Поиск
x
Журнал №190, июль 2019
Журнал №70, июнь–август 2019
Это новый сайт National Geographic Россия. Пока мы работаем в режиме бета-тестирования.
Если у вас возникли сложности при работе с сайтом, напишите нам: new-ng@yasno.media
Путешествия

Непоседливые гены

Текст: Дэвид Доббс
21 января 2013
/upload/iblock/c43/c43b2a40449b10afe4d2920a4d6008a7.jpg
Африка. Защитник природы Майкл Фэй ведет экспедицию через Треугольник Гуалуго в Центральной Африке. Для него стремление исследовать дикую природу неотделимо от желания ее спасти. Его поход в 2002 году на 3,2 тысячи километ-ров увенчался созданием в Габоне 13 национальных парков.
Фото: Майкл Николс, из архива National Geographic
/upload/iblock/292/2920e87b835a80538501a482786d5811.jpg
Южная Америка. Гранитные шпили в чилийском национальном парке Торрес-дель-Пайне выглядели ничуть не менее устрашающе, когда около 12 тысяч лет назад до Патагонии впервые добрались люди. Это был самый отдаленный уголок, куда докатилась волна миграции из Африки. Та же неутолимая жажда новизны, которая гнала наших предков на край света, не дает покоя современному поколению исследователей.
Фото: Мария Стенцел, из архива National Geographic
Всех нас томит желание узнать, что скрывается где-то там за горами, за долами, за морями-океанами – и дальше, за пределами нашей планеты. Тяга к неизвестному – необычное свойство человека и вечный двигатель успеха.
Зимой 1769 года, в начале своего первого кругосветного путешествия английский капитан Джеймс Кук получил от таитянского жреца Тупиа удивительный подарок – карту, на которую были нанесены все главные острова южной части Тихого океана. Для европейцев такая карта была в диковинку. Согласно одним источникам, Тупиа сам все зарисовал; по другим – лишь описал на словах. Ни один европеец до Кука не мог похвастаться тем, что обладает столь подробным «путеводителем» по тихоокеанской акватории в 5 тысяч километров – от Маркизских островов до Фиджи. Некоторые из них Кук к тому времени уже успел повидать, но на многие другие нога европейца еще не ступала. Тупиа взошел на борт корабля Endeavour («Попытка») и отправился в плавание вместе с Куком. Вскоре он потряс команду тем, что без помощи компаса, карты, часов или секстанта вывел европейцев к неизвестному острову в 500 километрах к югу от Таити. В последующие недели таитянин указывал путь от одного архипелага к другому и, к изумлению моряков, в любое время суток и в любую погоду мог уверенно ткнуть пальцем в сторону родного острова.
Нас манит неизвестность – мы раздвигаем горизонты, чтобы просто узнать, что за ними скрывается.
Из всех европейских исследователей только Кук сумел понять, откуда у Тупиа навыки в искусстве навигации. Туземцы, разбросанные по югу Тихого океана, были единым народом, который давным-давно, чуть ли не до того, как Британия стала Британией, то есть до прихода римлян, исследовали и заселяли здешние острова. В те времена, не имея навигационных инструментов, без которых уже не мог обойтись Кук, они составили карту всех известных им вод и земель – и сохранили ее в преданиях. Минет еще два столетия, и за изучение великих переселений народов возьмутся генетики. Они соберут образцы ДНК по тихоокеанским островам и, сравнив их, докажут, что Кук был прав. Предки Тупиа принялись осваивать Тихий океан за 2,3 тысячи лет до его рождения. Отправившись в невероятное путешествие по морям, они влились в общее движение народов на Восток, импульс которого был задан в Африке еще на 50–70 тысяч лет раньше. Между тем Кук, сам того не ведая, тоже «плыл в общем потоке», но только на Запад, продолжая путь собственных предков, которые покинули Африку примерно в то же время, что и прародители таитянина. Встретившись, Кук и Тупиа замкнули круг, и путешествие, начатое их далекими предками, подошло к концу. Десять лет спустя Джеймс Кук погиб в ожесточенной схватке с гавайцами. С его смертью окончилась славная эпоха, которую историки именуют эпохой Великих географических открытий. Но не перевелись на белом свете первопроходцы и первооткрыватели. Мы по-прежнему одержимы страстью стирать белые пятна с карты. Нас, словно магнит, притягивают полюса планеты, самые высокие горы и самые глубокие океаны. Мы мечтаем проникнуть