Генографія - шлях у наше минуле

Микита Максимов

"Ми стоїмо біля краю неосяжного моря. Тисячі різних дорогоцінних або шкідливих речовин - Генів - розчинені в цьому морі ... І це море хвилюється. Нечутними вибухами щохвилини вибухають в них мутації, даючи нам нові цінності або отруюючи це море новими отрутами. Повільно розповзаються дифузійними процесами ці гени, захоплюючи все нові і нові зони. Складними потоками переливаються, змішуючись і крутись, різнобарвні струмені, народжуючи нові комбінації генів, часто не ведені людині ... Ім'я цьому морю - генофонд. Пізнати, зрозуміти і опанувати його схвильованій складному життям - наша благородна задача! "Так написав у 1928 році Олександр Сергійович Серебровський. Гени і історія людства - проблема, яка хвилює вчених і в наші дні.

Поняття Генографія було введено Олександром Сергійовичем Серебровський в 1928 році. Юрій Григорович Ричков був одним із самих талановитих вчених, які працювали в цій області. Його син, Сергій Ричков разом із співробітниками лабораторії Генографія Інституту загальної генетики РАН продовжують його роботи. І головне в них - за допомогою особливих математичних методів перевести дані про аналіз ДНК на географічну основу. Тобто показати, яким чином за сучасною генетичної карті людства можна прочитати сюжети з його історії. Публикуемая нижче стаття заснована на бесідах з кандидатом біологічних наук, завідувачем лабораторії Генографія Інституту загальної генетики РАН Сергієм Юрійовичем Ричкова.

"Географія по відношенню до людини є не що інше, як Історія в просторі, подібно до того як Історія є географією в часі ".

Елізе Реклю

"Генографія" позначає нову наукову область на перетині проблем генетики, географії, еволюції і історії.

В центрі перетину - ген. Ген - елементарна молекулярна структура, здатна відтворюватися в необмеженій кількості поколінь, чим вона і забезпечує собі вічність, перед якою саме історичний час виявляється миттю. Виникнувши на зорі життя і передаючись від людини до людини, від народу до народу, поширюючись по країнах і континентах, разом з їхніми носіями зазнаючи численні зміни у структурі та чисельності, гени дійшли до нас з глибин часу як головний свідок що відбувся минулого людини і запорука його майбутнього майбутнього.

Людські гени відкриваються досліднику в результаті трудомістких лабораторних експериментів, до яких додаються труднощі масового визначення різноманітних генів у різних територіальних і етнічних групах населення. Накопичений великий матеріал з генетики народонаселення дає можливість побачити не тільки картини мінливості окремих етнічних груп, але і процеси, що відбувалися в генофонд, під впливом яких сформувалася спостережувана сьогодні картина. Використовуючи різні методи, можна спуститися на будь-який рівень за шкалою часу і побачити сліди стародавніх процесів, викарбувані у генофонд сучасного населення. Генофонд народонаселення як простір всіх генів, всіх людей є змістовним інформаційним полем: воно несе інформацію про всі події, які виявилися значимими в рамках історичного процесу.

Використовувані сьогодні методи вивчення генофонду - результат багаторічної роботи, що проводиться колективом під керівництвом доктора біологічних наук, професора Ю.Г. Ричкова. Ним розроблені основні принципи картування і проведена велика робота з вивчення генофонду народонаселення Північної Євразії. Результати цієї роботи, викладені в п'ятитомної серії "Генографія народонаселення Північної Євразії ", виходять зараз у видавництві" Наука ". Цим дослідженням охоплені дані про сотні генів, досліджених в тисячах популяцій людини з усією території Євразії і, зокрема, колишнього СРСР. Зрозуміло, що проаналізувати такі обсяги вихідних даних можливе тільки з використанням сучасних комп'ютерних технологій. Створений колективом лабораторії під керівництвом Ю.Г. Ричкова програмний комплекс картування та аналізу карт чисельних ознак у сукупності з банками даних про генетичного поліморфізму є тим самим інструментом, за допомогою якого ведеться вивчення процесів, протікаючих і що протікають в генофонд сучасного народонаселення.

Проведені дослідження показали, що генофонд населення колишнього СРСР завдяки унікальному положенню - на стику Європи і Азії - володіє генетичним розмаїттям, яке можна порівняти із загальносвітовим рівнем. Провідним чинником такого різноманіття є етнос. Саме етнічне розмаїття - різноманітність племен і народів, що виникали в межах колишнього СРСР протягом усіх минулих тисячоліть, - і стало причиною, що спостерігається зараз рівня генетичного різноманіття.

В процесі своєї еволюції під впливом ряду процесів популяції прагнуть генетично відокремитися від інших, придбати свою генетичну індивідуальність. Однак треба зауважити, що людина як біологічний вид еволюційно молодий і жодна його популяція не мала запасу часу, щоб повністю відокремитися від інших, з огляду на які протидіють цьому суспільні процеси, що штовхають популяції до взаємодії, а тим самим і до обміну генами і як наслідок цього - до придбання загальних генетичних рис.

