Генетическое исследование раскрывает глубокие калифорнийские корни племени Мувекма Олоне

Портреты голов индейцев Калифорнии работы Луи Чориса

Генетики обнаружили, что ДНК, извлеченная из останков скелетов на двух археологических раскопках в районе залива Сан-Франциско, Калифорния, соответствует генетическим образцам, взятым у современных членов племени мувекма олоне. Древняя ДНК была собрана со скелетов 12 человек, живших в районе залива в разное время за последние 2000 лет, и ее связь с современным народом мувекма олоне показывает истинную историческую связь племени с землей, где они живут. я долго проживал.

Исследование, опубликованное Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), может помочь перемещенной группе коренных американцев восстановить утраченный статус:

«Исследование подтверждает давние связи мувекма олоне с этим районом, предоставляя доказательства, которые не согласуются с лингвистическими и археологическими реконструкциями, утверждающими, что олоне являются поздними мигрантами в регионе», — пишут авторы статьи PNAC.

Несмотря на то, что около 500 человек мувекма олоне в настоящее время проживают в Сан-Франциско и его окрестностях, в настоящее время федеральное правительство Соединенных Штатов не признает их отдельным племенем. Это ситуация, которую они хотели бы изменить, и это новое генетическое исследование вполне может помочь им в этом.

«Мы Muwekma Ohlone, добро пожаловать на нашу землю, где мы родились!» Фреска Альфонсо Салазара в центре Сан-Хосе, Калифорния (2021 г.)

Кем был (является) народ Мувекма Олоне?

Народ Мувекма Олоне когда-то занимал 4,3 миллиона акров (1,74 миллиона гектаров) земли в северной Калифорнии . Однако, как и у большинства групп коренных американцев, их население резко сократилось в 19 веке, поскольку они были медленно вытеснены американскими поселенцами с востока.

В 1927 году мувекма олоне были исключены из официального реестра признанных на федеральном уровне племен правительства Соединенных Штатов. Это изменение было мотивировано заявлением антрополога А. Л. Крегера, который после опроса 1925 года объявил народ мувекма олоне «вымершим для всех практических целей». Федеральное правительство взяло под свой контроль всю бывшую землю Мувекма Олоне после переселения, а также объявило всех оставшихся членов племени не имеющими права на льготы, которые обычно были бы доступны для коренных американцев.

Люди Muwekma Ohlone были сбиты с толку этим решением в то время и остаются сбитыми с толку по сей день. С 1980-х годов они ходатайствовали о возвращении их в официальный реестр племен и даже подали в суд на федеральное правительство, чтобы попытаться добиться этого. Но до сих пор Бюро по делам индейцев отказывалось действовать, оставляя нацию Мувекма Олоне в подвешенном состоянии.

Живущие члены племени надеются, что новое генетическое исследование, опубликованное в PNAC, усилит их аргументы в пользу признания и заставит правительство отреагировать. На это они надеялись с самого начала, когда начались раскопки в домах предков Мувекма Олоне.

Танцоры олоне, нарисованные Вильгельмом Готтлибом Тилезиусом фон Тиленау

Культура Muwekma Ohlone проверена

В 2014 году Комиссия по коммунальным предприятиям Сан-Франциско объявила о своих планах построить образовательное учреждение в месте, где раньше жили коренные американцы. По закону до начала строительства должны быть проведены поисковые археологические исследования, чтобы гарантировать, что места захоронения коренных американцев не будут нарушены.

Когда с племенем Мувекма Олоне связались по поводу предстоящих раскопок, они попросили археологов провести раскопки в двух местах, которые, как они знали, долгое время были заселены их людьми. Они были известны как Síi Túupentak (место круглого дома у воды) и Rummey Ta Kuččuwiš Tiprectak (место ручья в лагуне).

Эта рекомендация Muwekma Ohlone оказалась хорошей. Останки скелетов были обнаружены в обоих местах, и исследователи-генетики, участвовавшие в этом исследовании, смогли извлечь генетические образцы в общей сложности у 12 человек. Процедуры датировки показали, что скелеты принадлежали людям, умершим от 300 до 1900 лет назад, причем представлены различные периоды времени в этом диапазоне.

После расшифровки ДНК исследователи сравнили свои данные с генетическими результатами, недавно полученными от восьми членов племени мувекма олоне. Они также сравнили свои результаты с результатами, полученными от многих других групп коренных американцев, как живых, так и мертвых, чтобы увидеть, могут ли быть идентифицированы другие генетические отношения.

Люди, ходящие на «четырех»

Синдром Унера Тана является одним из самых редких генетических заболеваний. Страдающие им люди всю жизнь вынуждены передвигаться на четырех конечностях, а также сильно отстают в умственном развитии.

