Когда человек оделся: как культура меняет наши гены

На генетическое разнообразие влияют различные факторы: одни его создают (мутации), другие способствуют его поддержанию или, наоборот, снижают его уровень в человеческих популяциях (миграция, дрейф генов и естественный отбор).

Но одной из характерных особенностей нашего вида является его огромное культурное разнообразие. Оно так же, как и гены, передается из поколения в поколение. Культурные признаки и передача их новым поколениям приобретают решающее значение для человека, в том числе для его выживания.

Вопрос о связях между генами и культурой возник давно: часто говорят о совместной эволюции генов и культуры. Но, поскольку наши знания о геноме непрерывно растут, встает следующий вопрос: существует ли в человеческих популяциях взаимосвязь между культурными различиями и биологическим разнообразием и что генетика может сказать нам по этому поводу? Как культура влияет на нашу биологическую эволюцию?

Меняясь словами, меняться генами

Образ жизни составляет неотъемлемую и характерную часть культурной идентичности популяции. Сегодня мы знаем, что некоторые культурные особенности, свойственные нашему виду, такие как язык, религия или общественное устройство — например, кастовая система в Индии — ограничивают генетический обмен между популяциями и усугубляют, таким образом, их генетические различия.

Наверное, язык является в этом смысле самым показательным примером. Чтобы договориться, нужно добиться, чтобы тебя поняли: сегодня нам показалось бы трудным жить вместе с кем-то, не говоря на одном языке. Точно так же, с исторической точки зрения представляется, что люди, говорившие на одном и том же языке, имели гораздо больше шансов вступить в брак и завести детей, чем те, что говорили на разных языках.

Эта мысль возникает в работах Луки Кавалли-Сфорца в 1990-е годы. Он составил филогенетические деревья на основе метрик сходства языков, а затем другие — на основе генетических метрик: сравнив эти деревья, он констатировал потрясающее соответствие.

Другими словами, генетическое сходство индивидов более значительно в популяциях, говорящих на одном языке, чем в популяциях, говорящих на разных языках. Перед нами пример того, каким образом культурная характеристика может повлиять на распределение генетического разнообразия между человеческими популяциями.

Влияние культуры на наше генетическое разнообразие не ограничивается лишь языковыми аспектами. Люди создали новые «экологические ниши» вслед за такими важнейшими культурными изменениями, как появление земледелия и вызванный им демографический рост. Таким образом, факт внедрения культурных нововведений смог изменить направление естественного отбора: некоторые варианты оказались благоприятными для адаптации к новой среде, созданной человеком.

Прекрасной иллюстрацией этого служит классический пример адаптации к усвоению молока во взрослом возрасте. В популяциях, занимающихся скотоводством, молоко становится важным источником питания, и генетический вариант, позволяющий усваивать молоко, оказывается благоприятным: то есть культурный навык воздействовал на увеличение частотности этого варианта.

Рассмотрим несколько примеров, чтобы понять, как взаимодействуют культура и биология в процессе эволюции генов нашего вида, в том числе в контексте человеческих болезней.

Миграции, различающиеся по полу

Помимо корреляции между лингвистическим и генетическим разнообразием, можно упомянуть еще один пример, демонстрирующий влияние культурных навыков или обычаев на генетическое разнообразие: этот пример связан с различием миграций в зависимости от пола.

Такие попытки предпринимались во многих исследованиях начиная с конца 1990-х годов. Самое первое из них, проведенное Марком Зайелстадом и Лукой Кавалли-Сфорца, показало, что если сопоставить популяции, живущие на заданной географической дистанции, то они скорее демонстрируют больше генетических различий в Y-хромосоме, чем в митохондриальной ДНК.

Эти наблюдения, возможно, свидетельствуют о более частых миграциях женщин по сравнению с мужчинами, что отражается в более высокой степени однородности митохондриальной ДНК (которая перемещается вместе с женщинами), чем Ү-хромосом (они остаются на месте).

