Анализ митохондриальной ДНК 81 жителя северной и восточной Африки показал, что 40–45 тысяч лет назад некоторые из потомков тех людей, которые вышли из Африки 60–80 тысяч лет назад и заселили Азию, вернулись на свою африканскую прародину. Поскольку это произошло одновременно с вторжением Homo sapiens в неандертальскую Европу, ученые предполагают, что обе миграции имели общую причину — изменение климата в западной Азии. Не исключено, что первые позднепалеолитические
культуры Европы (Ориньяк) и Африки (Даббан, Dabban) имеют единое западноазиатское происхождение.
«Элементы» уже не раз писали о реконструкции древнейших событий человеческой истории на основе анализа митохондриальной ДНК (см. ссылки внизу). Скорость накопления мутаций в мтДНК приблизительно известна. Поэтому, сравнивая между собой мтДНК любых современных людей, можно по величине различий определить, когда жила их общая «митохондриальная праматерь» (подробнее о методе см. Молекулярные часы).
В общих чертах эволюционная история Homo sapiens по молекулярным и археологическим данным выглядит следующим образом. Около 200 тысяч лет назад в Африке появляются «анатомически современные» люди. Они потихоньку расселяются по Африке, а затем около 100 тысяч лет назад совершают первую неудачную попытку выйти за ее пределы по Суэцкому перешейку (и, возможно, сталкиваются с неандертальцами в западной Азии).
Около 60–80 тысяч лет назад небольшая группа современных людей покидает Африку, переправившись через Баб-эль-Мандебский пролив. Эти люди были носителями митохондриальных линий M и N, и от них происходит всё неафриканское человечество. Двигаясь вдоль побережья Индийского океана и оставляя за собой характерные раковинные кучи (видать, любили морепродукты), они заселили южную, юго-восточную и центральную Азию и вскоре перебрались в Австралию. Значительно позже (40–45 тысяч
лет назад) они появились на юго-востоке Европы и за несколько тысячелетий заселили этот материк, вытеснив неандертальцев.
Что касается африканцев, то они, как считалось до сих пор, в основном являются потомками тех людей, которые никогда не покидали своей прародины. Это подтверждается прежде всего гораздо более высоким разнообразием типов мтДНК у африканцев по сравнению с не-африканцами (у первых сохранились разнообразные древние варианты мтДНК, а у не-африканцев — только те варианты, которые были у небольшой группы людей, вышедших из Африки 60-80 тысяч лет назад, а именно разные
вариации типов M и N).
В статье, опубликованной в последнем номере журнала Science, генетики из Италии, Франции, Израиля, Ирака и Германии добавили важную новую деталь в эту картину. Они обратили внимание на то, что у коренных жителей некоторых северных и восточных районов Африки довольно часто встречаются два нетипичных для африканцев варианта мтДНК. Один из этих вариантов (M1) относится к группе M, которая распространена в южной и юго-восточной Азии и в Океании. Второй вариант (U6)
относится к распространенной по всей Евразии подгруппе R группы N.
Проще всего было бы предположить, что это — результат каких-то сравнительно поздних миграций азиатов в Африку. Но это предположение не подтвердилось. Ученые определили последовательность нуклеотидов мтДНК у 51 носителя варианта M1 и 30 носителей варианта U6. Сравнение этих последовательностей с другими известными последовательностями человеческой мтДНК показало, что обе линии (M1 и U6) — весьма древние. Они, несомненно, происходят от
евразийских групп M и N, но обособились от них давно — около 40 тысяч лет назад.
Родословная митохондриальной ДНК человека. Зеленым цветом выделены линии, распространенные в Африке. Ось слева показывает предполагаемое время расхождения линий. Рис. из статьи в Science
Крайне любопытно, что ближайшей родственницей линии U6 является линия U5, которая, по мнению многих экспертов, маркирует носителей культуры Ориньяк, то есть первых людей современного типа, проникших в Европу 40–45 тысяч лет назад.
Приняв во внимание множество дополнительных фактов, исследователи предположили следующее. Вышедшие из Африки люди, вероятно, долгое время были отрезаны от своей прародины и от Европы пустыней, которая простиралась от северной Африки до центральной Азии. Около 45 тысяч лет назад климат улучшился, и люди проникли с востока в Левант. Это были носители вариантов мтДНК U5, U6 и M1.
По-видимому, где-то здесь, в западной Азии, они приобщились к позднепалеолитической культуре — то есть самым передовым технологиям того времени. Из Леванта они стали расселяться дальше: «племена» U6 и M1 направились в северную Африку, а «племя» U5 — в Европу. Из этого следует, что древнейшие африканские и европейские позднепалеолитические культуры — Даббан и Ориньяк — возможно, происходят от общего западноазиатского
корня.
Впервые надежно зарегистрирован процесс одиночного рождения топ-кварка, за которым физики охотятся уже много лет. Ключевую роль сыграли «умные» алгоритмы обработки информации. Разработанные методы должны помочь в поиске бозона Хиггса.
Китайские палеонтологи вновь порадовали мир удивительной находкой. На этот раз им посчастливилось обнаружить великолепно сохранившиеся остатки древнейшего млекопитающего, способного к планирующему полету. Эта находка показала, что способность летать появилась у млекопитающих на 70 млн лет раньше, чем считалось, — уже на начальных этапах их эволюции.
Обнаружен ген, отключение которого у мышей приводит к смерти, а у человека — к полной потере болевой чувствительности. Этот ген кодирует белок, участвующий в транспорте ионов натрия через мембраны нейронов, отвечающих за болевые ощущения. Открытие дает возможность фармакологам разработать новые высокоэффективные анальгетики.
В окаменевших капельках смолы хвойных деревьев, росших 220 миллионов лет назад на территории южных Альп, обнаружены прекрасно сохранившиеся микроорганизмы, многие из которых очень близки к современным родам и даже видам. Открытие показывает, что сообщество обитателей крошечных капель воды на коре деревьев практически не изменилось со времен первых динозавров.
Эксперименты итальянских физиков позволили наконец-то дать окончательное объяснение явлению быстрого звука в воде. Из двух существующих сегодня теорий — вискоэластичной и двухкомпонентной — эти эксперименты подтвердили первую и опровергли вторую.
Американские физики рассмотрели модель эволюции вселенной, которая похожа на нашу во всех отношениях, кроме одного — в ней нет слабого взаимодействия. Оказывается, что и в таком «обедненном» мире возможен первичный нуклеосинтез, приводящий к рождению водорода и гелия в «нашей» пропорции. В «неслабой» вселенной теоретически возможно даже возникновение жизни.
Американские биологи расшифровали механизм, при помощи которого кишечная палочка приостанавливает работу своих генов при недостатке ресурсов и снова включает их, когда условия улучшаются. Данная регуляторная система, основанная на конкуренции между ДНК и РНК за контроль над ферментом РНК-полимеразой, возможно, является одним из отголосков эпохи РНК-мира.
Группе астрономов, работающих на новом ультрафиолетовом телескопе GALEX, запущенном 28 апреля 2003 года, удалось с самого начала наблюдать процесс поглощения звезды черной дырой в одной из отдаленных галактик в созвездии Волопаса. Наблюдение продолжается, поскольку «трапеза» черной дыры еще не закончена.
Изучив структуру фермента РНК-зависимой РНК-полимеразы, размножающей короткие молекулы РНК у гриба Neurospora crassa, британские и финские биологи пришли к выводу, что этот белок, способный размножать молекулы РНК без участия ДНК, представляет собой реликт эпохи РНК-мира. На его древность указывают результаты сравнения с другими изученными РНК-полимеразами.