Глава ІХ. Археогенетика
Първи стъпки
“На изток и на запад, към Европа и към Африка, се отправя голям поток от индийци, който, въпреки че намалява непрекъснато в процеса на придвижване, успява да проникне в Западна Европа.” С тези думи генетиката се появява на сцената на теориите за човешката еволюция.
Тези думи са част от доклад, представен пред Salonika Medical Society през 1918 г., който по-късно е преведен и публикуван в “The Lancet”. Авторите на доклада са съпрузите Herschfeld, работещи заедно на Балканите.
Първата световна война заварва съпрузите Herschfeld на Балканите в Централната бактериологична лаборатория на Кралската сръбска армия, която е част от Съюзническите сили, сражаваща се срещу германците и българите.
На страната на съюзниците се сражават войници от почти всички краища на света и семейство Herschfeld се заема да проучи типовете на кръвните им групи. От всяка “раса” те вземат кръвни проби на 500-1000 души. Според Herschfeld това е било изключително много работа, но която е била по-лесно осъществима във военно време, отколкото след това, когато изследването би отнело години пътуване.
Съпрузите Herschfeld установяват значителни разлики в честотата на разпределение на кръвните групи между отделните “раси”. Тяхното обяснение е, че Homo sapiens включва две отделни “биохимични” раси с различен произход – едната произхожда от Индия, а другата – от Северна или Централна Европа.
Погледнато с очите на съвременния човек, близо сто години по-късно, тази “кръвна” спекулация за произхода на човечеството, която напълно изключва Африка, изглежда напълно погрешна. Въпреки това обаче, предусещането на съпрузите Herschfeld за нуждата от по-широко приложение на генетиката в антропологията и в изследванията за произхода на човека е изключително правилно.
Няколко десетилетия по-късно, в края на 80.години на миналия век се появява една нова дисциплина, която прави революция в науката. Това е археогенетиката. Археогенетиката е част от молекулярната генетика. През последните години тази наука спомага много за изследване на човешкото минало.
Изследване чрез гените
През последните близо три десетилетия част от генетичните изследвания са насочени към реконструиране на човешкия произход чрез изучаването на части от ДНК от малки клетъчни структури наречени митохондрии. ДНК е съкращение от Дезоксирибонуклеиновата киселина, която е носител на наследствеността. ДНК е физическия носител на генетичната информация. Тя е разположена в по-голямата си част в клетъчното ядро и при човека представлява последователност от около 3, 4 милиарда бази.
Всички човешки и животински клетки съдържат митохондрии. мтДНК се наследява по майчина линия, което е особено важно при изследванията на съвременния човек. В мтДНК стават мутации, като след тях остават маркери, които играят ролята на „бар-код” и могат да бъдат разчетени. Най-ранните са маркери, открити в Африка при чернокожите жители на този континент.
Археогенетика
Първите опити са направени през 1990 г. като са били използвани стандартни генетични маркери. По-късно те са заменени от големи масиви ДНК бази, които са носители на наследствеността. ДНК база се състои от митохондриалната ДНК и Y-хромозома. Хромозомът е носител на генетична информация, като подреждането и броят на хромозомите са видово специфични.
мтДНК – носи в себе си такова богатство генетичен материал, което го прави уникален инструмент за изследване на човешкия произход. Според разбирането половината от ДНК на майката и половината от ДНК на бащата се сливат, за да създадат уникална група от гени, които участват в изграждането на човешкото същество. мтДНК в спермалната клетка отслабват и умират, докато тези в яйцеклетката живеят незасегнати от поколение на поколение. Така всеки един носи малко или повече точно копие на мтДНК от своята майка и майката на своята майка и от нейната майка и т.н. назад през безбройните поколения.
Терминът “повече или по-малко точен” е ключът за учените, които разкриват мистерията на човешкия произход. Това е така защото както цялата ДНК, така и мтДНК е подложена на случайни мутации във времето. И тъй като тези мутации са предадени непокътнати на следващите поколения, те започват да трасират фамилните клонове. Ако две нишки на мтДНК от двама различни индивида разкриват еднаква мутация, то тези хора трябва да притежават една и съща древна пра-пра-пра-прабаба, от която тази мутация произхожда.