во все уголки Земли, а затем – пересесть с обычного корабля на космический и отправиться на просторы Вселенной. В августе 2012 года на поверхность Марса совершил посадку аппарат Curiosity («Любопытство»), созданный учеными НАСА, и теперь весь мир, затаив дыхание, следит за его почти ежедневными открытиями на Красной планете. Тем временем США, объединившись с другими странами, при содействии частных компаний, готовятся отправить на Марс людей. На наших глазах сказка становится былью, и кое-кто уже поговаривает о том, чтобы запустить космический аппарат к ближайшей звезде. Полета на Марс ждет не дождется и Майкл Барратт из НАСА – врач, дайвер и пилот реактивного самолета; вот уже 40 лет моряк и 12 – астронавт (первый полет в космос он совершил на борту «Союз ТМА-14»). Майкл гордится, что принял эстафету у Кука и Тупиа – и пошел по их пути дальше. «Мы делаем то же, что и наши предшественники, – говорит он. – Так происходит на каждом этапе истории человечества. Перед обществом встает новая задача, и, чтобы ее решить, приходится учиться хранить и перевозить пищу, строить корабли или запускать ракеты. А там уж непременно отыщутся горячие головы, которым намекни только на возможность оказаться там, где не ступала нога человека, – они тут же ракету оседлают». Ген шила в известном месте. Конечно, не все жаждут полететь в космос или, подняв паруса, отправиться по бескрайним морям. Есть и такие, кто ни на что на свете не променяет тепло домашнего очага. Но все же у каждого в душе горит – или хотя бы мерцает – искра любопытства. Даже сидя дома, мы не остаемся в стороне от событий – снаряжаем в путь других и с нетерпением ждем их возвращения. Да, мы надеемся найти «где-то там» золотые горы, но больше нас все-таки манит сама неизвестность – мы раздвигаем горизонты, чтобы просто узнать, что за ними скрывается. «Ни одно другое млекопитающее не перемещается так много, как мы, – рассказывает Сванте Пээбо, возглавляющий Институт эволюционной антропологии имени Макса Планка в Лейпциге, где методами молекулярной биологии изучают происхождение человека. – Мы осваиваем новые территории, даже если нам хватает ресурсов. Древним видам людей это было несвойственно. Неандертальцы просуществовали сотни тысяч лет, но так и не расселились по земному шару. Мы же за каких-нибудь 50 тысяч лет заполонили всю планету. Это просто какое-то безумие! Когда садишься на корабль и отправляешься в плавание по океану, как знать, что тебя там ждет? А теперь нас уже и на Марс занесло. Почему же нам не сидится на месте?»
Если жажда новых открытий – врожденный инстинкт человека, возможно, ее истоки кроются в наших генах.
И правда, почему? Пээбо и другие ученые, которые задаются этим вопросом, – сами первопроходцы. Они знают: в любой момент может случиться так, что им придется отступить и начать все заново. Любая гипотеза о том, откуда взялась наша страсть к исследованиям, в недалеком будущем может оказаться опровергнутой, когда молодые научные направления, такие как нейропсихология развития, – выведут на новые пути к познанию. Но те, кто изучает поведение человека, готовы рисковать, лишь бы отыскать ключ к разгадке тайны. Что гнало наших предков из теплой Африки, а нас – на Луну и к звездам? Если жажда новых открытий – врожденный инстинкт человека, возможно, ее истоки кроются в наших генах. И в самом деле, в спорах на эту тему часто упоминается особая структурная вариация гена DRD4. Данный ген регулирует выработку дофамина – белка, который вызывает чувство удовлетворения и потому играет важную роль в процессе обучения. Генная вариация DRD4-7R встречается примерно у 20 процентов людей, и именно ее обладатели особенно любознательны и не могут усидеть на месте. Их стихия – движение, перемены и приключения. Ученые изучили поведение животных, имитируя механизм действия 7R, и заметили, что при этом у подопытных растет интерес ко всему новому. В нескольких исследованиях 7R рассматривался в прямой связи с расселением людей. Первое из таких крупных генетических исследований, которым в 1999 году руководил Чэнь Чуаньшэн из Калифорнийского университета (Ирвайн), показало, что в современных кочевых обществах обладателей 7R больше, чем в оседлых. Это подтвердил и более масштабный проект 2011 года, основанный на тщательном статистическом анализе. Кроме того, было установлено, что у народов, чьи предки, покинув Африку, удалились на значительные расстояния, 7R (а также 2R) встречается настолько часто, что простой случайностью его наличие не объяснить. Это не значит, что данные генетические изменения пробудили в наших предках особую тягу к переменам, но можно предположить, что естественный отбор среди кочевников ведет к росту доли носителей вариации 7R. Бардачок с инструментами. 