Приключения Луки, повелительница зверей и связь алкоголя с интеллектом: новости науки
Лука и происхождение жизни
Вы до какого колена знаете своих предков? Древнейший известный из моих, Лука, жил больше 4 млрд лет назад, но даже про него мы узнаем все больше. Он, кстати, и ваш — LUCA, last universal common ancestor, то есть «последний известный общий предок», потому так и зовется, что был предком всех существующих сегодня организмов — любой обитатель Земли в основе своей биохимии имеет несколько сотен доставшихся от него генов. Сравнивая их варианты, ученые все больше узнают про Луку.
Новое исследование, опубликованное в Nature Ecology & Evolution, сравнивает общие последовательности в геномах 700 современных микробов из разных групп. В ДНК этих бактерий и архей искали общие черты, а потом по числу изменений в общих генах определяли время их расхождения. Это называется «метод молекулярных часов» — он по числу различий между геномами двух существ дает возможность определить, когда жил их общий предок. Ход молекулярных часов калибровали с помощью анализа окаменелостей древних организмов и изотопов в них.
Получилось что Лука жил еще раньше, чем думали, — 4,2 млрд лет назад, когда Земля только-только сформировалась. Более того, Лука жил не в гордом одиночестве, а в своей экосистеме, вместе с другими организмами, — у него нашли даже иммунную систему, способную запоминать и выявлять вирусы.
Невероятно быстро все же возникла жизнь на Земле(а точнее, в воде). И у Луки уже были основные приметы современных бактерий, он уже был клеткой с геномом, кодировавшим около 2600 белков, — примерно столько же, сколько и ДНК нынешних микробов. Но как эволюция успела сформировать в столь короткие сроки этот сложнейший аппарат управления жизнью клетки с помощью ДНК и РНК? Это остается одной из самых интригующих загадок для науки.
Исследование подтвердило данные предыдущих — о том, что Лука был анаэробом (то есть кислород был для него ядовит), теплолюбивым «термофилом» и питался растворенными в воде углекислым газом и водородом. Предполагают, что он жил возле подводных вулканов, которые выделяли водород и согревали воду.
Главное открытие нового исследования касается иммунной системы Луки — у него нашли 19 генов того самого аппарата CRISPR-Cas9, с помощью которого современные бактерии измельчают генетический материал атакующих их вирусов. Вдохновленный этим аппаратом метод редактирования геномов потенциально является чуть ли не самым продвинутым технологическим достижением в истории человечества — ведь с его помощью мы сможем создавать новых живых существ и управлять собственной эволюцией. А у Луки CRISPR был еще в начале времен, так что не будем переоценивать собственные достижения.
Неандертальцы постепенно превращались в сапиенсов
Еще одно важное исследование про наших предков, уже не столь отдаленных. В журнале Science вышла новая часть одного из самых интересных «научных сериалов» современности — саги про отношения сапиенсов с неандертальцами.
Напомню краткое содержание предыдущих серий (последних исследований): современные люди унаследовали 1–2% генома от неандертальцев — в основном в результате одного длительного периода «перемешивания» сапиенсов с неандертальцами, который начался около 47 000 лет назад и длился 6000–7000 лет, то есть примерно с момента начала успешной колонизации сапиенсами Европы и до исчезновения неандертальцев.
Известно и про более ранние контакты — когда 70 000 лет назад сапиенсы стали заселять Ближний Восток, где неандертальцы давно жили. А данные неандертальца из Сибири, жившего 120 000 лет назад, показали, что даже у него были гены сапиенсов. Раскопки тоже подтверждают, что разные группы сапиенсов совершали путешествия из Африки на Ближний Восток и еще дальше задолго до «большого и окончательного выхода из Африки». Правда, их деяния не оставили следов в генах современных людей, ведь потомки большинства групп древних людей не дожили до нашего времени.
Новое исследование смотрит на обмен генами с точки зрения неандертальцев: анализ их ДНК показал, что они унаследовали от сапиенсов до 10% своего генома, включая несколько генов, участвующих в развитии мозга.
Работа устанавливает новую дату первого смешения сапиенсов с неандертальцами — они начали заводить детей более 200 000 лет назад, когда сапиенсы только формировались. Было и два других потока генов от сапиенсов к неандертальцам — один около 100 000 лет назад, другой около 50 000 лет назад. Эти данные еще больше размывают границы между неандертальцами и современными людьми: в разные эпохи по планете бродили разного рода их гибриды (останки которых нашли и в Европе, и на Ближнем Востоке). Мы тоже — плод такой гибридизации.