Позовавайки се на разбирането, че тези генетични мутации възникват повече или по-малко редовно през времето, учените могат да сравняват две проби от мтДНК. По този начин всички хора могат да бъдат проследени чак до древната митоходрийна “Ева”, живяла в Африка вероятно преди 150 000 години. Естествено, това не означава, че Ева е била единствената жена на Земята по онова време, а просто че тя е била единствената, която притежава непрекъсната линия от женски потомци.
Тази “Ева” без съмнение е била източник на всички гени на съвременната човешка популация. Във всеки човешки индивид има комбинацията от 30 000 гени от много различни прародители, простирайки се назад през поколенията.
Преди 2.5 милиона години тръгва нов клон в човешкото развитие и ние всички сме произлезли от него. Но всяка мтДНК е копие само от една права линия от предшественици: майката на майката, на майката, на майката и т.н. По същия начин мтДНК от “Ева” свързва всички съвременни хора в единна популация с древни човешки същества, които са живеели в Африка преди няколко десетки хиляди години. Според някои специалисти тази популация е възлизала на около 10 000 души. Африка е началният пункт на най-важното пътешествие на човечеството. Днес се прави първата генетична карта на миграцията.
Част от отговора за нашия произход идва преди две и половина десетилетия, когато учените шокират света с откритието, основано на генетични изследвания, че всички живи човешки същества днес са наследници на жена живяла в Африка преди 150 000 г. и естествено е наречена “Ева”.
През 1987 г. Ребека Кан установява, че генетичните маркерите тръгват от Африка или всички сме роднини по линия на чернокожата “Ева”. Първите мутации са станали в Африка преди 150 000 години.Това е първият етап на разселване, което съвпада с по-ниското ниво на морето - 45 м и което означава поява на острови и рифове.
Причините за това напускане на Африка могат да бъдат най-различни, но ние никога няма да знаем със сигурност защо и как е станало. Можем само да предполагаме. Преди всичко това са климатични промени, които са довели до намаляване на хранителните ресурси, любопитство, случайност и др. Нашите предци са търсели храна, ресурси, земи, може да са следвали пътя на стадата, но със сигурност не са се стремели да откриват нови континенти....
Заключителният етап на човешката одисея отново е предизвикан основно от промяна в климата. При оттеглянето на моретата през периода на натрупване на ледените шапки на полюсите преди 20 000 – 25 000 хиляди години е ставало придвижване на популациите.
Генетичните изследвания предполагат, че само един клон от древните хора мигрират от Африка, за да доведе до появата на съвременните популации. Изследването върху климатичните промени спомага да се определи приблизително точно времето, когато тази миграцията се е осъществила.
Преди около 80 000 години световният климат започва да се захлажда. Полярните ледници напредват към Европа, нивото на световния океан е по-ниско, а голяма част от Африка се превръща в пустиня. Тази климатична промяна протича по време, когато човешките групи пресичат Арабския полуостров в посока днешните територии на Индия и Югоизточна Азия.
Нашите прадеди, напускайки Африка, пресичат Червено море и се придвижват на изток към днешен Йемен. От там те достигат Индия, след което се появяват в Австралия, а по-късно достигат и Европа. По всяка вероятност е имало само един успешен опит за миграция извън Африка. Във всеки случай е имало една група, която е успяла да напусне Африка по този „южен” път. Дори да е имало други опити направени от други групи, което естествено е много вероятно, то или опитите не са били успешни, или групите не са оставили генетични маркери след себе си. Ние, днешните хора, сме наследници именно на тази група, която е успяла да напусне Африка в споменатия период и да остави генетична следа след себе си....
Що се отнася до евентуални други пътища на разселване, то те са били прекъснати по климатични причини. На север групите не са могли да се придвижват, защото са блокирани от пустинята на територията на днешна Сирия. На запад пустинята Сахара е представлявала също естествена преграда. Следователно, е оставала само една възможност, в южна посока. В подкрепа на това твърдение са последните открития на генетика.
Според Мартин Ричардс и колегите му от Хъдерсфилдския университет цялото население на Земята може да се проследи назад във фамилно дърво, което има корени в Африка и един единствен клон, който води извън континента и оттам по целия свят. Изследването на Мартин Ричард разкрива детайлна карта на човешкото семейно дърво и неговите различни клонове. Първите човешки останки от Homo sapiens, датиращи от около 100 000 г., са били намерени на територията на днешен Израел.