Як вже зазначалося вище, тотальний генофонд зберігає в собі сліди всіх коли-небудь проходили в ньому процесів. Так, наприклад, відомо, що в Західній Європі переважає ген А системи АВО груп крові людини, а у Південній та Східній Азії ген А і ген В представлені приблизно однаково, на 20 відсотків. Але чи багато хто знає, що це викликано історичними подіями - що тривав багато століть в Європі епідеміями віспи (проти якої група з геном А більш стійка) і чуми в Азії (проти чуми більш стійка група з геном В).

В епоху великого переселення народів переміщення великої кількості людей центральноазіатського і южносібірского походження призвело до широкого переносу генів з азіатського генофонду в генофонд населення Європи. Наслідки цих міграційних процесів давнини до сих пір відображені в сьогоднішній географії поширення генів в Європі. Ось один лише приклад тих давніх подій - відомі факти резус-несумісності матері і плода, конфлікту генетичної природи. Домінантний ген резус-системи, цілком ймовірно, так широко поширився в Європі саме завдяки вторгнення прибульців з Азії, де населення майже однорідне з цього гену. У той же час у басків, осколків найдавнішого населення Європи, спостерігається майже повна однорідність по рецесивним гену резус-системи.

Картина розподілу факторів резус-плюс і резус-мінус відображена на спеціальних картах. Кілька слів про методику побудови таких карт.

Що може впливати на частоти генів? Один з найбільш потужних факторів зміни розподілу частот ознак - міграції. Інші фактори - змішання етносів, вплив природного середовища і т. д.

Основою служить карта географічного поширення окремого ознаки, частота якого в популяції може бути виражена чисельно.

Для побудови узагальненої карти використовується вся сукупність карт окремих ознак (100 - 200), і для них обчислюється загальний напрям зміни частот генів або їх варіантів. Результатом такого аналізу є ряд карт, де першим карта показує загальну для більшості карт напрям зміни ознаки (перша головна компонента), то є слід якогось фактора, що зробив найбільшу вплив на формування спостерігається картини, другий - слід другого чинника і так далі. Самі фактори за умовою аналізу не відомі.        

  

На карті представлено розподіл першого головного   фактора. Цей фактор в лабораторії Генографія традиційно трактується як культурний   - Відображає процес взаємодії культур між монголоїдів і європеоїдам   в першу чергу, але і різних культур всередині тієї або іншої раси.     

На перший карті представлено розподіл першого головного чинника. Цей фактор у лабораторії Генографія традиційно трактується як культурний - відображає процес взаємодії культур між монголоїдів і європеоїдам в першу чергу, але і різних культур всередині тієї або іншої раси.

Уважно глянувши на цю карту, можна виявити разючі речі. По-перше, Сибір. Чотири ядра, добре що відповідають, на думку вчених, ядер формування вторинних монголоїдні рас. Однак треба врахувати, що так як чинник, що відбитий на головних компонентах, нам не відомий, то це тільки припущення, правда, що має цілком певний ступінь достовірності.

По-друге, Балкани. Тут ми бачимо згущення ознак, характерних для європеоїдної геному. Фактор, під впливом якого знаходиться 25 відсотків ознак, має найбільшу силу впливу в цьому регіоні. Вчені не вважають, що взагалі коректно говорити про якесь центрі формування європеоїдної генофонду, але те, що Балкани відіграли значну роль у цьому процесі, безсумнівно. Особлива роль Балканського вузла в історії Європи, як свідчить Генографія, визначалася тисячоліття тому і визначила собою історичну географію обох європейських генофондів - східного і західного.

Ну і вражаюча зустріч двох культур на Уралі.

Різні генофонду (у рамках генофонду Євразії) на захід і на схід від Уралу в першу чергу обумовлені тим, що на захід і на схід від Уралу мешкають різні раси -- європеоїди і монголоїди.

А генофонд корінного населення великого району між Волгою і Обью має зовсім іншу долю. Він являє проміжні риси, що склалися в ході тисячолітнього обміну генетичним матеріалом між європейською та азіатською частинами стародавнього населення. Відмінностей між монголоїдів і європеоїдам багато, і вони значною мірою вивчені фахівцями з різних областей наук, а найбільший інтерес представляє населення самого Уралу як населення, що знаходиться на стику різних рас.

В лабораторії Генографія вивчається поширення генів у сучасних людей, а також ДНК із мітохондрій, що виділена з кісткових рештків стародавніх людей. Надійні результати можна отримати до глибини в десять тисяч років.