7R называют иногда «геном исследователей и авантюристов». Так ли это? Генетик Кеннет Кидд из Йельского университета, подобно другим скептикам, полагает, что многие исследования, посвященные 7R, грешат ненадежностью методики и неточностью статистики. «Стремление человека исследовать окружающий мир – очень сложное явление. Разве можно сводить все к одному-единственному гену! – смеется Кидд. – В генетике так не бывает». Он предлагает ученым направить свои усилия в несколько иное русло, поскольку гораздо правильнее предположить, что разные группы генов влияют на множество различных черт характера: одни позволяют нам исследовать мир вокруг себя, а другие (в их числе наверняка и 7R) побуждают нас к этому стремиться. Одним словом, важна не только потребность, но и способность к познанию, не только движущая сила, но и «мотор». Чтобы поддаться желанию изведать что-то новое, нам нужны особые системы органов, без которых мы просто-напросто не сдвинемся с места. Мне повезло: выйдя из кабинета Кеннета Кидда и спустившись на этаж, я без труда нашел того, кто изучает такие системы, – генетика Джима Нунана. Его интересуют те гены, под действием которых формируются наши ключевые органы: конечности и мозг. «Я, конечно, необъективен, – признается Джим, когда я допытываюсь у него, что делает нас непоседами. – Но я бы сказал, что способность исследовать окружающий мир возникает у нас благодаря этим двум системам». По мнению Нунана, гены, отвечающие за формирование конечностей и мозга у человека, ничем не отличаются от генов человекообразных обезьян. Конечности и мозг отдельных видов разнятся потому, что их развитие начинается и заканчивается в разное время. В результате человек получает ноги, приспособленные для ходьбы на большие расстояния, необычайно ловкие руки и удивительный мозг, который растет намного медленнее, но вырастает гораздо крупнее, чем мозг любых человекообразных. Эта триада делает нас непохожими на прочих гоминидов. Все это вместе образует набор качеств, которые и пробуждают в человеке исследовательский дух. Мы очень подвижны, у нас умелые руки, которые могут поистине творить чудеса, и, главное, нам дан мозг, а вместе с ним и воображение. Причем одно усиливает другое: творческое мышление помогает преодолевать преграды, что, в свою очередь, еще больше раззадоривает воображение, и оно уносит нас все дальше и дальше. «Представьте, что у вас есть некое орудие, – объясняет Нунан. – Если вы искусно им владеете и у вас богатое воображение, вы начнете думать, как его еще можно использовать». Когда вы станете искать новые способы его применения, на ум придут и новые цели, которых это орудие поможет достичь. Нунан уверен: именно хитроумный механизм познания, заложенный в нас самой природой, спас жизнь ирландскому исследователю Эрнесту Шеклтону, когда в 1916 году его шхуну Endurance («Стойкость») затерло во льдах у острова Мордвинова в Антарктике. Шеклтон и 27 его товарищей, вконец изнуренных после всех своих злоключений, оказались на краю света, за 1,3 тысячи километров от цивилизации, с жалкими крохами еды. И тогда Шеклтон замыслил побег из ледяного плена. Имея под рукой лишь горстку простейших инструментов, он приспособил для своего дерзкого замысла семиметровую шлюпку, превратив ее в еще один инструмент для достижения цели. Погрузив навигационные приборы, Шеклтон с пятью помощниками отправился в опаснейшее плавание по океану, на которое мог решиться лишь самый отчаянный сорвиголова. В конце концов дерзкий ирландец доплыл до поселка китобоев на острове Южная Георгия и вновь вернулся к своим, чтобы спасти всю команду. Невероятные приключения Шеклтона, итожит Нунан, показывают нам, что умение и вображение – это и есть те два