Почему у одних людей кожа светлее, чем у других? Исследователи привыкли относить это различие на счёт десятков тысяч лет эволюции: тёмная кожа защищает тех, кто живёт близ экватора, от интенсивного солнечного излучения, а в более высоких широтах она не нужна. Однако новый анализ древней ДНК наводит на мысль о том, что цвет кожи европейцев менялся на протяжении последних 5 тыс. лет, то есть дело не только в солнце, но ещё и в особенностях питания и половом отборе.

Наш вид, человек разумный, возник в Африке около 200 тыс. лет назад, и исследователи предполагают, что его первые представители обладали тёмной кожей, как сегодняшние африканцы, поскольку в Африке это выгоднее. Кожа приобретает свой оттенок благодаря высокому содержанию пигмента меланина, который блокирует ультрафиолетовое излучение и защищает от различных опасностей, в том числе от повреждения ДНК (оно может привести к раку) и расщепления витамина B. С другой стороны, клетки кожи нуждаются в определённом УФ-излучении для выработки витамина D. Это обстоятельство способствует тому, что популяции, удаляющиеся от экватора, со временем приобретают более светлую кожу.

Недавние исследования, однако, показали, что на самом деле всё гораздо сложнее. Во-первых, синтез меланина (а он встречается у людей в двух разновидностях) контролируется несколькими генами, каждый из которых, по-видимому, обладает своей историей эволюции. Более того, люди, оказывается, посветлели не сразу после того, как около 40 тыс. лет назад попали из Африки в Европу. В 2012 году, например, Хорхе Роча из Университета Порту (Португалия) и его коллеги, рассмотрев варианты четырёх генов пигментации современных португальской и африканских популяций, вычислили, что по крайней мере три из них получили эволюционную поддержку через десятки тысяч лет после исхода людей из Африки. В январе стало известно, что Карлес Лауэса-Фокс из Барселонского университета (Испания) и его коллеги секвенировали геном мужчины возрастом 8 тыс. лет со стоянки Ла-Бранья-Аринтеро (Испания) и обнаружили, что он был скорее темнокожим, то есть естественный отбор предпочёл светлую кожу сравнительно поздно в истории нашего вида.

На этот раз Марк Томас из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) и его коллеги выделили ДНК из 63 скелетов, найденных на стоянках Украины и в соседних странах. Исследователям удалось секвенировать три гена, имеющих отношение к пигментации, из 48 скелетов возрастом 4–6,5 тыс. лет: ген TYR, вовлечённый в синтез меланина, SLC45A2, помогающий контролировать распределение вырабатывающих пигмент ферментов в клетках кожи, и HERC2, определяющий, каким будет цвет радужной оболочки глаз — карим или голубым. Эти гены, как и все гены пигментации, существуют в нескольких вариантах, что приводит к различным оттенкам кожи, волос и глаз.

Сравнение вариантов этих генов из древних скелетов с таковыми шестидесяти современных украинцев, а также с выборкой из 246 современных геномов из соседних стран показало, что частотность вариантов, относящихся к более светлым коже и волосам, а также голубым глазам существенно выше у современных популяций. Например, у сегодняшних украинцев в среднем в восемь раз больше вариантов гена TYR, отвечающих за светлую кожу, и в четыре раза больше вариантов, имеющих отношение к голубым глазам, чем у древнего населения этой страны. А вот у африканских популяций нет ни одного из этих вариантов.

Таким образом, хотя первобытные обитатели Украины определённо обладали относительно светлыми кожей и волосами и у них чаще встречались голубые глаза по сравнению с их предками, вышедшими из Африки, эволюция на этом не остановилась. Учёные провели компьютерное моделирование, с тем чтобы выявить различие между естественным отбором и «генетическим дрейфом», то есть нейтральной мутацией — случайными изменениями частности генетических вариантов. Принимались во внимание размеры древних популяций и скорость генетических изменений (то есть нужно было узнать, соответствует ли скорость дрейфа скорости эволюционных изменений). Выяснилось, что гены пигментации продолжали активно меняться под действием естественного отбора 5 тыс. лет назад и позже, причём сила давления отбора на них сопоставима с той, что в то же время действовала на другие гены, переживавшие период больших изменений: гены усваиваемости лактозы и устойчивости к малярии.

Но почему за десятки тысяч лет, прошедших с момента исхода из Африки, естественный отбор не успокоился? Почему цвет кожи, волос и глаз продолжал меняться, хотя необходимость в защите от повышенного УФ-излучения давно отпала? По-видимому, полагают исследователи, когда люди были охотниками и собирателями, они получали большое количество витамина D с пищей, особенно с рыбой и печенью животных. Затем пришло время земледелия и скотоводства, когда основными продуктами питания стали пшеница и ячмень, и организму надо было самостоятельно вырабатывать больше витамина D.

Что касается светлых волос и голубых глаз, то г-н Томас и его соавторы выдвигают гипотезу о половом отборе: светловолосые и голубоглазые считались более привлекательными и, следовательно, давали больше потомства. Как известно, даже гуппи (не говоря уже о других животных), предпочитают спариваться с теми, кто выглядит необычно и выделяется на общем фоне...

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Подготовлено по материалам ScienceNOW.