Який рівень точності аналізу стародавньої мітохондріальної ДНК? Наприклад, чи можна розрізнити людей різних рас, маючи ланцюжка їхню нуклеотидів? Цього зробити не можна. Одні і ті ж маркери будуть зустрінуті, наприклад, і у європеоїдів, і негроїдів, хоча і з різною частотою. Ми можемо з деякою часткою ймовірності стверджувати, що якщо популяція володіє семідесятіпроцентной частотою маркера Х і десятивідсотковою Y, вона швидше за все монголоїдна. А от якщо навпаки, то вона швидше за все європеоїдна.

Виникає питання: можливо, справа в малій кількості маркерів? Відмінностей, звичайно, можна було б знайти більше. Однак є небезпека піти від популяції, втратити її генетичне особа і спуститися на рівень індивідуальних розходжень, де кожна людина неповторний. У цьому випадку проблема пошуку відмінностей так і не буде вирішена, оскільки поняття "популяція" на цьому рівні не існує.        

  

На цій карті представлені зміни генофонду різних   популяцій під впливом природного середовища.     

Але я хотів би продемонструвати вам і друга карту. Вона показує вплив природи, хвороб на розподіл генів. І якщо вплив фактора, показаного на першій карті, поширювалося з заходу на схід, то другий вже має широтне напрямок.

Природа впливає на людину через його стійкість до захворювань. Одні хвороби характерні для одних природних зон і умов, інші для інших. Живучи у цих зонах, людина пристосовується до їх умов, виробляє захисні механізми. При зміні умов найбільш пристосовані до колишніх умов люди помруть, а з тих, хто був не в достатній мірі пристосований до колишніх умовами, природа відбере тих, хто краще пристосований до нових, адже недостатня пристосованість до існуючих умов означає кращу пристосованість до інших. Тому природна зональність по осі "південь - північ" відображена в генофонд як результат постійно поточного процесу Пристосування.

Проникнення вглиб історії дозволило генетикам створити свого роду генохронологію і зробити деякі висновки, важливі для історії і антропології. В даний час вони, використовуючи комплекс описаних вище методів, зробили висновок про те, що населення Східного Сибіру підійшло до епохи неоліту, будучи диференційованим на два великі спільності, що поклали початок арктичної і континентальної групам сибірських монголоїдів, а формування що спостерігається сьогодні етнічної структури почалося в пізньому неоліті.

Генохронологія працює паралельно з радіовуглецевим методом. Однак радіовуглецевий метод нічого не говорить про те, що пізніше сталося з людьми, які залишили стоянки, з яких були взяті вугілля для аналізу. А генетичний метод говорить: ті люди вижили і залишили потомство, адже більшість їх генів дійшла до нашого сьогодення.

І ще приклад з більш близької області - історії східних слов'ян. Питання: чи може історичний процес мати чітке географічне відображення в просторі? У разі зі східними слов'янами - так.        

  

Геногеографіческая "карта вітрів", яка демонструє,   як тиск генів із заходу та півдня приводило до їхнього просування на схід і північний схід.     

Побудовані під керівництвом Ю.Г. Ричкова геногеографіческіе карти показують, як слов'янське населення в IX-XI століттях зміщується на схід і північний схід і одночасно змістилася межа, що відокремлює їх від інших народів. Це дуже добре видно на геногеографіческой "Карті вітрів", яка демонструє, як тиск генів із заходу та півдня приводило до їхнього просування на схід і північний схід.

В внаслідок подій, що відбувалися протягом трьох століть, утворилася смуга, що йде з півночі на південь. Смуга ця завширшки займає простір приблизно від Новгорода до Костроми, а в довжину - від Новгорода до Орла і Курська. Саме в цій смузі знаходяться райони, де найбільш виражені особливості антропологічного типу росіян в сучасному населенні.

Завершуючи свої роздуми, хотів би звернути увагу читача на одну обставину. Мова піде про явища, показаних на тих же двох картах. Одна тенденція розподілу генів діє по осі "захід - схід". Безліч аргументів свідчить про те, що джерелом цієї тенденції є суспільно-історична середа: великі і малі переселення, що розтягнулися на століття міграції, поступове просочування в чужорідну середу. Як стверджують історики культури, це - головна географічна особливість історичного процесу в межах нашої країни. У загальному вигляді, нагадаю, вона показана на першій картці.

Друга тенденція діє по осі "південь - північ". Вона відображає процес пристосування популяцій до умов проживання в міру їх поступового просування на північ протягом століть. Вона свідчить, що генофонд людини (як і сама людина) підпорядковується у своєму розвитку тим же природним закономірностям, яким підпорядковані всі форми життя в географічному просторі. Втім, і на другий карті історичні процеси, поза сумнівом, присутні, так як пристосування до нових умов в процесі міграції - процес не тільки генетико-біохімік-фізіологічний, а й історичний, і культурний.

Генографія надалі, безумовно, зможе збільшити свій внесок у знання і розуміння різних історичних обставин і фрагментів етнічної історії.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://wsyachina.narod.ru/