Смутные слухи о том, что в Болгарии, Турции и Ираке порой можно встретить целые семьи людей, которые всю жизнь ходят на четвереньках, появились уже давно, но лишь в 2005 году в турецкой провинции Хатай четыре таких семьи были обнаружены преподавателем медицинской школы при университете города Адана — Унером Таном.

После публикации статьи об этих людях в научном журнале International Journal of Neuroscience за ними и закрепилось название больных синдромом Унера Тана. Особую популярность при этом получила семья Улас, о которой в 2006 году британский канал ВВС снял часовой документальный фильм «Семья, ходящая на четвереньках».

Всего в этой семье 19 человек, и пятеро из них — два брата и три сестры — страдают синдромом Унера Тана. Любопытно, что из пятерых только две сестры и один брат ходили на четвереньках с рождения. Еще одному брату и одной сестре иногда удается ходить только на ногах, но их колени и шея все равно остаются согнутыми.

Сканирование мозга «четвероногих» людей показало, что он по сравнению с нормальным мозгом имеет упрощенную структуру. В нем отсутствуют целые участки, которые имеются у здоровых людей. Словарный запас больных синдромом Унера Тана крайне примитивен. Обычно между собой эти люди общаются при помощи своих слов, которые непонятны даже их родителям.

Они не способны сосчитать до десяти, не могут назвать страну и деревню, в которой живут. При попытке встать на обе ноги они теряют устойчивость, поэтому им трудно стоять не опираясь на что-либо. При попытке двигаться на двух ногах они теряют равновесие и переходят к обычному для себя «четвероногому» передвижению.

Двигаясь на четвереньках, они почти не сгибают ноги в коленях, в результате чего их таз высоко поднят над землей. Переставляя руки, они также держат их прямыми, при этом опираются на всю ладонь и приподнимают пальцы кверху. Обычно они одновременно переставляют разноименную руку и ногу, как и большинство четвероногих животных.

Позвоночник их при движении выпрямлен. Такой способ движения для них вполне комфортен, и в этом состоит их основное отличие от нормальных двуногих людей, для которых ходьба на четвереньках кажется неудобной и противоестественной.

Если в кране нет воды: Заговор или паранойя?

Случайностей не бывает. Беды не обрушиваются просто так. За всеми событиями кроется чей-то умысел… «Теория заговора» имеет древние корни. В первобытном мире дождь и засуха, удача и неудача на охоте объяснялись волей духов. Человек средних веков неизменно усматривал в своих злоключениях либо божий промысел, либо дьявольские козни.

— К сожалению, я всё больше склоняюсь к выводу, что миром правит не тайная ложа, а явная лажа.

Виктор Пелевин

① Случайностей не бывает…

— В период первых пятилеток один из вариантов «теории заговора» являлся частью советской идеологии. Любая авария объяснялась происками врагов и вредителей.

Прошли века. Восторжествовали технологии. Интеллектуальный уровень масс, в целом, возрос. Но люди, так и не смирившись с безразличием вселенной, желают видеть в событиях, если не справедливость, то хотя бы целесообразность. Горбун примет любое объяснение своего горба, кроме того, что ему просто не повезло. Это жестоко! Главное, некому предъявить претензии. Некого даже обвинить.

Бесспорно, за многими несчастьями действительно кроется чей-то злой умысел. Заговоры существуют, и события вполне могут направляться злой волей. Но конспирологическую теорию легко отличить от добросовестного расследования благодаря тому, что её автор считает предопределёнными все происшествия без исключений. В его вселенной не бывает случайностей. Всё и всегда идёт в строгом соответствии с планами. Заговорщики не могут потерпеть неудачу ни по собственной небрежности, ни по объективным причинам, ни в результате чьего-то противодействия. Например, козни спецслужб никогда не раскрываются и не срываются иностранными спецслужбами, а если уж фальсификаторы истории берутся исправлять летописи, то ни один свиток не укроется от них в недрах провинциальной библиотеки, либо в частном собрании.

Как следствие, план должен быть только один. Ведь, в случае столкновения двух преступных умыслов исход может не соответствовать ни одному из них. Инициатива объявляется монополией заговорщиков. Лишь они одни имеют право сознательно преследовать собственную выгоду. И если на заводах производят коньяк, а в деревнях гонят самогон, то происходит это не из-за стремления отдельных лиц к извлечению прибыли, а в соответствии с планом алкоголизации населения. Рядовые исполнители остаются простыми смертными и о существовании заговора могут даже не подозревать. Но сами по себе они бы гнать самогон никогда бы не догадались. Кто-то должен направлять их деятельность.

