Когда человек оделся: как культура меняет гены

На генетическое разнообразие влияют разные факторы: одни его создают (мутации), другие поддерживают или снижают его уровень в популяциях (миграция, дрейф генов и естественный отбор). Но у человека есть особенность, которая выделяет нас среди других видов, — огромное культурное разнообразие. Культура, как и гены, передается из поколения в поколение, и именно она часто становится ключом к выживанию.

Вопрос о связи генов и культуры возник давно — ученые говорят о совместной эволюции этих двух начал. Но с ростом наших знаний о геноме появляется новый вопрос: как культурные различия соотносятся с биологическими, и что генетика может рассказать об этом? Иными словами — как культура влияет на нашу биологическую эволюцию?

Образ жизни — важная часть культурной идентичности любой группы людей. Сегодня известно, что некоторые культурные особенности нашего вида, например язык, религия или общественное устройство (вспомним кастовую систему в Индии), ограничивают генетический обмен между популяциями и усиливают их различия.

Язык — пожалуй, самый показательный пример. Чтобы договориться, нужно добиться понимания: жить вместе с тем, кто не говорит на твоем языке, непросто. Исторически люди, говорящие на одном языке, чаще вступали в брак и заводили детей, чем те, кто говорил на разных.

Эту мысль развивал Лука Кавалли-Сфорца в 1990-е. Он построил филогенетические деревья на основе языкового сходства и сравнил их с деревьями, построенными на основе генетических данных. Результат поражал: деревья совпадали почти идеально.

Иными словами, люди, говорящие на одном языке, генетически ближе друг к другу, чем те, кто говорит на разных. Это яркий пример того, как культурная черта влияет на распределение генетического разнообразия.

Но влияние культуры не ограничивается языком. Люди создали новые «экологические ниши» благодаря таким изменениям, как появление земледелия и демографический рост. Культурные нововведения изменили направление естественного отбора: некоторые генетические варианты стали выгодными для адаптации к созданной человеком среде.

Классический пример — способность усваивать молоко во взрослом возрасте. В скотоводческих популяциях молоко стало важным источником пищи, и генетический вариант, позволяющий его переваривать, оказался выгодным. Культурный навык буквально увеличил частоту этого варианта в популяции.

Рассмотрим несколько примеров, чтобы понять, как культура и биология взаимодействуют в эволюции генов, в том числе в контексте болезней человека.

Еще один пример влияния культурных обычаев на генетическое разнообразие связан с различиями в миграциях мужчин и женщин. Многочисленные исследования, начиная с конца 1990-х, показали: если сравнить популяции, живущие на одинаковом расстоянии друг от друга, они демонстрируют больше различий в Y-хромосоме, чем в митохондриальной ДНК.

Эти наблюдения указывают на более частые миграции женщин по сравнению с мужчинами. Митохондриальная ДНК, которая передается по материнской линии, оказывается более однородной, а Y-хромосомы — более разнообразными.

Конечно, известны случаи крупных мужских миграций — например, завоевания Чингисхана или трансатлантическая работорговля. Но данные генетики сходятся на том, что исторически женщины были более «мобильны».

Причина — в социальных нормах места жительства. Чаще всего встречается патрилокальность: примерно в 80% случаев пара после брака остается жить в селении мужа. Это объясняет, почему генетические различия у мужчин выражены сильнее: женщины «перемешивают» гены между популяциями, а мужчины остаются на месте.

Эту гипотезу проверил Марк Стоункинг в 2001 году, сравнив генетическую историю по отцовской и материнской линии в группах с патрилокальностью и матрилокальностью. Матрилокальность — редкий обычай: мужчина переезжает в селение жены, и он встречается менее чем в 20% сообществ. Но на севере Таиланда есть места, где практикуются обе нормы.

Результат полностью совпал с ожиданиями: в матрилокальных группах больше различий в митохондриальной ДНК, а в патрилокальных — в Y-хромосоме.

Так что на уровне нашего вида женщины действительно были более «непоседливыми». Именно поэтому популяции в целом больше похожи по митохондриальной ДНК, чем по Y-хромосоме. Эти исследования, как и другие в разных регионах мира, показывают, как культурный выбор общественного устройства влияет на распределение генетического разнообразия.

Социальные нормы брачных союзов также определяют общественное устройство и генетическое разнообразие. Моногамные общества составляют около 17%, разные формы полигинии (многоженства) — от 30 до 80%, а полиандрия (многомужество) встречается крайне редко — менее 1%.

В обществах с полигинией у детей больше сходства по Y-хромосоме, чем по митохондриальной ДНК. Представьте: мужчина женат на десяти женщинах, и у каждой по пятеро сыновей. Все пятьдесят сыновей унаследуют одну и ту же Y-хромосому от отца, но у них будет десять разных версий митохондриальной ДНК — от каждой матери.

Но это не все культурные факторы. Есть и другие параметры общественного устройства, влияющие на генетическое разнообразие. Один из них — социальная норма филиации. Филиация — это передача родства, она определяет, «кому мы принадлежим». В западных обществах это передача фамилии, а в традиционных — клан или племя.

Существует три основных типа филиации: патрилинейная (родство по отцу, около 45% обществ), матрилинейная (по матери, 12%) и когнатская (по обоим родителям, 39%). В большинстве западных обществ, например в Европе, превалирует когнатская филиация — мы «принадлежим» обеим семьям.

