Геногеография

Испокон веков люди переселялись по земному шару в поисках лучшей доли или же ради простого любопытства. Но если миграции недавнего времени легко проследить с помощью документов, то дела давно минувших дней не так хорошо изучены. Однако геногеография – наука, изучающая переселение живых организмов – научилась справляться с любыми сложностями.

Несмотря на то, что она возникла только в 1928 году, ей удалось накопить изрядный материал. Теперь, благодаря генетике, любой человек на планете может не только узнать о наследственных заболеваниях, но и проследить маршруты своих предков или выяснить свое происхождение. Мутации, призванные адаптировать организм к окружающим условиям, корни той или иной культуры или цивилизации отныне открыты для внимательных взоров публики. Познакомьтесь с древней историей человечества и вы.

Геногеография как она есть

Геногеография изучает то, чем разные группы организмов, обитающие в разных широтах и регионах, отличаются друг от друга. Она тесно связана с филогенетикой  – дисциплиной, изучающей историю генов, появление и распространение различных генетических линий.

Теория и метод

Геногеографию, как отдельную отрасль знания, ввёл в 1928 году советский генетик Александр Сергеевич Серебровском. В дальнейшем её разрабатывали, в основном, российские специалисты. Новая наука изначально была междисциплинарной и относилась ко многим другим дисциплинам: таким, как этнография, картография, генетика, палеология, география и даже статистика и теория вероятностей. Метод, с помощью которого геногеография пополняет базу знаний, довольно сложен и связывает воедино данные археологии и современной биологии.

Для начала специалисты собирают экспериментальный материал – либо слюну ныне живущих людей, либо останки, найденные на месте раскопок. Потом они изучают материал и определяют наиболее важные маркеры ДНК. На третьем этапе учёные анализируют карты и сопоставляют данные генетики с материалом других наук – археологии, лингвистики, антропологии, истории и палеографии. В конце специалисты выдвигают гипотезы, которые бы связывали генетический материал с определённой этнографической группой. Если к ним поступают новые данные, позволяющие пересмотреть найденные закономерности, учёные выдвигают новые догадки о происхождении тех или иных групп людей. 

Зачем она нужна

Основной задачей геногеографии является установление распространения гаплогрупп и гаплотипов в пределах определённого ареала. Гаплотип – это сегмент ДНК, который наследуется от одного из родителей, по происхождению от одного общего предка они объединяются в гаплогруппы. Геногеография изучает оба этих понятия, в частности, именно в её сфере находится исследование того, почему один гаплотип распространён шире, чем другой. Кроме того, эта область научного знания определяет сходства и различие генофондов разных популяций, анализирует структуру генофонда человека в целом и определяет пути и маршруты миграции древних людей. На основе этих сведений специалисты создают базы данных и картографические атласы, позволяющие быстро искать необходимые сведения по генофондам различных популяций. 

Помимо этого, геногеография занимается исследованием народов с помощью изучения митохондриальной ДНК, передающейся по женской линии, и Y-хромосомы, связанной с наследованием от отца к сыну. Если говорить о практическом применении к животным и растениям, дисциплина занимается селекцией. А в вопросах, связанных с человеком, геногеография тесно сотрудничает с медициной и фармакологией, помогая разрабатывать препараты, которые подходят для людей с различной расовой и этнической принадлежностью.

Основные понятия

Конечно же, геногеография как наука не состоялась бы без достижений её родоначальницы генетики, изучающей гены живых организмов. Ген является единицей наследственных признаков организма. 99,9% из них находятся в клетках тела человека, остальные располагаются в митохондриях. Число всех генов насчитывает две тысячи. Они представляют из себя участки молекулы ДНК, состоящей из четырёх нуклеотидов: аденина, тимина, цитозина и гуанина. Именно их число и порядок определяют то, кем суждено стать живому организму: человеком, инфузорией туфелькой или собакой. 

