Третий шимпанзе

Первые две проблемы молекулярная биология решила к 1970 году. Лучшей молекулой оказалась дезоксирибонуклеиновая кислота (сокращенно — ДНК). Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик показали, что ее молекулярная структура представляет собой двойную спираль, и это открытие произвело революцию в генетике ДНК состоит из двух комплементарных и чрезвычайно длинных цепочек. Звенья этих цепочек — небольшие молекулы четырех видов, и в их последовательности закодирована вся генетическая информация, передающаяся от родителей к потомству Быстрый способ оценки изменений структуры ДНК заключается в смешивании ДНК двух видов и последующем определении на сколько градусов точка плавления смешанной (гибридной) ДНК ниже точки плавления ДНК от одного вида.

Этот метод обычно называют гибридизацией ДНК. Оказывается, понижение температуры плавления ДНК на 1 градус по Цельсию (сокращенно: ΔT=1 °C) означает, что структура ДНК двух видов различается приблизительно на 1 процент.

В 1970-х биологи-молекулярщики и систематики в большинстве своем не интересовались научными изысканиями друг друга. Одним из немногих систематиков, оценившим потенциал новой методики — гибридизации ДНК — был Чарльз Сибли, орнитолог, тогда находившийся в должности профессора орнитологии и директора Музея естественной истории имени Пибоди Йельского университета. Сложность исследований в области систематики птиц объясняется анатомическими ограничениями, связанными со способностью к полету. Для птиц, отличающихся схожим поведением (например, способных ловить насекомых в полете) существует ограниченное число вариантов анатомического строения, и в результате птицы с похожим поведением отличаются одними и теми же особенностями анатомии, независимо от их происхождения. Вот другой яркий пример: американские грифы выглядят и ведут себя практически так же, как грифы Старого Света, однако биологи пришли к выводу, что первые являются родственниками аистов, а вторые — коршунов, а их сходство объясняется одинаковым жизненным поведением. Устав бороться с недостатками традиционных методов расшифровки родственных связей птиц, в 1973 году Сибли и Джон Алквист решили применить метод ДНК-часов. По сей день их исследования являются примером наиболее широкого применения молекулярно-биологических методов в систематике. Результаты этих исследований Сибли и Алквист начали публиковать только в 1980 году. В ходе работ при помощи метода ДНК-часов было исследовано около 1700 видов птиц — а это почти пятая часть всего видового разнообразия птиц!

Нововведение Сибли и Алквиста носило фундаментальный характер и посему поначалу вызвало горячую полемику: лишь немногие ученые сумели провести достаточно широкий спектр экспериментов для полного понимания его сути. Вот примеры типичной реакции моих ученых друзей.

Анатом: «Мне надоело об этом слушать. Я больше не обращаю внимание на публикации этих парней».

Биолог-молекулярщик: «С методикой у них все в порядке, но зачем же заниматься такой скучной штукой, как систематика птиц?»

Биолог-эволюционист: «Это все любопытно, однако прежде чем мы поверий в результаты, их необходимо проверить при помощи огромного количества других методов».

Генетик: «Результаты их работ — это божественное откровение, да уверует в них весь научный мир!»

Лично я считаю, что последняя точка зрения со временем окажется ближе всех к истине. Во-первых, принципы работы ДНК-часов незыблемы; во-вторых, в работе Сибли и Алквиста использованы ультрасовременные методы; и, в-третьих, внутренняя непротиворечивость полученных ими результатов измерения генетического расстояния для более чем восемнадцати тысяч гибридизованных пар ДНК птиц свидетельствует о достоверности общих результатов исследований.

Подобно Дарвину, благоразумно решившему сначала обработать имевшиеся у него свидетельства изменчивости усоногих раков, и лишь потом приступить к щекотливому вопросу изменчивости человека, Сибли и Алквист в течение большей части первого десятилетия исследований в области ДНК-часов занимались птицами. Первые результаты применения аналогичных методик для выяснения происхождения человека были опубликованы ими Только в 1984 году и доработаны в более поздних публикациях. Данное исследование проводилось на материале ДНК человека и всех наших ближайших родственников: шимпанзе обыкновенного, карликового шимпанзе, гориллы, орангутанга, двух видов гиббонов и семи видов обезьян Старого Света. Результаты исследований приведены на рис. 1.