По сути, хотя нам известны случаи крупномасштабных миграций мужчин, например, во времена завоеваний Чингисхана или (в меньшей степени) трансатлантической работорговли, данные генетических исследований сходятся на том, что исторически женщины были более «мобильны», чем мужчины.

Этот факт является следствием социальных норм места жительства, определяющих, где будет жить семейная пара после заключения брака. Выясняется, что больше всего распространено патрилокальное поселение: приблизительно в 80% случаев пара остается жить в селении мужа.

Таким образом, патрилокальностью можно объяснить более выраженные генетические различия у мужчин (вариации в Ү-хромосоме, отражающие разнообразие мужской части популяции) по сравнению с женщинами (с учетом вклада женской части популяции, выявленного при анализе митохондриальной ДНК).

Эта гипотеза была выдвинута в 2001 году в исследовании Марка Стоункинга, где он сравнивал генетическую историю по отцовской и по материнской линии в группах, традиционно практикующих патрилокальность или матрилокальность.

Последний обычай довольно редкий: матрилокальность когда — мужчина отправляется жить в селение жены после заключения брака встречается менее чем в 20% сообществ. Все же в одной местности на севере Таиланда еще можно найти группы, где практикуются обе социальные нормы места жительства, что позволяет проверить данную гипотезу.

В полном соответствии с ожидаемыми результатами, в группах, практикующих матрилокальность, больше различий между индивидами наблюдается с точки зрения митохондриальной ДНК, тогда как в группах, практикующих патрилокальность, более выраженные различия касаются Ү-хромосомы.

То есть на уровне нашего вида можно сказать, что женщины были более непоседливы, чем мужчины! Именно по этой причине, если говорить в целом, популяции имеют между собой гораздо больше сходства с точки зрения митохондриальной ДНК, чем с точки зрения Y-хромосомы.

Эти исследования, как и другие, проведенные в различных регионах мира, в своей совокупности демонстрируют, как культурный выбор, связанный с общественным устройством, влияет на распределение генетического разнообразия между человеческими популяциями.

Генетические последствия социальных норм брачных союзов и филлиации

Социальные нормы брачных союзов также могут определять общественное устройство популяций и влиять, таким образом, на их генетическое разнообразие. Существуют моногамные общества: их около 17%. В других обществах практикуются различные формы полигинии, многоженства: они составляют от 30 до 80% всех популяций. Что касается обществ, где практикуется полиандрия, или многомужество, то такие случаи очень редки: менее 1%.

К примеру, в обществе, где распространена полигиния, у детей обнаруживается больше сходства на уровне Y-хромосомы, чем на уровне митохондриальной ДНК. Представим себе, что мужчина одновременно женат на десяти женщинах и от каждой из них имеет по пятеро детей. Представим также, что все эти пятьдесят детей мужского пола. В этом случае все они будут носителями одной и той же Ү-хромосомы, унаследованной от отца, и вместе с тем у них будет десять разных версий митохондриальной ДНК, полученной в наследство от десяти матерей.

Однако это еще не все культурные факторы, влияющие на генетическое разнообразие, ведь человеческие общества различаются не только нормами места жительства и брачных союзов. Есть и другие параметры общественного устройства, которые могут также влиять на генетическое разнообразие, связанное с полом. Одним из таких параметров является социальная норма филиации.

Филиация — это передача родства, когда один человек происходит от другого; она устанавливает, «кому мы принадлежим», если можно так выразиться. Социальная норма филиации определяет, например, передачу фамильного имени в большинстве обществ Западного мира, а в более традиционных обществах — клан или племя, к которому принадлежит индивид.

Существует три основных типа филиации: патрилинейная филиация, когда родство передается по линии отца (в 45% обществ), матрилинейная филиация, когда родство передается матерью (12%) и когнатская филиация (39%), при которой родство передается обоими родителями.

В большинстве западных обществ — например, в Европе — превалирует филиация когнатского типа, поскольку мы «принадлежим» как семье нашего отца, так и семье нашей матери. Остается понять, влияют ли социальные нормы филиации на генетическое разнообразие популяций, и если да, то в какой степени.