Възможна причина за това останки от Homo sapiens да бъдат открити на територията на днешен Израел по всяка вероятност са били климатичните условия. Застудяването на климата е принудило Homo sapiens да напусне северна Африка и да достигне Израел. По това време обаче има кратък ледников период и Homo сапиенс е “приклещен” между крайбрежието на северна Африка и Сахара.
Следователно преди 100 000 години Номо сапиенс вече е живял извън Африка, след като е успял да влезе в Близкия Изток през полуостров Синай. След като достигнали тази територии преди 100 000 години, предците ни измират поради засушаване на района. В ареала на Кавзех, днешен Израел има пещери, в които са открити запазени скелети на Номо сапиенс, включително и на дете.
Минават 30 000 години преди да бъде направен следващият опит. Homo sapiens sapiens е принуден да се придвижва на север и изток поради поредното понижаване на температурите. Ледът сковава големи територии, включително и част от районите, обитавани от Homo sapiens sapiens. Хранителните и животинските ресурси намаляват драстично. Вследствие застудяване и акумулиране на водни маси от ледниците спада нивото на световния океан. Homo sapiens sapiens са принудени да бъдат рибари и събирачи на „морски плодове”.
През 1999 г. е организирана експедиция за търсене на Номо Сапиенс в Еритрея. В залива Зула на брега на Червено море в риф са намерени каменни сечива на 125 000 години.
Заливът Зула
Сечивата, мидите и стридите са открити на древна тераса дълга 6.5 км и разположена на 15 м над водата. Уловът и събирателството означават повече храна, което води до увеличаване на популацията, повече деца, а оттам нараства и необходимостта от повече храна.
По този начин се появява необходимостта да се направи опит Homo sapiens sapiens да се прехвърли отвъд Червено море. Генетиката и климата са в основата на причините довели до това Homo sapiens sapiens да напусне Африка по южния път преди 80 000 – 70 000 години.
Последните проучвания на ДНК на няколко групи от населението показват, че съвременните хора произхожда от Африка, откъдето мигрират към други части на света. Това е един от основните въпроси, които хората си поставят вече хиляди години "Откъде идваме?" В последните години различните подходи, използвани от молекулярна и физическа антропология, са довели до противоположни мнения, за това как съвременният човек еволюира от нашите архаичните предци.
1. Multi-регионалното развитие допуска, че съвременният човек еволюира от архаични форми (като неандерталец и Хомо еректус) едновременно в различни райони на света. Приема се, че има приемственост на морфологичните характеристики между архаичните и съвременните хора. Сега малък брой специалисти приемат подобна теза.
2. Според най-новите теории съвременният човек еволюира в Африка между 100 000 - 200 000 години. Съвременните хора впоследствие колонизират останалата част от света, без генетични смесване с архаични форми. Тази хипотеза е подкрепяна от генетични доказателства.
Има много важни въпроси, които остават да бъдат решени, като например как и кога аборигените са пристигнали в Австралия, какво е еволюционната история и връзките между северно- и южноамериканските индианци.
Реално това придвижване е могло да се осъществи по два пътя:
- на север – през пустинята Сахара, но това е било трудно, опасно и повече от несигурно.
- “Южният път” предполага необходимостта да се мине през това, което днес рибарите наричат „Портата на плача” или “Печалната порта”. Водата е с ширина 10 мили (16 км) и минаването е много по-лесно, още повече, че преди 80 000 - 70 000 години нивото на водата е било по-ниско с 45 метра. На юг нашите предци виждат зелените хълмове на Йемен от насрещната (източната) страна на Червено море.
По всяка вероятност това е първият етап на разселване и най-важното пътуване на човечеството, което то прави преди 80 000 години. Това разселване е било възможно да се осъществи в южна посока, като е било достатъчно да се пресекат 10 мили водна площ при днешен Йемен. Всъщност от тези, които достигат и оцеляват на девствена земя, започва човечеството.