② Преступный умысел

— Заговор производителей нефти против альтернативных источников энергии удивительным образом пустил глубокие корни даже в странах нефть экспортирующих.

«Теория заговора» утверждает, что за каждым сколько-нибудь значительным событием кроется умысел. Если политику или общественному деятелю случается умереть, — это не может быть «просто так». Значит, кому-то он помешал. Кому-то было выгодно его устранить. Но подход противоречит здравому смыслу. Разве те, у кого нет врагов, живут вечно? Великий человек имеет точно такие же шансы поскользнуться на арбузной корке, как и любой другой.

Бесспорно, смерть политика, даже выглядящая вполне естественной, вполне может оказаться насильственной. Но из этого вовсе не следует, что она таковой и является. В конспирологической же теории значимость происшествия и наличие заинтересованных лиц рассматривается, как самостоятельное (а иногда единственное и достаточное) доказательство злого умысла. В каждом событии кто-нибудь заинтересован. Следует ли из этого, что каждое событие спланировано? Конспиролог полагает, что следует.

Окаменелость «Человек-Дракон»

Воссоздание Человека-Дракона. Чуан Чжао

Окаменелость возрастом 146000 лет, получившая название «Человек-Дракон», может быть одним из наших ближайших родственников.

Загадочный череп среднего плейстоцена из китайского колодца вызвал споры среди палеоантропологов.

Три года назад китаец сделал необычное пожертвование университетскому музею - гигантский, почти неповрежденный человеческий череп странных размеров и необычной предысторией. Семья этого человека скрывала окаменелость с тех пор, как она была обнаружена на стройке в Харбине почти 90 лет назад.

После геохимической детективной работы по обнаружению, где, вероятно, была найдена окаменелость, и тщательного сравнения ее отличительных черт с отличительными чертами других ранних людей, некоторые исследователи, изучающие находку полагают, что череп из Харбина может представлять собой новый вид человека - Homo longi или «Человек-Дракон». Они также предполагают, что это может быть даже человеческое происхождение.

«Открытие черепа Харбина и наш анализ свидетельствует о том, что есть третья линия архаического человека [которые] когда-то жили в Азии, и эта линия имеет [] более близкие отношения с Х. сапиенсом, чем неандертальцы», - говорит Сиджун Ни, палеоантрополог Китайской академии наук и Хэбэйского университета GEO. Это сделало бы странный череп действительно близким родственником, поскольку у многих людей сегодня огромное количество неандертальской ДНК от многократного скрещивания между нашими видами.

Заявления о новом человеческом виде обязательно вызовут скептицизм и вызовут споры. Но кажется, что где бы окаменелость возрастом 146000 лет ни попала на генеалогическое древо человека, это добавило все большего количества свидетельств того, что захватывающий и разнообразный период эволюции происходил в Китае примерно от 100000 до 500000 лет назад. Экспериментальные исследования в Китае не могут быть обнаружены в таких местах, как Африка. Как и его происхождение, история черепа 20-го века не совсем ясна. Семья, которая пожертвовала череп соавтору Цяну в музее Университета Хэбэй GEO, прятала его в колодце на протяжении трех поколений. .Его обнаружили в 1930-х годах, когда через реку Сунгари построили железнодорожный мост, и семья (это важно), которая не знала, что делать с окаменелостями, с тех пор охраняла череп.

Обширный анализ черепа начался вскоре после того, как он попал в музей в 2018 году, и в результате было проведено три отдельных исследования (все, включая Ni, которые публикуются в журнале с открытым доступом The Innovation).

Прямое датирование по урановой серии предполагает, что возраст черепа по крайней мере 146000 лет, но потребовалось больше работы, чтобы попытаться использовать изолированную окаменелость в контекст через 90 лет. Команда использовала рентгеновскую флуоресценцию, чтобы сравнить химический состав черепа с окаменелостями других млекопитающих среднего плейстоцена, обнаруженными в прибрежной зоне Харбина, и выяснила, что они поразительно похожи. Анализ редкоземельных элементов из небольших фрагментов кости в носовой полости черепа также сопоставили с останками людей и млекопитающих Харбина, обнаруженных в отложениях, датируемых 138-309 тысячами лет назад. При очень тщательном осмотре  были обнаружены отложения, застрявшие внутри носовой полости черепа. И соотношение изотопов стронция разумным совпадением с теми, которые были обнаружены в керне, просверленном рядом с мостом, где, как утверждается, был обнаружен череп.

