Кому мешает ДНК-генеалогия? - Анатолий Клёсов

Вопрос 37: Можно ли рассчитать, когда жил общий предок всех сегодняшних людей на Земле?

Можно, с определенной степенью допущений. Первое и самое главное допущение – что общий предок сегодняшних людей на Земле на самом деле существовал. Естественно, речь не идет о том, что на Земле когда-то жил один мужчина, и с ним рядом была одна женщина, как повествует библейская притча. Такого никогда не было. Во все времена было множество мужчин и множество женщин, а до них было множество самцов и самок, предшественников тех самых мужчин и женщин, и переход одних в других занял миллионы лет, и никто не может дать четких определений, в чем выражался этот переход, это все вопросы определений, которых, в общем-то, нет. Да, наверное, никого это отсутствие четких определений особенно и не беспокоит.

Чисто концептуально, «общий предок» всех людей на сегодняшней планете – это тот, потомство которого выжило, в отличие от множества его современников, и продолжилось в потомках до настоящего времени. Помимо этого – это был тот человек, у которого было как минимум два сына, потомство которых выжило до настоящего времени. Как следствие первых двух условий, все потомки унаследовали снип-мутации своего «первопредка», и добавили снип-мутации в последующем. Поэтому есть еще одно условие, точнее, следствие – мутации в гаплотипах потомков при экстраполяции в прошлое сходятся к «первопредку». Таким образом, можно определелить его гаплотип, независимо от того, как давно он жил.

Но в реальности картина более сложная – ДНК-линия от первопредка к сегодняшним потомкам часто выглядит как цепь сосисок в перетяжками во многих местах. Эти места – бутылочные горлышки популяции, и порой перетяжки образуют такие сужения, что при расчетах они тоже формально соответствуют одному человеку, патриарху после прохождения бутылочного горлышка. Иначе говоря, имеем последовательную цепь патриархов. Это легко представить на примере хрестоматийного «последнего из могикан» Фенимора Купера. Вспомним сюжет – от всего племени могикан остался один мужчина. Умрет он – и вся линия ДНК, идущая из глубин, возможно, 12–15 тысяч лет назад, оборвется. Для следующего поколения американских индейцев могикан как бы и не существовало, несмотря на их многотысячелетнюю историю. Но если «последний из могикан» выживет, женится, обзаведется сыновьями – он станет патриархом для последующих поколений его рода.

Подобных случаев в истории Земли было, видимо, неисчислимое количество.

В итоге вопрос про «общего предка человечества» несколько расплывается. В каждой прямой ДНК-линии её общий предок жил относительно недавно – где сотни лет назад, где тысячу-другую лет назад. Но совокупность ДНК-линий, даже только выживших, помещает общих предков на 20–40 тысяч лет назад в каждой гаплогруппе. Совокупность ДНК-линий разных гаплогрупп помещает общего предка неафриканцев на 64±6 тысяч лет назад, до наиболее отдаленного бутылочного горлышка популяции, а африканцев – примерно на 217 тысяч лет назад[47], но это не потому, что африканские предки древнее, а потому что по какой-то причине совокупность африканских (по их нынешнему месту обитания) ДНК-линий прошла бутылочное горлышко популяции намного ранее.

Расчет времени жизни общего предка гаплогрупп A0 и A00 с помощью калькулятора Килина-Клёсова (показан фрагмент калькулятора)

Можно ли считать, что 217 тысяч лет назад жил общий предок современного человечества? Нет, нельзя. Потому что неафриканские и африканские ДНК-линии сходятся к общему предку примерно 160 тысяч лет назад. Именно тогда разошлись африканские и неафриканские (по нынешнему месту обитания) ДНК-линии. Но глубже во времени уходит общий эволюционный ствол африканцев и неафриканцев, который расходится на гаплогруппы А00 и А0-Т примерно 217 тысяч лет назад. У нас нет оснований не считать носителей гаплогрупп А00 и А0-Т членами вида Homo sapiens, так что общий предок современного человечества уходит глубже 217 тысяч лет назад. Но еще глубже, 300-400-500 тысяч лет назад, уже времена образования неандертальцев, которых вряд ли можно считать общими предками современного человечества. Вот и очерчены рамки времен возникновения общего предка современного человечества. Называть его «Адам», чем увлекаются некоторые, нет никаких оснований.

Вопрос 38: Почему в ДНК-генеалогии за поколение принимается 25 лет? Ведь протяженность поколения – величина нестабильная. Как это сказывается на расчетах в ДНК-генеалогии?