рычага, с помощью которых мы каждый раз поднимаем себя на ступеньку выше, чем были раньше. Впасть в детство. Однако, как утверждает психолог Элисон Гапник из Калифорнийского университета (Беркли), у человека есть еще одно, хотя и менее очевидное преимущество, которое питает силу воображения – продолжительное детство. Именно в детстве нам выпадает редкая удача поддаться нашему внутреннему зову и исследовать загадочный окружающий мир, не выходя из тихой гавани родительской заботы. Мы перестаем питаться молоком матери года на полтора раньше, чем гориллы и шимпанзе, но нам предстоит более долгий, растягивающийся на десятилетие, путь к половой зрелости. Изучение зубов неандертальцев показало, что даже люди этого вида росли быстрее нас. Значит, лишь нам одним природа отводит время поиграть в первопроходцев и вкусить сладость познания без особого риска. «Я написала книгу “Ученый из колыбели”, в которой как раз об этом и идет речь», – рассказывает Гапник. По ее словам, играют многие животные, но главным образом затем, чтобы освоить и отработать основные навыки – к примеру, научиться охотиться. А мы придумываем игры со своими заданными правилами, в которых проверяются те или иные идеи: Могу ли я построить башню из кубиков с себя ростом? Что будет, если открутить у велосипеда одно колесо и поехать? А если в мороз лизнуть полозья санок? Играя, дети превращаются в первооткрывателей и учатся проходить лабиринты. С возрастом нас все реже и реже манят нехоженые тропы. «Представьте, что у вас есть выбор: идти в привычный ресторан, где можно не опасаться неприятных сюрпризов, или рискнуть посетить новое место, которое может оказаться потрясающим или, наоборот, ужасным», – поясняет Гапник. А в детстве мы тренируем мозг и настраиваем наши познавательные способности на исследование окружающего мира. И если исследовательская искра не угаснет в нас с годами, мы и в зрелом возрасте сможем следовать инстинкту первопроходца: А что если Северо-Западный проход все-таки существует? Может быть, до полюса проще добраться на собачьих упряжках? А вдруг получится посадить вездеход на Марс, спустив его на тросах с летающей платформы? «Все это в нас остается», – говорит Гапник. И есть люди, которые никогда не теряют вкуса к новому. В каждом из них живет Джеймс Кук и Тупиа, Валентина Терешкова и Майкл Барратт – настоящие первооткрыватели. Отбор на длинноногость. В 1830-е годы город Квебек, основанный французами на берегу реки Святого Лаврентия, стремительно разрастался. К северу от него, вдоль реки Сагеней, раскинулся огромный девственный лес. В эти изобильные, но суровые земли вскоре пожаловали лесорубы и семьи молодых фермеров. Они не боялись тяжелой работы и мечтали поймать удачу за хвост. Постепенно люди продвигались на север, и где бы ни ступала нога человека, как грибы после дождя вырастали новые поселения. Так волна поселенцев накрыла долину реки Сагеней. С биологической точки зрения пенистый гребень подобной миграционной волны образуют люди определенного типа – носители генов, которые побуждают их осваивать новые земли. И эти гены распространяются – вместе с первопроходцами. Есть гены, которые любят перемещаться, и миграционная волна может дать им шанс самим направить естественный отбор в желаемое русло. Яркий (хотя и не слишком воодушевляющий) пример тому – южноамериканская жаба-ага. В 1930-е годы этих земноводных завезли на северо-восток Австралии. Сегодня их численность превышает 200 миллионов, и они распространяются по континенту со скоростью 50 километров в год. Лапы у современных жаб-первопроходцев оказались на 10 процентов длиннее, чем у их предков – первых поселенцев. И, что самое удивительное, их лапы заметно длиннее, чем у тех сородичей, которые отстают от них всего на километр! Как это можно объяснить? Самые нетерпеливые и самые длинноногие жабы пробиваются на передовые позиции и приносят с собой «нетерпеливые» и «длинноногие» гены. Там они встречаются и спариваются с другими нетерпеливыми и длинноногими жабами. Их отпрыски, унаследовавшие и беспокойный нрав, и «лапы от ушей», выдвигаются в авангард – и все повторяется сначала. Лоран Эскофье, специалист в области популяционной генетики из Бернского университета, полагает, что нечто