Среди различных окаменелостей черепа, которые сравнила команда, были (слева направо) пекинский человек (Homo erectus), Маба (Homo heidelbergensis) и некоторые окаменелости, которые сложнее классифицировать, включая Джинниушан, Дали и харбинский череп, теперь известный как «Человек-Дракон».

Наблюдать за необычным размером черепа было гораздо проще: это самый большой из всех известных черепов человека. В большом черепе был мозг, размером с наш собственный. Но другие особенности более архаичны. У черепа толстый лоб, большие - почти квадратные - глазницы и широкий рот для больших зубов. Это интригующее сочетание человеческих характеристик представляет собой мозаику, которую авторы определяют в отличие от других видов Homo - от более примитивных Homo heidelbergensis и Homo erectus до более современных людей, подобных нам.

Сиджун Ни говорит, что команда сравнила 600 различных морфологических характеристик черепа на выборке примерно из 95 различных человеческих черепов и нижних челюстей. Они использовали набор математических методов для всех этих данных, чтобы создать диаграммы ветвления, на которых показаны филогенные отношения различных видов Homo.

Странная эволюция: Странное будущее жизни на Земле

Рисунок: Эммануэль Лафон

От ходячих деревьев до летающих жаб - далекое будущее природы на нашей планете может быть не похоже ни на что, что мы видели раньше.

В начале 1980-х автор Дугал Диксон опубликовал культовую книгу «После человека: зоология будущего», в которой представлял, как будет выглядеть жизнь через миллионы лет. Диксон представил землероек, которые используют свои хвосты как парашюты, летающих обезьян (или «лакеев»), сверхдлинных свернутых спиралью змей, которые атакуют, чтобы схватить птиц в полете, ночных глайдеров, пронзающих свою добычу длинными шипами на груди, и цветочных мордочек. птицы и летучие мыши, которые обманом заставляют насекомых-опылителей приземляться в их голодные пасти.

Землеройки, использующие хвосты как парашюты, летающие обезьяны (или «лакеи»)… птицы и летучие мыши с цветочными мордочками.

Спустя десятилетия Диксон говорит, что его книга не была попыткой предсказать будущее, а скорее исследованием всех возможностей мира природы. «Популярные книги по эволюции, даже если они не преднамеренные, похоже, предполагают, что эволюция - это то, что происходило в прошлом», - говорит он. «Это совсем не так. Эволюция происходит сегодня, она будет происходить и в будущем, еще долго после того, как мы уйдем».

Хотя книга Диксона была художественным произведением, большинство биологов согласны с тем, что через миллионы лет Земля будет совсем другим местом. «Я думаю, она будет выглядеть и ощущаться как чужая планета», - говорит Афина Актипис, биолог-эволюционист из Университета штата Аризона.

Все, что эволюционирует, будет казаться нам чуждым и маловероятным для нас сегодня - точно так же, как наш нынешний мир, в котором доминируют млекопитающие, казался бы невероятным с точки зрения эпохи динозавров. Итак, как может выглядеть жизнь в будущем? Какие существа могли развиться, скажем, за 100 миллионов лет, учитывая то, что мы знаем о жизни на Земле и принципах эволюции?

Давайте начнем с масштабирования на миллионы лет назад, к гораздо более ранней эре жизни на нашей планете. По словам Джонатана Лососа, биолога-эволюциониста Вашингтонского университета в Сент-Луисе, в результате кембрийского взрыва около 540 миллионов лет назад на Земле появилось множество «чудаковатых» и «мультяшных» существ. «Сланец Берджесс [в Канаде] был населен настоящим бестиарием причудливых», - пишет он в своей книге «Невероятные судьбы: судьба, шанс и будущее эволюции». Одно животное, Hallucigenia, с его тонким трубчатым телом, покрытым рядами огромных шипов, и когтистыми конечностями, напоминающими палочки, было «похоже на что-то из эпизода Футурамы».

Имитация цветов:
новый способ птицы привлекать насекомых в пищу?
(Рисунок: Эммануэль Лафон)

Таким образом, вполне возможно, что такие же странные и необычные существа будут развиваться в будущем.

«Практически все, что вы можете себе представить, в какой-то момент эволюционировало у некоторых видов», - утверждает Лосос.

«Если у вас будет достаточно времени, в конечном итоге произойдет даже невероятное».

Согласно Лососу, мир биологических возможностей огромен, и мы, возможно, еще не все увидели.

«Я, например, совсем не уверен, что жизнь на Земле раскрыла все мыслимые способы существования на планете, подобной нашей, или даже большинство способов», - пишет он.