В Аденския залив има изобилие от хранителни ресурси в сравнение с Африка. От земите на днешен Йемен, по южното крайбрежие, групите намират дивеч, прясна вода, оазиси. Първите съвременни хора се спират и живеят тук – пред прага на човечеството.
След Африка и достигането на Арабския полуостров при днешен Йемен миграцията тръгва в различни посоки - на север, запад, изток и юг. Оттук тръгва единствена и непрекъсната митохондиална линия. Това са семейства, от 5 до 20 човека в непрекъснат контакт помежду си, обединени в групи, като се предполага, че групите са били минимум 200 души, в противен случай не биха могли да оцелеят при глад, болести, опасности. Първоначално в групата трябва да е имало 5-6 генетични линии при численост от поне около 250 души.
При една изолирана популация за период от 1000 години се получава една генетична линия, т.е. тя се редуцира и се получава т.нар. генетичен дрейф. За 1000 години линиите намаляват, но числеността остава. При малки изолирани общности - остава 1 мтДНК - остава една линия – членовете на групата се кръстосват помежду си. Или на това преселение отговаря една генетична линия.
Защото всички неафриканци имат една обща генетична линия. Австралийските папуаси, популациите в ЮИ Азия, европейците, индианците, китайците, всички ние произлизаме от една линия. Преди 80 000 години се формират различните белези на физическа и културна адаптация, като резултат от различните условия, в която се намират отделните групи.
Homo sapiens sapiens или потомците от Африка достигат Близкия изток и преди около 45 000/40 000 години започват да колонизират и преобразуват Европа.
Други групи от Homo sapiens sapiens се движат по крайбрежието на изток – по брега на Индийския океан и достигат Малайзия.
След около 60 000 години се установяват в джунглите на Малайзия, адаптират се за живот в джунглите на Югоизточна Азия, кожата им изсветлява. Приема се, че скоростта на движение е била средно 1 миля за 1 година.
Няма обаче археологични данни за движението от Африка към Австралия защото морето е погълнало археологическите доказателства. Такива доказателства се намират едва в Малайзия. От Малайзия нашите прадеди пропътували през пълните с акули води до Австралия, където оставили каменни артефакти, датиращи отпреди 60 000 г.
По това време протича едно уникално събитие, с огромни последици за историята на човечеството. Това е изригването на вулкана Тоба на остров Суматра, днешна Индонезия, което е датирано преди около 74 000 години
Това е най-голямото изригване за последните 2 милиона години. Стълбът от прах е достигал 40 км височина и е изчислено, че е имало 6 вулканични зими. Вследствие на това изригване Северна Малайзия, Индия и Близкия Изток са засипани от пепел.
Ерупцията или изригването е датирано на 74 000 години, което отговаря точно на напускането ни преди 80 000 години на Африка при предполагаемата скорост от 1 миля на година!
На територията на Малайзия живеят племена с по-светла кожа в сравнение с другите племена от джунглата - семанги. Семангите са най-древните племена на Малайския полуостров. Вероятно това са потомци на тези, които преди 74 000 години са застигнати от изригването на Тоба.
Кратерът на вулкана, който сега е езеро с дължина 90 км
Взети са проби от ДНК, за да се установи дали семангите произлизат от Африка. Те са живели изолирано близо 80 000 - 70 000 години. Семангите имат уникални генетични черти, вероятно те са преминали през самостоятелно развитие и може би са предци на австралийците и папуасите. В Малайзия са намерени каменни сечива в долината Kota Tampan. Това са двустранни клинове, чиято изработка предполага наличие на развит интелект, логическа последователност и систематичност. Със сигурност това са били сечива на съвременни хора.
В случая генетиката и археологията са на едно мнение – това е част от пътя на Homo sapiens sapiens, което и обяснява защо семангите имат уникални генетични линии. Това е и първото веществено доказателство за миграцията от Австралия.
Преди 74 000 години морето е било с 50 м по-ниско. Някъде след това започва колонизацията на Австралия или второто голямо разселване на човека.
Основният въпрос е защо човек поема риска? Защо е трябвало да напусне райони с изобилни растителни и животински ресурси, които са осигурявали успех на стратегиите им за преживяване, защо е било необходимо да се впусне в едно рисковано пътешествие по вода. Отговорът може би се крие в изригването на вулкана Тоба. Именно ерупцията е била вероятно основната причина за едно толкова рисковано пътешествие.