подобное произошло и с квебекскими лесорубами. Эскофье и его коллеги изучили метрические книги из церковных приходов в Квебеке, в которых несколько веков подряд регистрировались сведения о новорожденных, прихожанах, сочетавшихся браком, получивших землю и умерших. Исследование показало, что образ жизни и уклад семей переселенцев способствовали распространению их генов и особенностей характера, гнавших этих людей вперед. Пары «на гребне волны» вступали в брак и обзаводились детьми раньше, чем их сверстники, не пожелавшие покинуть родные края. Быть может, первые от природы были непоседливее и нетерпеливее, а отправившись в поход на север, не только обрели желанную землю, но и окунулись в особую атмосферу, которая способствовала тому, чтобы раньше опериться и вылететь из гнезда. Переселенцы первой волны произвели на свет более многочисленное потомство, нежели семьи, оставшиеся на «малой родине» (9,1 и 7,9 ребенка на семью соответственно, то есть на 15 процентов больше). А поскольку их отпрыски тоже отличились склонностью рано заводить семью и побольше детей, то потомков каждой исходной пары первой волны оказалось в итоге на 20 процентов больше! Потому стремительно возросла доля генов и культурных традиций, принятых в этих семьях, в их сообществе – и шире, среди населения Северной Америки. По мнению Эскофье, если бы «генный серфинг» (как называют это явление некоторые ученые) часто сопутствовал миграциям человека, то фаворитами естественного отбора стали бы гены, которые закладывают в нас любознательность, непоседливость, тягу ко всему новому и авантюризм. Это, считает Эскофье, могло бы в какой-то степени объяснить наше исследовательское поведение. А исследовательская активность заводит «вечный двигатель», который усиливает сам себя, – она способствует проявлению и распространению тех генов и качеств, которые и создают потребность в активности. Исследовательский инстинкт в человеке поддерживается и еще одним самодвижущим механизмом – непрерывным взаимодействием между культурой и генами, при котором гены направляют развитие культуры в то или иное русло, а культура задает набор генов. Под культурой здесь подразумевается вся совокупность знаний, приемов и технологий, которые помогают людям ко всему приспосабливаться. Великое путешествие. Классический пример взаимодействия культуры и генов – быстрая эволюция гена, отвечающего за переваривание лактозы. В отсутствие данного гена молоко усваивается в организме лишь в младенчестве, а если он есть – пить молоко можно всю жизнь. 15 тысяч лет назад этот ген встречался крайне редко, поскольку не давал своим носителям никаких преимуществ. Это было лишь случайное отклонение от нормы, которое не закреплялось в популяциях. Но около 10 тысяч лет назад первые земледельцы в Европе начали разводить молочный скот – это была совершенно новая культура, иной образ жизни. И тогда обнаружилось, что ген, обеспечивающий переваривание лактозы, дает людям доступ к надежному источнику пищи, и обладателям «счастливого гена» были больше не страшны голодные времена. Это преимущество быстро рассеяло ген по всей Европе, хотя в остальной части земного шара он по-прежнему оставался редкостью. Так новая культура повысила селективную ценность данного гена, а он, распространившись в популяции, способствовал дальнейшему развитию культуры молочного скотоводства. Действие механизма – когда гены и различные элементы культуры взаимно стимулируют друг друга – можно наблюдать на бесчисленных примерах сложного поведения человека, особенно в исследовательской деятельности. Джеймс Кук, у которого были и корабли, и компас, и секстант, а в придачу и высочайший указ Его Величества, благодаря своей любознательности и смекалке привез домой карту неизведанных земель. Его возвращение повысило не только престиж морской державы как особого типа культуры, но и конкурентоспособность генов, пробудивших в нем жажду познания и мужество перед лицом опасностей. Ну а что же Тупиа? Судя по всему, его культура и гены шли к встрече со своими британскими «близнецами» куда более загадочным путем. Распространение полинезийцев по Тихому океану – одно из самых необычных, если не сказать странных, явлений, связанных с исходом Homo sapiens из