Тем не менее, трудно предсказать, какой из этих возможностей мы можем в конечном итоге воспользоваться. В книге Лососа анализируются аргументы за и против предсказуемости эволюции: вопрос о том, повторится ли история, если мы «переиграем ленту жизни». Свидетельства разделились, и мы просто не знаем, в какой степени эволюция предсказуема и повторяема в течение длительных периодов времени. Добавьте к этому элемент случайности - мощное извержение вулкана или столкновение с Землей астероида, и точные прогнозы станут практически невозможными.

Тем не менее, мы можем делать обоснованные предположения.

Однако сначала мы должны рассмотреть влияние главной эволюционной силы, которая уже трансформирует жизнь во всем мире: Homo sapiens.

Мы вполне можем увидеть эволюцию птичьего клюва, специализирующегося на кормлении из жестяных банок.

Уродливая герцогиня и сомнения Джеймса Педжета

«Уродливая герцогиня». Квентин Массейс

Перед вами гротескная картина фламандского художника Квентина Массейса «Уродливая герцогиня» (считается, что на ней изображена правительница Тироля Маргарита Маульташ, она же Маргарита Тирольская). На картине мы видим деформированное лицо пожилой женщины, желающей казаться привлекательной (о чем говорит бутон розы, который она держит в руке). Но нас интересует не социальный смысл, которым художник хотел наделить это изображение, а характерные черты лица и тела герцогини.

В 1877 году английский хирург Джеймс Педжет описал в своей статье пятерых пациентов с похожими симптомами. Эти симптомы он предложил считать признаками новой болезни — деформирующего остеоартрита (osteitis deformans). Педжет заметил, что кости у таких пациентов, с одной стороны, толще обычного, а с другой — частично разрушены и деформированы. Отсюда и побочные эффекты болезни: воспаление суставов и ущемление нервов, иногда даже паралич.

Сегодня эта болезнь носит имя Джеймса Педжета (см. Болезнь Педжета), хотя с ее причиной хирург не угадал. Насколько сейчас известно, деформация костей не вызвана воспалением — воспаление возникает позже, уже как следствие разрушения суставной поверхности. А виноваты в этом разрушении, судя по всему, остеокласты — клетки, которые отвечают за перестройку кости. Из-за того что у людей с болезнью Педжета они слишком активны, в костной ткани появляются пустоты, которые не получается быстро застроить, и сама кость деформируется и становится ломкой.

Что именно заставляет остеокласты разрушать костную ткань сильнее, чем обычно, до сих пор не вполне ясно. В каких-то случаях удается обнаружить генетическую причину — мутации в сигнальном белке p62 (его кодирует ген SQSTM1). Некоторые ученые считают, что толчком может служить вялотекущая вирусная инфекция. Но так или иначе, болезнь Педжета встречается и сегодня и пока не лечится. Впрочем, поскольку симптомы ее не смертельны, их несложно компенсировать: подкормить кость фосфатом, кальцием и витамином D, а в крайнем случае — отрезать лишние наросты.

Описывая открытую им болезнь, Джеймс Педжет задался вопросом: насколько эта болезнь действительно новая? Если бы оказалось, что она появилась относительно недавно, то можно было бы списать ее на действие каких-нибудь внешних факторов, например последствия промышленной революции или недавней эпидемии какой-нибудь инфекции. Если бы, наоборот, выяснилось, что люди болели ей всегда, то причину пришлось бы искать в генах или особенностях человеческой физиологии.

За свою практику Педжет встретил 23 пациентов с похожими симптомами, но не нашел ни одного образца характерно деформированной кости в музейных коллекциях и так и не добился ответа на свой вопрос. С тех пор данных накопилось гораздо больше, и ученые продолжают рассуждать об истоках болезни.

Самый простой способ удостовериться в том, что болезнью Педжета страдали и раньше, — посмотреть на старые картины и поискать на них следы деформации скелета. Чаще всего в качестве примера болезни Педжета в искусстве приводят картину Квентина Массейса «Уродливая герцогиня». Ее широкие скулы, приподнятый нос и выпуклое пространство над верхней губой образуют так называемое «львиное лицо» (искажение черт лица и нарушение мимики из-за утолщения кожи) — признак, который иногда встречается у людей с болезнью Педжета или c проказой. Можно предположить, что у герцогини разрослась не только верхняя, но и нижняя челюсть (иначе подбородок казался бы проваленным), а также деформирована левая ключица.

