі заманғы адамға емес, Денис үңгіріндегі сол кішкентай қызға тиесілі екен. Осылайша қазіргі тибеттіктер мен ежелі денистіктердің биік тауда оттегінің жетіспеушілігіне бейімделуі бірдей болған.

Денистік EPAS1 нұсқасының тек тибеттіктерге ғана берілгені неліктен? Есептер көрсеткендей, денистіктер қытайлар мен тибеттіктердің ата-бабаларымен жыныстық қарым-қатынасқа түсіп, аралас ұрпақ қалдырғаны, ол ұрпақтың тармақтарының бірінде бейімделе білуінің арқасында EPAS1 генінің денистік аллелдерінің тарағаны, ал екінші тармағында бұл аллелдер керек болмағандықтан түгелдей жоғалып кеткені туралы сценарий шындыққа көбірек саяды.

«Биік таулы» EPAS1 нұсқаларының денистіктердің өздеріне не үшін керек болғанын бастапқыда түсіну қиын болды. Олар теңіз деңгейінен 700 м биіктікте өмір сүрді. Тибеттен шыққан денистік табылған кезде ғана бұл мәселенің басы ашылды, сонда кейбір денистіктердің шынында да биік тауда тіршілік еткені белгілі болды.

Әрине, неандерталдардың тіршілігі жұтаң, көңілсіз, ал ғұмыры қысқа болды. Естеріңізде болса, оларда сапиенстердегідей музыка да, қызыл көйлек те болмайтын (ұзақ уақыт бойы). Олар сәнді жерлердегі қарбаласты да білмеген. Неандерталдардың саны өте аз болып қала берді. Бәрінің бет-әлпеті бірдей, сөйлеген сөздері де бірдей, барлығы бәрінің көз алдында. Мұндай тірліктен кез келген адам жан күйзелісіне ұшырайды. Бірақ, әрине, мәселе онда емес. Африкамен салыстырғанда Еуразияда күннің жарығы түсетін мезгіл де басқа. Қыста күн қысқа, жазда — ұзағырақ.

Бізге қазіргі еуропалық адамдардың жан күйзелісіне ұшырау қатерін сәл-пәл арттыратын неандерталдық аллелдер белгілі. Бір қызығы, бұл неандерталдық ген нұсқалары функциялары тәуліктік (ғылым бойынша циркадалық) ырғақтармен байланысты геннің белсенділігіне әсер етеді. Бір кездері осы неандерталдық аллелдер сапиенстердің кәдесіне жарады деп пайымдауға болады. Неандерталдардан алынған ген келімсектердің өз «биологиялық сағаттарын» қайта баптауына көмектескен болуы мүмкін. Ал содан кейін, өркениет дамып, электр жарығы пайда болған кезде аңшы-жинаушылардың пайдасына жараған нәрселер жаңа тіршілік жағдайларына жарамай, зиянды болып шыққаны, мысалы, жан күйзелісінің ықтималдығын арттырардай болғаны ықтимал. Бұл ықтималдықтың басқа жайттармен қатар жарықтандыру режиміне және бәлкім, ағзаның оған бейімделе білуіне байланысты екені мәлім ғой.

Одан арғы зерттеулер сапиенстер мен ежелгі еуразиялықтар (неандерталдар мен денистіктер) әртүрлі құрлықтарда бөлек тіршілік еткен кезде, олардың тәуліктік ырғақтардың реттелуімен байланысты генінде, әсіресе көп айырмашылықтардың жиналғанын көрсетті. Сапиенстер биік ендіктегі өңірлерде қоныстана бастаған кезде, оларға биологиялық сағаттарын қайта баптау қажет болды. Бұл мәселеде сапиенстерге жыныс аралық қарым-қатынас нәтижесінде алынған неандерталдық ген көмектесті. Бір қызығы, сапиенстерде табиғи іріктеу қолдаған неандерталдық ген нұсқалары өздерін иеленетін адамның «бозторғай» болу ықтималдығын арттырады. Мүмкін, бұл бозторғайлардың (егер дәлін айтатын болсақ, ерте хронотип иелері) жарық режимінің маусымдық өзгерістеріне оңай бейімделетініне байланысты болуы мүмкін.

2020 жылы коронавирус эпидемиясының өршіп тұрған кезінде, генетиктер адам геномының әртүрлі нуклеотидтер COVID-19 індетінің ауыр түрін жұқтыруға айтарлықтай әсер ететін бөлігін тапты. Үшінші хромосоманың бұл бөлігіне алты ген кіреді және қазіргі заманғы адамдарда оның бірнеше нұсқасы кездеседі, олардың біреуі пандемия кезінде COVID-19 вирусының ауыр түрімен ауруханаға түсу ықтималдығын шамамен 1,6 есе көбейтті. Палеогенетиктер Сванте Пэабо мен Хуго Цеберг осы қатерлі аллелдің неандерталдардан келгенін көрсетті. Қатерлі аллелдің кездесу жиілігі өңірге байланысты қатты өзгеріп отырады. Африка мен Шығыс Азияда ол нөлге жуық, Еуропада — 8%-ды, Оңтүстік Азияда — 30%-ды құрайды. Ең үлкен жиілік Бангладеште байқалды — 38%. Мұндай үлкен айырмашылықты тек түрлі өңірлерде түрліше жүрген өте күшті табиғи іріктеумен ғана түсіндіруге болады. Табиғи іріктеудің басты факторы әлдебір патогендер, яғни ауру қоздырғыштар болды деп пайымдаудың қисыны бар. Бәлкім, жаңа короновирус жұқпасына қарсы тұру қабілетін төмендететін неандерталдық аллел Қытайда басқа коронавирустардан туындаған әлдебір бұрынғы індеттер кезінде теріс іріктеуге ұшыраған шығар, ал Ганг өзенінің атырауында басқа патогендерден қорғауды қамтамасыз еткені үшін оған іріктеу оң әсер еткен шығар.

Қалай болғанда да ежелгі адамдардың өмірі біздің ағзамызда жалғасуда және бәлкім, таяу арада палеогенетика тағы да көптеген қызықты жаңалықтар ашуы мүмкін, бұл біздің тіпті ежелгі адамдарды емес, өзімізді жақсы түсінуімізге мүмкіндік береді.