Влияет ли филиация на генетическое разнообразие? В 2004 году Рафаэль Ше провела исследование в Центральной Азии, где популяции организованы в роды, кланы и племена по патрилинейному принципу. По устной традиции, члены одной группы происходят от общего предка по отцовской линии.

Ученые спросили: имеют ли эти группы биологические основы или это чисто социальное деление? Гипотеза предполагала, что индивиды из одной социальной группы должны быть генетически ближе, чем случайные люди. Генетическое родство измерялось по Y-хромосоме.

Результаты удивили: индивиды из одного рода или клана действительно генетически похожи, но члены одного племени — не больше, чем случайные люди из популяции. Это значит, что роды и кланы имеют реальную генетическую основу, а племена — социальное объединение кланов разного происхождения. Общий предок племени, вероятно, легендарный, а не биологический, и его роль — укрепить сплоченность группы.

Кастовая система, существовавшая в Индии до недавнего времени, — еще один пример того, как культура влияет на генетическое разнообразие. Касты делят общество на иерархические группы, принадлежность к которым наследуется. Часто эти группы эндогамны — браки внутри касты поощряются, а вот союзы между кастами были ограничены.

Мужчины могли жениться на женщинах из низшей касты, но обратный брак был немыслим. Так, как и в случае с патрилокальностью, женщины оказывались более мобильными: они чаще меняли касту. Это должно было отразиться на распределении генетического разнообразия по Y-хромосоме и митохондриальной ДНК.

Исследование Майкла Бэмшеда и Линн Джорд из университета Юты в 1998 году подтвердило это. Различия между кастами по Y-хромосоме оказались в десять раз выше, чем по митохондриальной ДНК. Мужчины, оставаясь в своей касте, накапливали различия, а женщины, переходя из касты в касту, «перемешивали» гены.

Эти результаты — наглядная иллюстрация того, как культурные обычаи формируют генетическую изменчивость.

Если культура влияет на гены, то можно сделать и обратное: использовать генетическое разнообразие, чтобы восстановить культурные обычаи по следам, оставленным в геноме. Оригинальный пример такого подхода — исследование того, когда человек начал носить одежду.

Команда Марка Стоункинга решила эту задачу с помощью… вшей! Вошь — постоянный спутник человека. Известны две разновидности: головная вошь (Pediculus humanus capitis) и платяная, или нательная, вошь (Pediculus humanus corporis). Они различаются средой обитания: головная живет на волосах, а платяная — в складках одежды.

Стоункинг предположил, что это различие появилось, когда люди начали постоянно носить одежду — событие, которое не имеет прямых археологических доказательств. Сравнив генетическое разнообразие головной и платяной вши, исследователи определили, что их расхождение произошло минимум 100 000 лет назад в Африке.

Этот результат говорит о том, что современный человек начал использовать первые предметы одежды в Африке в эпоху среднего-позднего плейстоцена. Гениальное применение генетики для проникновения в историю культур!

Культурный навык, оставивший самый заметный след в истории человечества, — переход от охоты и собирательства к земледелию и скотоводству, так называемая неолитическая революция. Он начался около 10 000 лет назад одновременно в разных регионах мира.

Переход к оседлому образу жизни привел к росту плотности населения, изменению окружающей среды, питания и патогенов. Например, по одной из гипотез, развитие земледелия и одомашнивание животных способствовали передаче некоторых инфекционных заболеваний и распространению новых зоонозов — болезней, возбудители которых передаются от животных к человеку.

Уже в 1990-е годы возник важный вопрос: как земледелие, появившееся в разных регионах, распространилось по континентам? Ученые предложили две противоположные модели. Первая — культурная диффузия: перемещались технологии, а не люди. Первые земледельцы обучали охотников-собирателей, но популяции оставались на месте, без заметного скрещивания.

Вторая — демическая диффузия: земледелие распространялось благодаря миграциям земледельческих народов, которые передавали и техники, и гены через скрещивание. Генетика помогла выбрать верную гипотезу: данные исследований однозначно свидетельствовали в пользу демической диффузии.

В Европе земледельцы с Ближнего Востока оставили заметные генетические следы, в Африке — носители языков банту. Анализ генома подтвердил: распространение земледелия — это не просто передача культурных навыков, а миграции и гибридизация.

Кроме того, генетические исследования показали, что переход к земледелию вызвал генетическую адаптацию к новым условиям. Например, исследование лаборатории автора, проведенное в 2016 году, сосредоточилось на сигнатурах естественного отбора в около 1500 генов врожденного иммунитета в популяциях Африки, Европы и Азии. Ученые идентифицировали 57 генов с сильными сигналами положительного отбора как минимум в одной из трех больших популяций.

Любопытно, что большинство эпизодов отбора произошли 6000–13 000 лет назад — в период, когда многие популяции осваивали земледелие. Скотоводство, например, подразумевает жизнь бок о бок с животными и постоянный контакт с биологическими отходами, что создавало новые условия для патогенов. Результаты показывают: эти изменения привели к генетической адаптации организма-хозяина к возбудителям болезней.

_{Отрывок из книги Луиса Кинтана-Мурси «Люди. По следам наших миграций, приспособлений и поисков компромиссов». М.: Издательство Бомбора (Эксмо), 2024.}