В своем исследовании, проведенном в 2004 году, Рафаэль Ше обратилась к роли филиации, сосредоточив внимание на группе популяций Центральной Азии. Эти популяции представляют собой «традиционные» общества, организованные в группы согласно филиации патрилинейного типа. Каждый индивид принадлежит определенному роду, роды группируются в кланы, а кланы в племена. По устной традиции, члены одной и той же группы филиации происходят от общего предка по отцовской линии.

Ученые поставили перед собой следующий вопрос: имеют ли эти группы филиации какие-либо биологические основы, или речь идет исключительно о социальном делении? Согласно гипотезе о соответствии между социальными и биологическими группами, два индивида, принадлежащие одной и той же социальной группе (род, клан, племя), должны иметь большее генетическое сходство, чем два случайных индивида в популяции.

Генетическое родство было измерено с помощью анализа Ү-хромосомы, которая также передается патрилинейным образом. Результаты оказались удивительными: если принадлежащие к одному роду или клану индивиды генетически похожи друг на друга, то индивиды, принадлежащие к одному племени, имеют между собой не больше генетического сходства, чем случайно выбранные в популяции.

Таким образом, эти результаты демонстрируют, что роды и кланы соответствуют реальным генетическим основам, тогда как племена являются социальными, а не биологическими группировками кланов различного происхождения. А общий предок племени, по всей вероятности, больше соответствует некоему легендарному, а не биологическому предку, общественная функция которого могла укрепить сплоченность группы.

Кастовая система в Индии

Кастовая система, бытовавшая в Индии до совсем недавнего времени, показывает нам еще один пример влияния культурных факторов на генетическое разнообразие. Касты делят общество на иерархические группы, принадлежность к которым передается по наследству. Часто эти группы эндогамны: поощряются браки внутри касты. Иногда мужчины женились на женщинах из низшей касты, но брак между мужчиной из низшей касты и женщиной из высшей касты был просто немыслим.

Таким образом, как и в случае с патрилокальностью, мобильность женщин кажется более высокой: они имеют тенденцию менять касту чаще, чем мужчины. Как представляется, это должно было повлиять на распределение генетического разнообразия на уровне Ү-хромосомы и на уровне митохондриальной ДНК.

Исследование Майкла Бэмшеда и Линн Джорд из университета Юты впервые подтвердило эти предположения в 1998 году. При сравнении каст генетическое разнообразие между ними оказывается в десять раз выше у мужчин (остающихся часто в своей же касте и отвечающих, таким образом, за накопление различий между кастами на уровне Y-хромосом), чем у женщин (более мобильных, а значит, способствующих более однородному распределению митохондриальной ДНК).

Эти результаты предоставляют еще одну наглядную иллюстрацию того, каким образом культурные обычаи участвуют в формировании генетической изменчивости человеческих популяций.

Когда человек оделся

Итак, мы выяснили, что культурные навыки и обычаи влияют на генетическое разнообразие. А значит, мы можем, проявив немного смекалки, сделать обратное — использовать генетическое разнообразие, чтобы установить и описать культурные обычаи на основании следов, которые они оставили в геноме человека в процессе эволюции.

Вот один из примеров, выбранный мною за его оригинальность. Речь идет об исследовании появления одежды у человека: была поставлена задача датировать момент, когда человек начал одеваться. Оригинальность исследования состоит в том, что для изучения этого вопроса команда Марка Стоункинга использовала генетическое разнообразие не людей, а… вшей!

Вошь — это паразит, который неизменно сопровождает человека; мы знаем две его разновидности: головная вошь (Pediculus humanus capitis) и платяная, или нательная вошь (Pediculus humanus corporis). Эти «неизбежные» паразиты различаются главным образом местом их обитания: головная вошь живет и питается исключительно на волосяном покрове головы, тогда как платяная вошь питается на кожном покрове, но живет в складках одежды.

