«Мобильные» митохондрии, «оседлые» хромосомы: как общество влияет на биологию

Одна из характерных особенностей нашего вида — огромное культурное разнообразие. Подобно генам, оно передается из поколения в поколение, ученые даже говорят о параллельной эволюции генов и культуры. Известный популяционный генетик, автор книги «Люди. По следам наших миграций, приспособлений и поисков компромиссов» Луис Кинтана-Мурси уверен, что это не просто совместное развитие, а еще и глубинное влияние одного на другое. В одной из глав книги он приводит примеры того, как социальные нормы в разных сообществах меняют разнообразие генов.

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 было 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.

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. Представим, что группа, составленная исключительно из одних мужчин, пускается в длительную миграцию через данный географический регион и скрещивается с женщинами — представительницами местных популяций. Смешанные популяции, появившиеся в результате этой миграции, будут демонстрировать определенную однородность на уровне Y-хромосом, поскольку в большинстве своем они происходят от одной и той же группы мужчин, но на уровне митохондриальной ДНК эти популяции будут довольно сильно различаться, поскольку по материнской линии они происходят от разных групп женщин. Перед нами пример того, каким образом культурный обычай — в данном случае миграция, различающаяся по полу, — влияет на уровень генетической изменчивости популяции. Что особенно интересно в популяционной генетике — опираясь на аналогию, мы можем поступать наоборот, то есть анализировать изменчивость Y-хромосомы и митохондриальной ДНК для того, чтобы изучать определенные культурные обычаи различных популяций, которые сильно различаются 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 частных миграциях женщин по сравнению с мужчинами, что отражается в более высокой степени однородности митохондриальной ДНК (которая перемещается вместе с женщинами), чем Y-хромосом (они остаются на месте). По сути, хотя нам известны случаи крупномасштабных миграций мужчин, например, во времена 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 Y-хромосоме, отражающие разнообразие мужской части популяции) по сравнению с женщинами (с учетом вклада женской части популяции, выявленного в результате анализа митохондриальной ДНК).

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

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 так же, что все эти пятьдесят детей мужского пола. В этом случае все они будут носителями одной и той же Y-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 генетической 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 2024 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 Y-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 генетической 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 Y-хромосомы и на уровне митохондриальной ДНК.

Исследование Майкла Бэмшеда и Линн Джорд из университета Юты 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 обычаю участвуют в формировании генетической изменчивости человеческих популяций.

Подробнее о книге «Люди. По следам наших миграций, приспособлений и поисков компромиссов» читайте в базе «Идеономики».