Гены также управляют работой клеток и задают признаки человека. Из-за различных мутаций ген бывает в разном состоянии, каждое из которых называется аллелем. В XX веке генетическими мутациями занималась такая недавно появившаяся наука, как популяционная генетика. Эта тесно связанная с геногеографией дисциплина открыла многие секреты хромосом и мутаций. Что касается геногеографии, то она занимается не генами, которые вечны, а генофондами – связанным с ограниченным во времени и пространстве набором и совокупностью генов определённой популяции. Для этого дисциплина изучает формирование тех или иных ареалов, представляющих из себя обособленные пространства. Их границы могут меняться, но внутри них самих потоки генов не столько интенсивны, как вовне. Другим важным объектом исследования являются мутации, которые позволяют проследить общих предков как по мужской, так и по женской линии, связанных с конкретным генофондом. 

И, наконец, третьим важным для изучения геногеографией маркером популяции являются миграции, которые могут быть как растянутыми во времени, так и быстрыми и резкими. В первом случае мы имеем в виду движение по пространству земледельцев или скотоводов, а втором – войны и захваты новых территорий. 

Что удалось узнать о человеке

Геногеография позволяет ответить на вопросы, связанные с сотворением мира и первых мужчине и женщине на земле, а также пролить свет на происхождение многих народов мира. Благодаря этой науке современный человек узнаёт о том, какие популяции могут стать со временем отдельными народами, и как на человеческий генофонд влияли эпидемии чумы и оспы.

Не только Библия

Одними из генетических маркеров являются митохондриальная ДНК и Y-хромосомы, из которых впоследствии появились названия, относящиеся к археогенетике – исследовании молекулярной генетики для изучения древнейшей истории человечества. Их назвали «митохондриальным Адамом» и «митохондриальной Евой» по аналогии с известными библейскими персонажами, прародителями человечества. Они, однако, ничего общего с героями священной христианской книги не имеют, поскольку первыми людьми они не являются. 

«Адам» и «Ева» геногеографии – всего лишь общие предки ныне живущих людей, известные на сегодняшний день. Что касается женщины, то она была единственной в своем поколении, чьи потомки дожили до нашего времени. Она жила 124 тысячи лет в Восточной Африке. А вот мужчина проживал гораздо раньше – около 138 тысяч лет назад. Поначалу, впрочем, учёные полагали, что возраст «Адама» куда менее «почтенный», чем у «Евы». Так, сначала считали, что он родился 59 тысяч лет назад, а потом остановились на 142 тысячах, пока путём сравнения маркеров не удалось установить нынешнюю цифру.

Известно, что люди появились в Африке. Однако спустя время наши древние предки начали расселяться по планете. Преодолевая высокие горы, пустыни, болота, они осваивали всё новые и новые земли, заселяя один континент за другим.

Джунгли зовут

Одно из первых исследований геногеографии смогло определить не только первопредков, но и прародину человечества. Все мы так или иначе произошли от небольшой группы людей, живших в Африке около 200 лет назад. Сейчас происхождение Homo Sapiens – твёрдо установленный факт, но учёные до сих пор спорят о том, каким образом человек мигрировал из Африки и расселился по столь разным в климатическом и географическом отношении континентам. 

Некоторые считают, что люди вышли южным путем – через Аравийский полуостров, другие рассматривают версию северного пути через так называемый Нильский коридор. Скорее всего, первобытные люди использовали оба пути, но их распространению должен был мешать ряд факторов: например, ледники, которые могли отбрасывать некоторые волны миграции обратно, на южные земли. Невыясненным до сих пор остаётся вопрос того, какой маршрут использовали люди для пути в Америку. Однако для решения всех этих задач у геногеографии есть рабочий инструмент – построение генетического древа всего человечества. С помощью количества накопленных изменений в геномах разных людей учёные отныне могут назвать место жизни и время общих предков как различных популяций, так и всего человечества.

Среди чужаков

Изучая геном сапиенса, учёные обнаружили приток совершенно иных генов, которые принадлежали неандертальцам и денисовским людям – одним из вариаций первобытного человека, вытесненного предками современного человечества. Характерно, что приток этот был небольшим и составлял всего 1-2%, до наших дней он дошёл не в виде отдельных генов, а в качестве небольших участков ДНК. Дело в том, что 30-50 тысяч лет назад предки сапиенсов размножались с представителями неандертальцев и денисовцев, наследуя некоторые их генетические особенности. Что касается современных жителей южной Африки, то у них этих примесей нет, поскольку ареал распространения неандертальцев располагался в другом месте. 

