Тысячелетиями человек приспосабливался к условиям жизни: погоде, хищникам, смене дня и ночи и, конечно, еде. Пищевые привычки тех времен до сих пор скрыты в наших генах. Татьяна Татаринова, профессор Университета Южной Калифорнии, помогла «Чердаку» разобраться во влиянии генов на современную жизнь человека.

Пыль, жара, толпа в ожидании, два мальчика хлещут друг друга кнутами по спинам. Так выглядит обряд инициации у народа фулани, проживающего на обширной территории в Западной Африке. От деревни к деревне в обряде посвящения в мужчины бывают вариации, но суть везде одинаковая: докажи, что ты мужчина своим терпением и стойкостью.

В 2015 году ученые нашли следы этого жестокого обычая в ДНК представителей племени фулани: их гены, кодирующие белки вкусовых рецепторов, подверглись мутациям, которые снизили чувствительность рецепторов. Оказывается, незадолго до начала инициации мальчикам дают выпить пальмовое пиво с таким жутким вкусом, что выдержать его можно только после нескольких лет упорных тренировок и с притупленным ощущением вкуса. Иначе эту дрянь не выпьешь, а без нее вытерпеть жестокие удары невозможно.

Поэтому веками эволюция отбирала из племени фулани мужчин с мутациями гена TAS2R, позволяющими более эффективно перерабатывать алкалоиды из пальмового пива и тем самым облегчающими посвящение во взрослую жизнь. Остальные просто не выдерживали ударов хлыстов: позор «проваленной» инициации не позволял им жениться и, следовательно, оставить потомство. Выживет самый бесчувственный.

«История с фулани очень яркая и показательная, — говорит Татьяна Татаринова. — Вкусовые гены современных людей не только меняются от народа к народу, но еще и отличаются от денисовских и неандертальских. Например, сегодня нам всем нравится запах копченой колбасы, но древним людям он, возможно, был бы совсем неинтересен».

Огонь, земля и молочные реки

Наш мозг — очень требовательный аппарат. Он составляет всего 2% от общей массы тела, но потребляет до 20% всей энергии в человеческом организме: высокопроизводительные вычисления, которые когда-то обеспечили человеку возможность общаться, планировать свои действия и делать сложные орудия труда, требуют больших затрат. А потому любая новация, дававшая возможность более эффективно извлекать энергию из пищи, делала человека не столько сильнее, быстрее или больше, сколько умнее: избыток энергии тратился на работу нашего главного адаптивного органа.

Первая и самая грандиозная гастрономическая революция в истории человечества связана с освоением огня и затеряна где-то далеко в веках. Как все тогда случилось, ученые спорят до сих пор. Одни считают, что у людей сначала появились мутации, позволяющие переваривать жареную и вареную пищу и не травиться побочными продуктами такой термической обработки.

«Эти счастливчики могли приготовить первые доисторические бифштексы и фрикадельки, используя лесные пожары или тепло горячих источников, получить от этого солидный выигрыш калорий, а затем использовали его для развития мозга, которое со временем и позволило освоить добычу огня».

Согласно другой версии, древние люди сначала научились разжигать и поддерживать огонь в своих пещерах для обогрева, а уже потом самые удачливые из них — обладатели подходящих генов — стали понемногу готовить пищу и получать от этого невероятное эволюционное преимущество, которое дало им ресурсы вынашивать и рожать больше детей и заселять территорию своими потомками.

Укрощением огня в древнем мире было некого удивить: готовить пищу умели и неандертальцы, и денисовцы и, судя по всему, даже человек работающий (Homo еrgaster), а вот земледелие оказалось подвластно только человеку разумному и навсегда поменяло нашу ДНК. Недавнее исследование американских ученых показало, что у современных людей в среднем шесть копий гена AMY1, кодирующего фермент амилазу, а у денисовцев или неандертальцев только две диплоидные копии. Амилаза слюны осуществляет гидролиз крахмала и гликогена еще в ротовой полости. «По-видимому, когда у людей появилось сельское хозяйство, то постепенно у них закрепилась совершенно другая реакция на крахмал, чем у других гоминидов. Неандертальцы или денисовцы не могли так эффективно переваривать пшеницу или рис», — рассказывает Татаринова.

Человек — это единственное млекопитающее, способное употреблять молочные продукты во взрослом возрасте, после перехода на твердую пищу. Другие могут пить молоко только в детстве, а потом у них выключатся гены, ответственные за переработку лактозы, чтобы выросшие детеныши не ходили за мамой всю жизнь и она могла кормить новое потомство. То же самое раньше наблюдалось и у людей, но потом они приручили коров, коз и овец, и так, постепенно, человечество стало привыкать к потреблению молока.

«По антропологическим данным, коров приручили где-то 10 тысяч лет назад, а гены для переработки молока появились где-то 5 тысяч лет назад, — говорит Татаринова. — Пять тысяч лет люди держали коров, производили и ели сыр, но не могли пить цельное молоко».

Объяснить такую временную задержку несложно. Ведь каждый ген может существовать сразу в нескольких вариантах, или, как говорят ученые, в «аллелях». Все клетки человеческого организма, кроме половых, содержат сразу по два аллеля каждого гена — несут два набора хромосом. Если эти аллели различаются и содержат разные инструкции по синтезу одного и того же белка, то организм будет следовать только одной из этих инструкций — доминантной. Например, у человека с двумя аллелями гена, определяющего цвет глаз, — голубым и карим — глаза будут карими, потому что аллель карих глаз — доминантный, а аллель голубых — рецессивный (это упрощенное описание случая полного доминирования. В реальности организм может как будто пытаться выполнить сразу две инструкции, и глаза станут зелеными — такой случай называют неполным доминированием).

Поэтому даже самая выгодная генетическая новация у людей не может быстро закрепиться. Сначала у нескольких человек должен случайно появиться мутантный аллель, действие которого будет скорее всего подавлено другими, доминантными по отношению к нему вариантами гена. Потом два «мутанта» должны встретиться и произвести потомство, у которых будет сразу две копии нового аллеля. Эти потомки должны вырасти, выжить и размножиться, и так далее.

«Всего нужно 150–400 поколений (или 3–8 тысяч лет), чтобы новинка закрепилась в наших ДНК, и то если она дает своим носителям солидные преимущества в повседневной жизни».

Именно поэтому гены фермента лактозы так медленно захватывали мир: генетическое исследование 13 скелетов, найденных на Великой венгерской равнине и датированных 5700–800 гг. до нашей эры показало, что у всех обнаруженных представителей была непереносимость лактозы.

Кстати, такая особенность свойственна до сих пор более чем половине населения Земли. Пить молоко и расщеплять лактозу могут только жители северных стран, в том числе России: здесь необычная мутация, появившаяся несколько тысяч лет назад, была особенно выгодна. В условиях скудного рациона питания и дефицита солнечного ультрафиолета молочные продукты стали ключевым источником энергии и микроэлементов, необходимых для жизни и рождения здорового потомства.