Фотография современной женщины с болезнью Педжета: деформация челюсти и «львиное лицо». Изображение из статьи: J. Dequeker, 1989. Paget's disease in a painting by Quinten Metsys (Massys)

Скептики, правда, возражают, что черты лица герцогини Массейса не обязательно отражают болезнь модели — художник мог списать их с карикатур Леонардо да Винчи, как уже делал неоднократно. Но этот аргумент едва ли кого-то убедит: модели да Винчи сами могли страдать болезнью Педжета. Впрочем, есть и более серьезные возражения. Некоторые ученые, например, считают, что такой тип лица, как у герцогини, свидетельствует об акромегалии — избытке гормона роста. Этот диагноз мог бы объяснить и торчащие уши герцогини, и разрастание мягких тканей лица, и даже необычное положение пальцев, которыми она держит цветок: при акромегалии часто страдают суставы.

Дик Кет, художник с барабанными палочками

Дик Кет, Автопортрет (с рукой), 1926 год.
Рейксмюсеум, Амстердам, Нидерланды.
Изображение с сайта музея rijksmuseum.nl.

С этого автопортрета голландского художника Дика Кета на нас смотрит грустный, немного астеничный юноша. Кет изобразил себя в 24 года; он только что закончил Академию искусств в Арнеме, но из-за слабого здоровья не отправился путешествовать, как другие художники. Дик Кет родился с пороком сердца: во-первых, сердце у него располагалось справа (это называют декстрокардией), а во-вторых, оно работало с трудом.

В начале XX века не было ни ультразвукового исследования, ни томографии, поэтому о том, что с сердцем Кета что-то не так, можно было судить лишь по косвенным признакам: шумам в груди, слабости и приступам одышки. Тем не менее путешествия были художнику противопоказаны. С работами современников он знакомился в основном по репродукциям, а изображал в основном то, что видел в своем доме — в том числе себя самого.

Кет оставил после себя серию автопортретов, по которым почти сто лет спустя мы можем следить за тем, как прогрессировала его болезнь. Так, на портрете, написанном спустя шесть лет, художник еще не выглядит умирающим, но уже просматриваются характерные симптомы, за которые в ранних портретах глаз еще не цепляется: это нездоровый, синеватый цвет кожи и деформированные концевые фаланги пальцев.

Дик Кет, Автопортрет, 1932. Музей Бойманса — ван Бенингена. На правой части рубашки видна тень, вероятно, символизирующая сердце художника. Изображение с сайта музея boijmans.nl

Оба эти признака — цвет кожи (цианоз) и своеобразный вид пальцев (барабанные пальцы) — в сочетании с пороком сердца навели некоторых врачей на мысль, что Дик Кет страдал тетрадой Фалло. Эта патология сердца может встречаться при нескольких болезнях примерно у трех из 10 000 новорожденных. Тетрада Фалло — это четыре аномалии сердца: выход аорты сдвинут вправо; перегородка между желудочками частично повреждена (см. Дефект межжелудочковой перегородки); отток крови из правого желудочка нарушен из-за разрастания окружающих тканей; мышечная стенка правого желудочка гипертрофирована, чтобы компенсировать слабый отток крови.

Из-за того что сердце не работает в полную силу, кровь у людей с тетрадой Фалло не до конца насыщена кислородом, цвет ее темнее обычного, а кожа имеет синий оттенок — таких младенцев называют синюшными (см. Blue baby syndrome). Кислорода не хватает и конечностям — вероятно, отсюда и барабанные пальцы: чтобы компенсировать недостаток кислорода, сосуды на концах пальцев постоянно расширяются и в них попадает больше крови с факторами роста, под действием которых ногтевое ложе становится более крупным, а сама пластинка ногтя приобретает вид «матового стекла».

Дик Кет, Три маленьких автопортрета, 1937–1940гг.
Музей современногоискусства в Арнеме.
На этих портретах, особенно на левом, хорошо заметна синева лица.
Изображение с сайта bouillabaiseworkinprogress.blogspot.com

На других портретах Дик Кет зафиксировал поздние стадии своей болезни: он выглядит всё более слабым, а пальцы деформированы всё сильнее. Голландец скончался в 1940 году, не дожив до своего 38-летия меньше двух месяцев. Однако в то время для людей с тетрадой Фалло это уже было немало: большинство умирало во младенчестве и мало кто переживал свой тридцатилетний юбилей.

Дик Кет, Двойной портрет художника с отцом, 1939.
Музей современного искусства в Арнеме.
Изображение с сайта bouillabaiseworkinprogress.blogspot.com

Не дождался Кет и медицинской разгадки своей тайны: до конца жизни голландец так и не получил своего диагноза. Но даже если бы тетраду Фалло у художника и подтвердили, в то время едва ли ему могли помочь: первую операция по восстановлению функции сердца провел в 1944 году американский кардиохирург Альфред Блейлок, но и она помогала лишь компенсировать симптомы. Полностью вылечить тетраду Фалло, восстанавливая отток крови из правого желудочка и межжелудочковую перегородку (Interventricular septum), врачи смогли только в 1955 году.

