Что значит "пройти через бутылочное горлышко"

"Бутылочное горлышко" так называют ситуацию, при которой по самым разным причинам резко снижается численность популяции и, соответственно, ее генетического разнообразия. Считается, что подобное произошло с людьми около 100-74 тысяч лет тому назад.

Тогда, по оценкам антропологов, численность человеческой популяции, которая уже приближалась к миллиону, вдруг резко сократилась до 10-20 тысяч особей. И, что самое интересное, параллельно вымерли практически все остальные представители рода Homo, кроме неандертальцев, и, возможно, денисовцев. До сих пор не совсем понятно, почему это вдруг произошло, хотя версий было много. Самыми популярными из них являются вымирание крупных копытных, на которых люди охотились, а также последствия извержения супервулкана Тоба на острове Суматра.

Последняя версия, несмотря на то что ее часто излагают на страницах научно-популярных книг, является самой слабо аргументированной. Да, конечно, извержение, случившееся 77,5 тысячи лет тому назад, было мощным — одного пепла вулкан выбросил 800 кубических километров. Тем не менее, антропологи находили следы человеческих стоянок на территории Восточной и Южной Азии и после этого события. То есть даже жившие рядом с вулканом люди вымерли не сразу. А кроме того, сокращение численности рода людского не было резким — оно началось примерно 100 тысяч лет тому назад, то есть задолго до самого извержения. Так что оно могло лишь ускорить вымирание многих человеческих групп, но явно не являлось его причиной.

Что касается гипотезы о том, что эффект "бутылочного горлышка" был связан с вымиранием крупных копытных, на которых охотились люди, то здесь тоже наблюдается некое временное несоответствие. Известно, что за четвертичный период происходило несколько таких вымираний, однако не одно из них не приходилось на указанное время.

Так почему же численность людей в те далекие времена так сильно сократилась? Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) считают, что причиной этому были эпидемии, вызванные бактериальными инфекциями. Однако, по их данным, уже через несколько десятков тысяч лет люди смогли победить эти болезни — из-за того, что геном наших предков избавился от двух генов-"предателей", которые сотрудничали с вредными микроорганизмами.

Исследователей заинтересовали два иммунных гена — Siglec-13 и Siglec-17. Эти последовательности ДНК помогают иммунитету решить, какие иммунные клетки нужно отправить на борьбу с возбудителем заболевания. Известно, что оба этих гена активны у шимпанзе и горилл, однако у людей они не работают, поскольку Siglec-17 "выключен" в результате мутации, а его коллега под номером 13 вообще вырезан из генома.

После того как ученые синтезировали белки, кодируемые этими генами, они обнаружили интересную вещь — оба белка мешали антителам связываться с антигенами на мембранах стрептококков группы Б (Streptococcus) и кишечной палочкой К1 (Escherichia coli). Получается, что если данные белки будут присутствовать в иммунных клетках, то те перестанут распознавать данных бактерий как потенциальную угрозу для организма. А это приводило к катастрофическим последствиям. Дело в том, что вышеупомянутые стрептококки Б и кишечная палочка К1 являются агрессивными микробами, весьма опасными для новорожденных. После попадания их в организм ребенок чаще всего умирает, и спасти его могут лишь современные лекарства, которых 100 тысяч лет назад еще не придумали.

Итак, получается, где-то 400 тысяч лет тому назад представители рода Homo впервые "познакомились" с данными болезнями. (Возможно, это было связано с изменением рациона или среды обитания.) В результате началось резкое снижение численности популяции наших предков, поскольку большая часть их просто погибала во младенчестве. Однако естественный отбор тоже не дремал — согласно данным генетического анализа "предательские" гены Siglec-13 и Siglec-17 начали выключаться в промежутке от 400 до 270 тысяч лет назад, то есть еще до того, как современный человек откололся от ветвей неандертальцев и денисовцев.

Таким образом где-то 270-265 тысяч лет тому назад сформировалась некая популяция, которая состояла из особей, лишенных этих молекулярных "предателей". Тем не менее, инфекция тоже не дремала. Поскольку люди распространялись за пределы Африки, то она путешествовала вместе с ними. В итоге численность всех групп, кроме той, что не имела опасные для здоровья гены, неуклонно снижалась.