Действительно, в расчетах ДНК-генеалогии обычно оперируют поколениями, потому что при расчетах на один год константы скоростей мутации имели бы много нулей, а много нулей увеличивает вероятность ошибки. Например, для 12-маркерных гаплотипов (в стандартной системе FTDNA) величина константы скорости мутации равна 0.02 на гаплотип за условное поколение, или 0.0008 на гаплотип за год, или 0.0000666 на маркер за условное поколение. Условное поколение в контексте ДНК-генеалогии – это событие, которое происходит четыре раза в столетие. Численно и по времени оно близко к продолжительности поколения в житейском смысле этого слова, но не обязательно равно ему. Хотя бы потому, что продолжительность «бытового» поколения не может быть точно или хотя бы в среднем определена, она «плавает» в реальной жизни в зависимости от многих факторов, включая культурные, религиозные и бытовые традиции, примерно и в среднем от 18 до 36 лет, хотя границы этого не определены.

Такие организации, как ООН и ее подчиненные организации, как ЮНЕСКО и другие, как и прочие международные организации обычно принимают в своих подсчетах и рекомендациях продолжительность поколения в 25 лет, это же обычно принимают и демографы, например, в работе[48]. Это все, разумеется, условности, и приняты только для некоторой стандартизации. Популяционные генетики рекоментациями ООН не руководствуются, и, в общем, правильно, но при этом используют продолжительности поколения кто во что горазд. Никакой научной основы в это не закладывают, поэтому уйдя от одних рекомендаций они никаких других не выработали. Только что вышла статья по геномному анализу, там в расчетах применяли 29 лет на поколение, на каком основании – не пояснили[49]. Другие берут от 18 до 35 лет на поколение.

В ДНК-генеалогии произвольные значения продолжительности поколений не используются, поскольку использовать столь «плавающую» величину для расчётов в широких временных диапазонах и для разных народов не представляется возможным или разумным. Исходя из этого положения, скорости мутаций откалиброваны под условно взятое поколение продолжительностью 25 лет.[50] Если кому-то больше нравится 30 лет на поколение или любое другое количество лет, скорости можно перекалибровать, и в итоге окажутся ровно те же величины в годах. Так что сколько лет приходится на поколение – в данном случае не имеет значения, потому что при расчётах меньшему числу лет на поколение будет просто соответствовать пропорционально большее число поколений, и итоговая величина в годах не изменится.

Например, для 67-маркерных гаплотипов средняя константа скорости мутаций равна 0.12 на гаплотип на условное поколение в 25 лет. Поэтому при 120 мутаций на 50 гаплотипов общий предок этих 50 гаплотипов жил 120/50/0.12 = 20 условных поколений назад, то есть 20х25 = 500 лет назад. Если кому-то не нравится величина 25 лет на условное поколение (правда, причины такой нелюбви к 25 годам на поколение будут загадочными), и этот некто захочет использовать 30 лет на поколение, то нет проблем, просто константу скорости мутации придется пропорционально пересчитать, и она получится 0.12x30/25 = 0.144 мутаций на поколение в 30 лет. Тогда для 120 мутаций имеем 120/50/0.144 = 16.666 поколений по 30 лет, или те же 500 лет до общего предка. От чего ушли, к тому же и пришли.

Вопрос 39: Какие требования предъявляются к выборкам гаплотипов для расчетов в ДНК-генеалогии?

Как уже пояснялось выше, если взять любую выборку, тупо считать количество мутаций в гаплотипах, и разделить его на число гаплотипов и на константу скорости мутации, то что-то, конечно, получится. Именно так и проводят «расчеты» популяционные генетики. Но на самом деле там скорее всего получится некое бессмысленное число в поколениях или годах до якобы общего предка. Но откуда известно, что для данной выборки общий предок был один? А ведь так всегда и работают попгегетики, усредняя любые выборки. Поскольку после некоторых проб и ошибок ими было найдено, что таким образом происходит «умоложение» общих предков выборок, то попгенетики не нашли ничего лучшего, как втрое занизить величину константы скорости мутаций. Собственно, они ее «константой» никогда и не называли, просто «популяционная скорость мутаций». Вот так и работали – за счет усреднения время до общего предка занижали в неизвестное число раз, а за счет искусственного занижения «скорости мутаций» его опять увеличивали, правда, опять в неизвестное число раз, по принципу – «авось скомпенсируется». А оно не компенсировалось, а либо получалось значительно заниженным, либо значительно завышенным. Когда общий предок выборки был случайно один, то завышение времени до него составляло обычно 280–350 %. Так и работали, и вот такими завышенными датировками заполонили академические журналы.