Моисей на стадии зиготы

Фрида Кало «Моисей» («Ядро творения»)

Перед вами картина Фриды Кало «Моисей» («Ядро творения»), написанная под впечатлением от книги Зигмунда Фрейда «Моисей и монотеизм». Но хотя на картине видны отсылки к разным религиям, народам, темам жизни и смерти, ее лейтмотивом стали любовь и рождение нового человека.

В средней части картины изображен Моисей на разных стадиях эмбрионального развития. И если в центре мы видим еще не рожденного Моисея, который уже вполне сформировался и готов к появлению на свет, то про структуры по сторонам от него не до конца ясно, можно ли их уже считать Моисеем.

Справа Фрида поместила изображение оплодотворенной яйцеклетки, о которую тщетно бьются опоздавшие сперматозоиды. Почему мы можем быть уверены в том, что зачатие уже произошло? Дело в двух кружочках на левом верхнем краю яйцеклетки. Это полярные тельца — небольшие мембранные пузырьки, которые уносят с собой лишнюю генетическую информацию.

В процессе созревания ооцит (будущая яйцеклетка) сначала удваивает свои хромосомы, а затем проходит два деления мейоза. В результате первого деления от него отделяется первое полярное тельце (у других животных оно иногда делится дальше, но у млекопитающих не успевает и гибнет). Затем яйцеклетка вступает в процесс второго деления и замирает до оплодотворения. Проникновение сперматозоида внутрь становится сигналом, чтобы яйцеклетка завершила мейоз и отпочковала от себя второе полярное тельце. Фактически созревание яйцеклетки заканчивается уже после оплодотворения.

Общая схема оогенеза: первичный диплоидный (с двойным набором хромосом; 2n) ооцит (primary oocyte) делится на гаплоидный (с одним набором хромосом; n) вторичный ооцит (secondary oocyte) и первое полярное тельце (first polar body), затем проникший сперматозоид стимулирует созревание ооцита — он превращается в яйцеклетку (egg), от нее отделяется второе полярное тельце (second polar body), происходит оплодотворение и формируется зигота (zygote). Рисунок с сайта slideplayer.com

Оба полярных тельца сохраняются рядом с яйцеклеткой, поскольку их прижимает zona pellucida, или, как ее иногда называют, блестящая оболочка. Это белково-углеводный слой, который сформировался у яйцеклетки еще в яичнике, а после оплодотворения дополнительно разбух, чтобы не пропустить лишние сперматозоиды внутрь. Поэтому и полярные тельца остаются прижатыми к мембране оплодотворенной яйцеклетки — и из-за этого у реальных эмбрионов они не такие круглые, как на картине.

Что будет с нами, если все вирусы исчезнут?

Вот так выглядел вирус испанского гриппа, в 1918 году унесшего жизни от 50 до 100 млн человек (по разным оценкам)

Если бы все вирусы вдруг исчезли, мир стал бы совершенно другим - и не факт, что лучше. Что же было бы с нами без вирусов? И что значит "убить победителя"?

Глядя на пугающие картины пандемии Covid-19, разворачивающиеся, благодаря СМИ и соцсетям, перед глазами всего мира, можно подумать, что вирусы только для того и существуют, чтобы поставить человечество на колени и уморить как можно больше людей.

За прошедшее тысячелетие болезни, ими порождаемые, унесли бесчисленное количество жизней. Некоторые из вирусов убивали значительную часть населения планеты: жертвами эпидемии испанского гриппа в 1918 году стало, по разным оценкам, от 50 до 100 млн человек, еще 200 млн, как считается, умерли от оспы только в XX веке.

И нынешняя пандемия Covid-19 - лишь очередной случай из бесконечной серии нападений смертельных вирусов на человечество.

Большинство из нас сейчас, если бы нам вручили волшебную палочку и предложили ею взмахнуть, чтобы избавиться от всех вирусов на планете, с радостью согласилось бы.

Боюсь, это было бы смертельной ошибкой. Фактически, куда более смертельной, чем любой из самых свирепых вирусов.

"Если бы все вирусы вдруг разом исчезли, мир стал бы прекрасен - примерно на день-полтора. А потом мы бы все умерли, вот и всё, - говорит Тони Голдберг, эпидемиолог из Университета Висконсин-Мэдисон. - Те важнейшие вещи, за которые отвечают вирусы, значительно перевешивают зло от них".