Второй важный вывод из исследования: неандертальцев было еще меньше, чем думали. Авторы подсчитали, что во время прихода сапиенсов в Европу размножающаяся популяция неандертальцев составляла менее 3000 человек, — видимо, из-за жизни в суровом климате.
«Люди с генами неандертальцев не исчезли внезапно, — заключает один из авторов исследования, — их потомство просто приобретало все больше и больше ДНК сапиенсов. Их захлестнули волны сапиенсов, пришедшие из Африки».
«Повелительница зверей» и ее коллеги
Десятое тысячелетие до нашей эры — очень интересное время. На планете резко теплеет, исчезает мегафауна, а люди в плодородных регионах Ближнего Востока начинают переходить к совсем другому способу жизни — оседлому. Скоро появятся первые земледельцы и скотоводы, но пока, в самом начале эпохи докерамического неолита, они все еще охотники и собиратели, но уже строят первые огромные культовые сооружения, типа Гебекли-Тепе, и первые прообразы городов, вроде Иерихона. Не очень понятно, что привело к этой великой смене образа жизни и мышления, как и то, почему охотники стали земледельцами, — копытных, на которых в основном охотились люди, вроде бы было по-прежнему немало, а жизнь земледельца малопривлекательна.
В журнале L'Anthropologie вышло любопытное исследование одной из могил этого периода на раскопках поселения Чемка-Хёюк, расположенного в Северной Месопотамии, на юго-востоке современной Турции. Среди прочих найденных там могил одна оказалась весьма необычной — женщину 20–25 лет, видимо шаманку, похоронили, накрыв черепом быка. В могиле нашли и кости разных других животных — одного древнего пса или другого представителя семейства псовых, шесть костей мелкого рогатого зверя, кости куницы и куропатки. Предполагают, что женщина могла выступать посредником между миром людей и животных.
Похожую «шаманку» с костями разных животных в могиле, жившую 9000 лет назад, нашли недавно в Германии. Вспоминаются и другие места в Анатолии, такие как протогород Чатал-Хююк с многочисленными найденными там фигурками «повелительницы зверей». Да и повсюду в мире еще долго будет длиться эпоха «шаманок», а изображения крепких вооруженных мужиков со львом под мышкой появятся только ближе к началу бронзового века. Но черты древней повелительницы животных еще долго будут узнаваться в разных богинях, таких как Артемида.
Сон, алкоголь и интеллект
Самая аморальная научная новость последнего времени — и одна из самых веселых. Исследователи из Имперского колледжа Лондона проанализировали данные 26 000 британцев в возрасте 53–86 лет из базы Biobank, чтобы выяснить, как продолжительность и хронотип сна связаны с когнитивными способностями (участники прошли четыре теста на «текучий» интеллект, рассуждения, память, сообразительность и т.п.).
Оказалось, во второй половине жизни «совы» показывают результаты в среднем существенно лучшие, чем у «жаворонков». А промежуточный тип, как ему и положено, где-то посредине. Те, кто часто спит меньше шести часов, тоже не показывают блестящих способностей, но еще сильнее «тупят» те, кто спит больше девяти часов.
Заодно ученые посмотрели, как связан интеллект с другими параметрами, занесенными в базу Biobank, — и тут перед исследователями раскрылась бездна: выяснилось, что самый высокий интеллект у тех, кто употребляет алкоголь ежедневно, а вот выпивающих раз в неделю и тем более раз в месяц порадовать нечем — как выражаются исследователи, «это в некоторой степени коррелирует с более низкими показателями когнитивных способностей».
Дальше — больше. Женщины показали хуже результаты, чем мужчины, а более пожилые люди ответили на вопросы тестов хуже, чем молодые. Хорошо хоть данные о расах и нациях не попали в руки к британским ученым (или попали, но ученые себе не враги).
Безнравственность всей этой статистики немного исправляют разве что курильщики, оказавшиеся менее интеллектуальными, чем никогда не курившие, причем значительно. Но и здесь мораль получается не вполне педагогической: бросившие курить умнее обеих этих групп.
На самом деле подобные корреляционные исследования ничего не говорят о причинах обнаруженных связей (которые к тому же могут быть довольно своеобразны в группе немолодых британцев). Чтобы понять, почему, например, «совы» показали лучшие результаты, чем «жаворонки», нужны новые исследования. И уж точно вы вряд ли «поумнеете», если начнете позже ложиться или больше пить.