Не случайно генетичните данни показват, че австралийските аборигени имат уникални гени, които водят до “Ева”. По пътя от Африка за Австралия Homo sapiens sapiens създават колонии, които се разселват.
При австралийските аборигени има много линии за кратко време, като това означава, масово предвиждане, а не случаен, изолиран епизод. Следователно Homo sapiens sapiens достига в Австралия в периода след 70 000 години.
В Австралия е намерен скелетът на т.нар. Mungo човек, който е датиран на 62 000 години. Според отделни специалисти Mungo има черти, които го различават от всички други хора на света и това предполага неафрикански корен на Homo sapiens sapiens. Повечето изследователи обаче допускат, че пробата е била замърсена и това е причина за неточни интерпретации.
Mungo Man
ДНК на хората е свързана с малък генетичен пул, затова и различията по отношение на мтДНК на всички хора са малки. При човекоподобните маймуни има повече вариации при мтДНК, отколкото при човеците. Разликите в мтДНК при хората се дължат на различни причини, като естествен подбор, адаптация, полов подбор.
Например по-ниският ръст при азиатците се дължи основно на консумацията на ориз и липса на месо. Цветът на кожата или пигментацията при хоратасе променя. Кожата на хората е по-тъмна при екватора и по-светла към полюсите.
Причината е, че хората са се движили от райони с по-силно лъчение към такива с по-слабо. Приема, че около 20 000 години са необходими за промяна на цвета на кожата при хората.
Австралия е достигната от Homo sapiens sapiens преди около 70 000 години. Преди 45 000 - 43 000 години Homo sapiens sapiens стигат Европа. Възниква въпросът – защо колонизацията на Европа закъснява с 20 000 години? Както вече бе представено, причината за закъснението на тази колонизацият е климатът. Територията на днешна Саудитска Арабия и Либия е била пустиня между 80 000 - 50 000 години.Тази пустиня е била сериозно препятствие по пътя за Европа. По този начин Арабският залив е бил затворен във всички посоки. Човешките популации, които са били в тези райони загиват без да оставят своя генетичен отпечатък върху съвременните хора.
Едва след поредната промяна на климата, именно преди около 50 000 г., появилите се силни мусони превръщат територията, която е била пустиня в т.нар. “Плодороден полумесец”. “Плодороден полумесец” включва днешните територии от Персийския залив на север до Турция – това са земите на днешен Ирак, Сирия, Йордания Ливан, Израел и част от Египет.
Територията на “Плодороден полумесец” обозначена в зелено
Преди 50 000 години климатичните условия стават по-благоприятни за хората, което дава възможност на нашите предци да се придвижват на северозапад от Персийския залив през планините Загрос, Сирийската пустиня до Европейския континент. Възвиква въпросът дали миграционният път е минавал и през Северна Африка?
Засега генетични изследвания разкриват само един клон в Европа. На практика означава, че нашите предци са част от популацията, която от Африка е стигнала до Европа по южния маршрут. По този южен път необходимото условия за оцеляването на групите е бил ловът. Ловът е изисквал интелект, планиране, комуникация. В същото време носенето на храна в лагерите при тези, които не са участвали в лова, означава делене на храна, сплотяване на групата, абстрактно мислене, развитие на човешки способности.
Чрез генетиката учените разкриват част от тайните на еволюцията. Генетичната Ева не е единствената, но само тя оцелява, както и потомството й. Територията на Европа по това време е била населена от друг човешки вид – неандерталците, които стигнали до тук преди хиляди години.
Има генетични доказателства за това, че предците поемат пътя през Близкия Изток и Източното Средиземноморие, по долините на реките Тигър и Ефрат. Homo sapiens sapiens се придвижва през територията на днешна Турция оттам към Балканите и колонизира Европа. Тук предците ни се срещат с неандерталците, които са в Европа от около 250 000 години, и които са обект на спор за еволюцията на човека.
Периодът между 50 000 и 40 000 години се характерзира с поява на напълно съвременни хора, като първите сигурни доказателства за поява на съвременно поведение идват от Източна Африка. Културната и иновативната експлозия, която настъпва, е възможно да е стимулирана от наличие на говорим език.