Если взять современную историю, то такие исследования помогают учёным разобраться в вопросах формирования народов, хотя народ – это, прежде всего, культурная общность, а не генетическая. Популяция отличается от народа тем, что представляет из себя группу людей, внутри которой преимущественно и заключаются браки между отдельными представителями группы. Но тут возникает другая особенность: у большинства народов испокон веков было принято заключать браки среди «своих», говорящих на том же языке. Это приводит к тому, что если у представителя какого-либо народа возникнет определённая мутация, то она не уйдет в другую популяцию, а останется в этой. В итоге, это привело к тому, что накопление определённых генетических особенностей шло в группах, объединённых общим языком и культурой. Однако специалисты уверяют нас в том, что особенностей генома, которые нас всех объединяют, значительно больше, чем тех, которые разводят людей по отдельным этническим группам.

Кочующие гены

Приспособление человеческой группы к окружающей среде может осуществляться через антропологические характеристики, будь то форма носа или цвет кожи. Они связаны с конкретными условиями жизни региона, его климатом, а также занятиями человека, будь то охота, земледелие, скотоводство или собирательство. Некоторые из них давали преимущество в виде устойчивости к определённым болезням. Например, ген А, характерный для европейцев, помогает им лучше справиться с эпидемиями оспы. Другие – и это характерно для жителей Африки – дают своим обладателям возможность привыкнуть к интенсивным солнечным лучам. 

Но, что интересно, особенностей, характерных для конкретных народов, можно найти не так много, и связано это, прежде всего, с дрейфом генов. Дело в том, что когда мутация начинает наблюдаться среди заметного числа людей, она тут же распространяется среди соседних групп. Это связано, прежде всего, со смешанными браками, необходимыми для сохранения здоровья и жизнеспособности потомства.

Раньше, до появления поездов и самолётов, они происходили в основном между близкими друг к другу популяциями. Однако и в те времена бывали события, оставившие значительный след на этом процессе. К такого рода важным процессам можно отнести как походы Чингисхана, так и торговлю по маршруту вдоль Шёлкового пути. Поэтому особенностей, которые могли бы быть характерными только для определённых генетических групп, не так много. Самый большой процент такого рода характерных черт можно наблюдать лишь у малых изолированных народов. Это открытие приводит нас к важной теме о невозможности создания точечного генетического оружия, которое бы работало только против представителей одной нации.

Проекты и будущее науки

Современная геногеография сталкивается со многими вызовами, связанными с изучением ареалом древних и современных популяций. Так, большинство исследователей до недавнего времени занимал вопрос о первых земледельцах Европы, и о том, из какого региона мира они туда попали. Не так давно господствовала теория о том, что технологию возделывания почвы принесли жители Ближнего Востока, но сейчас это умозаключение необходимо пересмотреть. 

Так, благодаря изучению митохондриальной ДНК учёные выявили не только генофонды жителей этого региона и популяции древних охотников–собирателей, но и евразийской компонент, который, судя по новейшим данным, происходит из Сибири. Что касается методологии исследования, то ныне наука стала применять комплексный подход, связанный как со старыми маркерами – биохимическими и иммунологическими, изобретёнными еще до появления теории о ДНК, так и с новыми. Именно благодаря этому новому способу исследования современным учёным удалось изучить как отдельные ареалы в Северной Евразии, так и зоны высокого разнообразия популяций по всему миру, например, Гималаи. Этнология также внесла свою лепту в современное состояние дисциплины, позволив учёным доказать, являются ли конкретные народы, этнографические и региональные группы населения популяцией. Так, согласно новейшим исследованиям, популяция образуется только тогда, когда в её составе более 50% браков заключены в рамках определённой группы, связанной с проживанием в одном ареале. 

Исследование своего прошлого чрезвычайно важно для любого человека. Сохранить память о своих предках и семейно-родственных связях поможет Цифровая капсула времени. Вы можете построить родословное древо, рассказать истории из жизни и обозначить наиболее запомнившиеся вехи биографии. Ваши внуки, правнуки и более далекие потомки узнают ту информацию, которую вы захотите передать, из первых рук без долгого изучения архивных материалов. Капсулы доступны в различных вариантах, из которых вы сможете выбрать подходящий, будь то воспоминания о детстве или рассказ о профессиональной деятельности.