У команды Стоункинга родилось предположение, что это различие в среде обитания, вероятно, появилось в тот период, когда у людей сформировалась привычка постоянно носить одежду событие, которому не существует прямых археологических доказательств.

Сравнив генетическое разнообразие головной и платяной вши, исследователи определили, что их расхождение произошло как минимум 100000 лет назад в Африке. Этот результат позволяет предположить, что современный человек начал использовать первые предметы одежды в Африке в период от среднего до позднего плейстоцена. Гениальное использование генетики для проникновения в историю человеческих культур!

Возникновение земледелия:
пример совместной эволюции генов и культуры

Культурный навык, оставивший, вероятно, самый заметный след в истории нашего вида, возник в результате перехода¹ от образа жизни, основанного на охоте и собирательстве, к образу жизни, основанному на земледелии и скотоводстве, во времена неолита.

Этот переход стал ключевым моментом на пути человечества к современной жизни. Он начался около 10000 лет назад одновременно в разных регионах земного шара, и в итоге люди стали вести оседлый образ жизни, что повлекло за собой увеличение плотности населения, а также изменение окружающей среды, пищи человека и патогенов вокруг него.

Например, в соответствии с одной популярной гипотезой, развитие земледелия и одомашнивание животных способствовало передаче некоторых возбудителей инфекционных заболеваний и распространению новых зоонозов¹.

Уже в 1990-е годы был задан важный вопрос: начиная со времен неолита мы находим следы похожей сельскохозяйственной деятельности в очень удаленных друг от друга регионах, но как этот новый образ жизни, основанный на земледелии, попал с одного континента на другой?

В одной из предыдущих глав мы вкратце рассмотрели две противоположные модели распространения культурных навыков. С одной стороны, это модель культурной диффузии. Она утверждает, что перемещались технологии, а не люди: первые земледельцы просто обучили новым навыкам охотников-собирателей, при этом сами популяции оставались на месте. Таким образом, диффузия навыков происходила без какого-либо заметного скрещивания между двумя группами.

С другой стороны, альтернативой этой модели выступает модель демической диффузии: земледелие возникло на разных континентах благодаря миграциям земледельческих народов. То есть эти народы передали охотникам-собирателям не только новые техники, но и — путем скрещивания — свои гены.

И снова генетика показала, что она стала замечательным инструментом в помощь историкам. Именно благодаря ей удалось выбрать одну из этих гипотез, потому что данные генетических исследований очевидно свидетельствовали в пользу модели демической диффузии.

В Европе земледельческие народы, пришедшие с Ближнего Востока, оставили явные генетические следы в большинстве популяций. В Африке то же самое сделали земледельческие народы носители языков банту. Таким образом, анализ генома подтверждает, что распространение навыков земледелия произошло не просто благодаря передаче культурных обычаев, но что также имели место миграции и связанные с ними гибридизации.

Кроме того, генетические исследования подкрепили своими результатами идею, что переход к образу жизни, основанному на земледелии, повлек за собой явления генетической адаптации к новым условиям окружающей среды, с которыми пришлось столкнуться первым земледельцам.

Например, одно из исследований моей лаборатории, выполненное в 2016 году, было сосредоточено на сигнатурах естественного отбора приблизительно в 1500 генов, задействованных во врожденном иммунитете в различных популяциях Африки, Европы и Азии. В результате мы идентифицировали 57 генов, демонстрирующих сильные сигналы положительного отбора в как минимум одной из трех больших популяций на разных континентах.

Любопытно, что большинство эпизодов отбора произошли от 6000 до 13000 лет назад, что соответствует периоду, когда многие популяции начали осваивать новые технологии, связанные с земледелием.

Между тем то же скотоводство, например, подразумевает жизнь бок о бок с одомашненными животными, постоянный контакт с биологическими отходами и т. д. При таком образе жизни популяции подвергались действию новых патогенов и, как позволяют предположить наши результаты, это привело к явлениям генетической адаптации организма-хозяина к возбудителям инфекционных заболеваний.

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