Последната отправна точка в човешката одисея била отново стартирана от промяната в климата. Според генетичните доказателства, когато океаните били обградени от полярните ледници преди 20 000 – 25 000 г., свързвайки днешните територии на Сибир и Аляска, човешките групи преминали по тях.
Предисторията на това колонизирането на Америка е, че вследствие застудяването групите се събират в ареала на Беринговия проток. Следват периоди, когато морето се е отдръпвало и е позволявало придвижването по суша от Сибир до Аляска. Засега се предполага наличие на колонизацииони вълни между единия континент към другия. През тези периоди е съществувал т.нар. сухоземен или “леден мост”. Това е била и последната възможност за придвижване по суша.
Човешките групи, който преминават от Сибир в Америка се придвижват първоначално по западното крайбрежие. От Сибир, Централна Азия, Япония те носят различни генетични линии в Америка.
|
Дати BCE |
Беринговият сухоземен мост "Land Bridge" |
|
38,000-34,000 |
доcтъпен (отворен) |
|
34,000-30,000 |
под вода (затворен) |
|
30,000-22,000 |
достъпен (отворен) |
|
22,000-15,000 |
достъпен (отворен) |
|
15,000 - днес |
под вода (затворен) |
Много показателна е една находка, наречена „Човекът от Кенуик” и датирана на 9 500 ВС.
Реконструкция на лицето на човекът от Kennewick
Това е човешки скелет, чиито череп е подобен до този от популацията Айну, Япония. Открит е и връх на копие забит в таза на този индивид.
Най-далечните маркери на клоновете мтДНК, които новите заселници донесли със себе си, могат да се открият днес в Сибир и Азия. Тези древни хора, пръснати из цяла Америка, оцелели през интензивното заледяване, което последвало, оставили каменни оръдия датиращи от преди 16 000 г. в днешна Пенсилвания. Населяването на планетата било завършено.
В крайна сметка за 7000 поколения целият свят бил колонизиран.
Най-голямото пътуване, което някога е правено, оставя диря от въпроси, на които не са дадени конкретни отговори: как нашият вид възниква и се разпростира по цялото земно кълбо, така че да се превърне в доминантен вид на планетата?
Изследванията показват, че днес има по-малко генетични вариации в цялата човешка популация, отколкото при сравнение с нашите най-близки роднини - шимпанзетата. В търсене на древните фамилни връзки достатъчно е да погледнем съседа си или другия край на земното кълбо. Наша отличителна черта е интересът ни към това откъде идваме и кои са нашите роднини. На практика, ние хората сме просто едно голямо семейство. Най-голямото пътуване, което изобщо е предприето от човека, остава обаче редица въпроси без отговор: как и защо нашият вид се появява, как се разпространява по Земята, как и защо остава единственото човешко същество на планетата?
По отношение на африканския произход на човека има в по-голяма или по-малка степен единодушие между учените. Що се отнася обаче за това, как наследниците на “Ева” се разпространяват извън Африка и как заселват останалата част от света, то мненията са различни.
Човешката одисея е една продължителна история на бягане от глад, ледници, вулкани, преодоляване на водни пространства с помощта на най-примитивни салове. Огромно значение за еволюцията на човека има климатът и с него вероятно е свързан само един успешен опит на Номо сапиенс сапиенс да напусне Африка. Ние, съвременните хора, тръгваме от този континент преди поне около 80 000 години.
Експертът по лицева реконструкция Ричард Нийв от Манчестър, Англия, създава свой триизмерен модел от отливка на череп, намерен в пещерата Кафзех в Израел през 1969 г. Отливката се намира в Националния исторически музей – Лондон.
Пред нас се разкрива реконструираното лице на един от най-старите представители на съвременното човечество жена, живяла вероятно преди 100 000 г. Тя може би е принадлежала към население, определящо анатомията на съвременните Homo sapiens, което мигрирало и оцеляло извън Африка. Тази жена, позната в научните среди, като “Кафзех 9” е изглеждала напълно съвременно и анатомично и еволюционно не е различна от днешните хора. Това е Африканската “истинска Ева”. Нейната визия хвърля светлина върху вида на генетичните родственици на Човека.
