Генетична книга мертвих

Питання року від Edge: Який науковий термін чи поняття має бути відомий ширше?

Природний відбір наділяє кожну живу істоту генами, які дозволили його предкам – в буквальному сенсі безперервності – вижити в навколишньому середовищі. Наскільки нинішнє навколишнє середовище схоже на середовище предків, настільки сучасна тварина добре пристосована до виживання і передачі тих же генів. "Адаптація" тварини, її анатомічні деталі, інстинкти і внутрішня біохімія – це серія ключів, які витончено підходять до замків, які встановлювали середовища її предків.

Взявши ключ, ви можете реконструювати, до якого замка він підходить. Взявши тварину, ви можете реконструювати середовище, в якому виживали її предки. Обізнаний зоолог, отримавши раніше невідому тварину, може реконструювати деякі замки, які її ключі здатні відчинити. Багато з них є очевидними. Перетинчасті лапи вказують на водний спосіб життя. Камуфляжні тварини буквально несуть на своїй спині картину навколишнього середовища, в якій їхні предки уникали хижаків.

Але більшість наявних в тварини ключів невидимі на поверхні. Багато з них сховані в клітинній хімії. Всі вони сховані в геномі, але їхній сенс розшифрувати важче. Якби тільки ми могли відповідним чином прочитати геном, це був би певного роду фотонегатив стародавніх світів, опис середовища предків видів: «Генетична книга мертвих».

Питома вага середовищ недавніх предків буде в цій книзі природним чином вищою. Книга верблюжого геному описує останні тисячоліття в пустелях. Але там теж повинні бути описи девонських морів перед тим, як далекі предки ссавців виповзли на сушу. Генетична книга гігантської черепахи найяскравіше зображує середовище Галапагоських островів її недавніх предків; а до цього – південноамериканський материк, де раювали її менші предки. Але ми знаємо, що всі сучасні сухопутні черепахи перед тим походили від морських черепах, тому генетична книга наших галапагоських черепах буде описувати дещо старіші морські декорації. Але ці морські предки черепах, своєю чергою, походять від значно древніших, тріасових, сухопутних черепах. І, як всі чотириногі, ці тріасові черепахи самі походять від риб. Таким чином, генетична книга нашого галапагоського гіганта – це заплутаний палімпсест води, яка переписана землею, яка переписана водою, яка переписана землею.

Як ми будемо читати «Генетичну книгу мертвих»? Я не знаю, і це була одна з причин викувати цю назву: щоб стимулювати інших придумати методологію. Я маю якесь неясне уявлення про план. Для простоти ілюстрації я зупинюся на ссавцях. Зберіть разом список ссавців, які живуть у воді, і зробіть їх якомога таксономічно різноманітнішими: кити, дюгоні, тюлені, рясоніжки, видри, япоки. Тепер складіть аналогічний список ссавців, які живуть в пустелях: верблюди, пустельні лисиці, тушкани тощо. Ще один список таксономічно різноманітних ссавців, які живуть на деревах: мавпи, білки, коали, літаючі посуми. Ще один список ссавців, що живуть під землею: кроти, ноторикти, златокроти, землекопи. Тепер запозичте статистичні методи фенетиків (цифрових таксономістів), але використовуйте їх у зворотному порядку. Візьміть зразки всіх цих ссавців у списку і виміряйте якомога більше ознак – морфологічних, біохімічних і генетичних. Тепер завантажте всі вимірювання в комп'ютер і попросіть його (це для мене найтуманніше, і я кличу математиків на поміч) знайти спільні особливості, що їх мають водні тварини, спільні особливості, що їх мають пустельні тварини, і так далі. Деякі з них є очевидними, наприклад, перетинчасті лапи. Інші будуть неочевидними, і власне через оце варто цим зайнятися. Найцікавіші з неочевидних ознак будуть в генах. І вони дозволять нам читати «Генетичну книгу мертвих».

Окрім розповіді про середовище предків, «Генетична книга мертвих» може розкрити і інші аспекти історії. Демографічні, наприклад. Коалесценційний аналіз мого власного геному, зроблений моїм співавтором (і колишнім студентом) Янь Вонгом, показав, що популяція, з якої я походжу, зазнала одне поважно вузьке місце, що, ймовірно, кореспондує з міграцією з Африки 60 тисяч років тому. Аналіз Яна може бути єдиним випадком, коли один співавтор книги зробив докладні історичні висновки, прочитавши генетичну книгу іншого співавтора.