NASA/Stuart Rankin
Генетическую карту Великобритании составили в своем исследовании британские же ученые. Кроме обычных для карты измерений: долготы и широты, - на этой карте присутствует еще и третье – время. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature.
Рост мобильности населения и урбанизация привели к тому, что анализ геномов наших случайно выбранных современников не может дать подробной картины расселения по стране их предков. Это свойственно не только для постсоветского пространства, но и в значительной степени для Великобритании. Поэтому участники исследования подбирались авторами очень тщательно.
В исследовании могли принять участие только люди, живущие в сельской местности. Кроме того, они должны были удовлетворять довольно строгому требованию: все их бабушки и дедушки (все четыре человека) должны были родиться не более чем в 80 км друг от друга. Средний год рождения бабушек и дедушек оказался 1885 – времена старой доброй Англии и низкой мобильности. В исследовании приняли участие 2039 британцев. Кроме того, чтобы восстановить историческую картину заселения Британии, ученые воспользовались уже готовой базой данных, содержащей около 6000 геномов жителей других европейских стран.
Генетическое разнообразие британцев, живущих в разных частях острова, оказалось невелико, но все же оно существует. На основании анализа однонуклеотидных полиморфизмов (single nucleotide polymorphism, SNP) в аутосомах британцев удалось разделить на 17 кластеров.
17 генетических кластеров населения Великобритании (Donelly et al. Nature 519, 309–314(19 March 2015) doi:10.1038/nature14230)
SNP – это мутации, как правило, не приносящие ни вреда, ни пользы. Это значит, что они не подвержены влиянию отбора и вероятность встретить их в популяции остается примерно постоянной. Зато если часть популяции переселяется на новое место, она прихватывает с собой и свои SNP. Анализируя их, легко проследить за сколько-нибудь массовыми перемещениями людей. SNP, как и любые другие мутации, возникают постоянно. Может оказаться так, что новый полиморфизм возник после разделения популяции только в одной из частей. Исследуя такие случаи, можно определить, какие субпопуляции находятся в более близком родстве и разделились недавно, а какие – в более дальнем и разделились давно.
Аутосомами называют все хромосомы кроме половых – X и Y. Исследователи генетической истории и географии часто идут по более простому пути – изучают Y-хромосому и митохондриальную ДНК. Этот путь более простой, потому что Y-хромосомы и митохондриальная ДНК не рекомбинируют, а передаются в неизменном виде исключительно по мужской и женской линиям. Это значит, что, если у предка была какая-то особенность в этих местах генома, то она будет у всех потомков соответствующего пола. Изучая же аутосомные SNP, надо учитывать, что, поскольку хромосомы рекомбинируют, передача SNP по наследству носит вероятностный характер. Это затрудняет анализ данных, но полученная таким образом картина оказывается более полной и точной. Например, очередная немногочисленная, но кровожадная волна завоевателей (в основном, мужчин) может приносить с собой свои Y-хромосомы и успешно передавать их по наследству. Анализ ДНК Y-хромосомы спустя несколько сотен лет после завоевания покажет, что территория в значительной мере заселена близкими родственниками завоевателей, но на деле это не вполне так.
Любой фрагмент ДНК получен человеком от кого-то из его бабушек или дедушек, больше неоткуда. На этом принципе основываются некоторые современные тесты по определению родства. Если SNP обнаружен у человека в данной географической области, его бабушки и дедушки жили примерно тут же, то можно сделать вывод, что этот SNP жил тут уже в конце XIX века. А это значит, что, с большой вероятностью он был тут и раньше.
Итак, всех коренных британцев авторы работы поделили на 17 кластеров. Наиболее отдаленными родственниками всем остальным британцам оказались жители Оркнейских островов. Это группа островов, лежащая к северу от Шотландии, там живет всего около 20 тысяч человек. Вдобавок оказалось, что эти 20 тысяч хорошо делятся аж на целые три группы. Вероятно, это обусловлено существованием естественной водной преграды. Затем от общего ствола отделяются жители Уэльса, тоже делящиеся затем на три группы, занимающие практически непересекающиеся территории. Примечательно, что границы современных административно-территориальных единиц довольно точно совпали с границами генетических кластеров.
Распределение континентальных предков( Donelly et al. Nature 519, 309–314(19 March 2015) doi:10.1038/nature14230)
Чтобы по полученным геномным данным воссоздать историческую картину, авторы проанализировали набор геномов европейских жителей и для каждого британского кластера определили степень родства с разными европейскими кластерами. Некоторые результаты оказались вполне ожидаемыми. Например, жители Оркнейских островов оказались в родстве с норвежцами. Это не удивительно: с 875 по 1472 год острова входили в состав Норвегии.
Другие находки авторов исследования выглядят более неожиданными. Хотя они и обнаружили в геномах современных англичан следы саксонского вторжения в Великобританию, из их результатов следует, что влияние саксов на этногенез британского народа сильно преувеличено. Даже в регионах, где саксонская составляющая наиболее выражена, она составляет не больше 20%. Почти не удалось авторам обнаружить и следов завоевания этих территорий датскими викингами.
Другой примечательный результат заключается в том, что авторам не удалось обнаружить никакой кельтской общности в тех частях страны, куда не добрались саксы. Хотя, по идее, весь остров был заселен кельтами, а вторгшиеся саксы постепенно продвигались вглубь страны с юго-востока на запад и север, и Уэльс, Корнуолл, Ирландия и часть Шотландии остались последним прибежищем кельтов. На деле же жители Уэльса и Корнуолла различаются между собой гораздо сильнее, чем жители Корнуолла и, скажем, Девона. При этом некоторые данные действительно свидетельствуют в пользу того, валлийские кластеры соответствуют наиболее древним обитателям острова.
Благодаря тщательному подбору участников для исследования и виртуозному владению статистическими методами авторам работы удалось составить генетическую карту страны с очень высоким разрешением. Интерпретируя результаты, ни смогли ответить на некоторые вопросы, давно являвшиеся предметов споров среди историков.
Один
из таких важных вопросов – это вопрос о том, до какой степени
римско-британское население было заменено саксонским после саксонского
вторжения. Хотя исследования материальной культуры и языка наводили на
мысль, что от досаксонского населения почти ничего не осталось,
генетические исследования опровергли это предположение, показав, что
саксонского в новом формирующемся этносе оказалось не больше половины.