Африки и расселением по земному шару. Путешествие полинезийцев началось раньше, чем европейцев, – около 60 тысяч лет назад, когда из Африки через Ближний Восток и вдоль южного побережья Азии прокатилась одна из первых миграционных волн. Люди добрались до Австралии и Новой Гвинеи (что в те времена было сделать легче, поскольку уровень океана был ниже) лишь 10 тысяч лет спустя. В последующую «декаду» они осваивали этот регион, который иногда называют Ближней Океанией, пока не встретили на своем пути россыпь Соломоновых островов и архипелаг Бисмарка. Дальше они не двинулись. «До этого момента они продвигались между островов, которые были, как правило, в пределах видимости друг от друга. Иными словами, земля никогда не исчезала из вида», – объясняет эту остановку генетик Ана Дугган из Института эволюционной антропологии имени Макса Планка. Если ты отплыл с какого-нибудь острова, то не успевал он скрыться за горизонтом за твоей спиной, как перед тобой уже вырастал другой. Но стоило выбраться за пределы Соломоновых островов – и можно было плыть несколько недель подряд, не видя суши. Для обитателей Ближней Океании это стало преградой, преодолеть которую не могли ни известные им способы навигации, ни плавсредства (по всей вероятности, это были довольно примитивные плоты или долбленки). Потому-то линия видимой земли и ограничила их мир. «Следующая глава этой истории, – рассказывает Дугган, – немного спорная». Хотя большинство специалистов, изучающих Полинезию, сходятся на предположении, которое подтверждают все больше лингвистических, археологических и генетических данных: около 3,5 тысячи лет назад к обитателям Ближней Океании пожаловали «пришельцы с Тайваня». Это были жители прибрежных районов материка, которых принято называть австронезийцами. За тысячу лет до этого они покинули Тайвань и южное побережье Китая и распространились по Филиппинам и другим островам Юго-Восточной Азии. В конце концов они добрались и до Ближней Океании, где смешались с коренным населением. За последующие несколько веков это слияние генов и культур породило новый народ – лапита. Лапита и проложили путь через Тихий океан на Восток. Почему же им не сиделось на месте? Вряд ли тут виноваты новые гены. В генах австронезийских пришельцев не было сильного «авантюрного» заряда: вариации 7R и 2R встречались у них реже, чем у жителей Ближней Океании. Дело, скорее, в другом, новшестве, которым азиаты все же с ними поделились. «Они куда лучше умели строить лодки», – говорит Дугган. По сути, это были не лодки, а настоящие корабли: длинные каноэ с парусами и аутригерами (выносными конструкциями для придания баланса и устойчивости). Они могли развивать гораздо более высокую скорость и преодолевать большие расстояния. Австронезийцы не боялись выходить на своих судах в открытое море даже в шторм. Можно себе представить, как потрясло островитян это чудо. Корабли всегда завораживали полинезийцев и занимали важное место в их культуре (в их языках древнейший словарный пласт связан с морской тематикой). Восхищение кораблями переносилось и на их владельцев, которые приобретали в обществе высокий статус. Осваивать новые земли стало престижно. Мореходы тихоокеанских островов поднялись на особую ступень, которая без труда позволяла им найти себе пару и пользоваться различными общественными и имущественными привилегиями. При таком раскладе тем, в ком пробуждались неугомонные «авантюрные» гены, было бы странно этим генам противиться. Вот что говорит об этом антрополог Уэйд Дэвис, исследователь Национального географического общества: «Если ты ушел в море в поисках новых земель, о тебе тут же начинают слагать легенды – неважно, вернешься ты или нет». И вот, повинуясь голосу крови – то есть генов, доставшихся ему в наследство от далеких предков, – Тупиа отплыл на Восток. Рассказывая мне о полинезийских судах, Ана Дугган призналась, что сама она не любитель морских круизов. Но при одной мысли о древнем паруснике в ней просыпается мореплаватель. «Если бы кто-то причалил на таком к берегу и сказал: “Смотри, какой у меня потрясающий корабль! Можем уплыть куда глаза глядят”, – мечтает она, – я бы долго не раздумывала». Этот корабль называется «Попытка», «Стойкость», «Любопытство»...