В общем, как говорит Сусана Лопес Шаритон, вирусолог из Национального автономного университета Мексики, "без вирусов нам конец".

Некоторые вирусы сберегают здоровье грибам и растениям

Большинство людей даже не догадывается о том, какую роль играют вирусы в жизни на Земле, обращая внимание только на те из них, которые нас убивают.

Почти все вирусологи изучают исключительно патогены, и только недавно несколько ученых решились исследовать вирусы, благодаря которым живы мы и наша планета.

Благодаря этой маленькой группе исследователей мы, возможно, получим более сбалансированный взгляд на мир вирусов. Оказывается, есть среди них и хорошие, причем таких - подавляющее большинство.

Но одно ученые точно знают уже сейчас: без вирусов наша планета, какой мы ее знаем, перестала бы существовать. Да и если бы мы даже задались целью истребить все вирусы на Земле, это практически невозможно.

Но представив, каким был бы мир без вирусов, мы сможем лучше понять, насколько они важны для нашего выживания, и как много нам еще предстоит узнать об этих микроскопических, простейших формах жизни, с которыми всё непросто.

Без вирусов наша планета перестала бы существовать

Для начала скажем, что ученым даже неизвестно, сколько всего вирусов существует. Официально классифицированы тысячи, но их - миллионы.

"Нами открыта лишь малая часть, поскольку мы особо не интересовались этим, - говорит Мэрилин Руссинк, вирусный эколог из Университета Пенн Стейт. - Таково предвзятое отношение: науку всегда прежде всего интересовали патогены".

Неизвестно ученым и то, какой именно процент всех вирусов опасен для человека. "Если смотреть на большие числа, то статистически процент опасных вирусов приближается к нулю, - говорит Кертис Саттл, вирусолог-эколог из Университета Британской Колумбии. - Почти все существующие вирусы не болезнетворны для нас".

Как стареет иммунитет человека

Когда речь заходит о старости, мы нередко представляем себе организм как набор изношенных частей, которые не в состоянии выполнять свои прямые функции. Для иммунной системы это верно лишь отчасти. Пожилые люди действительно чаще болеют, например респираторными инфекциями, и переносят это тяжелее молодых, но вовсе не потому, что их иммунные клетки и органы не работают. Напротив, они трудятся день и ночь, просто заняты куда более важным делом — борьбой с собственным телом.

Иммунная система животного занята тем, что отвечает на философский вопрос «что есть я?» на практике. Ее основная функция — отличать «я» от «не я», то есть свое от чужого, и это чужое уничтожать. Задача не из легких, особенно если учесть, что в организме человека живут сотни типов клеток, заполненных десятками тысяч молекул, а атаковать его могут сотни паразитов (и это не считая собственные опухоли). Ответ иммунитета обычно звучит так: «Я — это набор знакомых, привычных молекул. То, что я впервые вижу, — это не я».

Стреляю без предупреждения

Самый простой способ распознать врага — составить его фоторобот, примерный список черт, которыми он может обладать. На молекулярном уровне это тоже возможно: наши паразиты от нас эволюционно очень далеки и в их организме есть множество структур, которые не встречаются у нас. Это, например, кутикулы (плотные покровы) многих червей, клеточные стенки бактерий, капсиды (белковые оболочки) вирусов и так далее. В их составе есть молекулы, которые ни при каких условиях не возникают сами по себе в организме человека, это образы патогенности, или PAMP (pathogen-associated molecular patterns). На иммунных клетках человека есть к ним рецепторы — своего рода ориентировки: если рецептор распознал РАМР, значит, в организм проник паразит и в него можно стрелять на поражение.

Иногда рецепторы к образам патогенности есть и на обычных, не иммунных клетках организма. Это нужно, чтобы, например, почувствовать вирус, пробравшийся внутрь клетки, и подать сигнал бедствия.

Но в основном патогенный дозор несут профессионалы — клетки врожденного иммунитета. Это макрофаги, которые специализируются на поедании противника (фагоцитозе), и гранулоциты, которые поливают врага токсичными веществами (паралитическими ядами и свободными радикалами).

Макрофаг гоняется за бактерией

Как только клетка врожденного иммунитета чувствует присутствие врага, она не только готовится к атаке, но и сигнализирует коллегам об опасности, выделяя провоспалительные белки. Они действуют на окружающие иммунные клетки, заставляя их активнее двигаться и производить больше токсинов. Совокупность этих боевых действий называют воспалением.

Помимо охоты за чужаками, иммунные клетки часто подрабатывают спасателями, разбирая завалы в поврежденных тканях и перемалывая (точнее, переваривая с помощью фагоцитоза) осколки внеклеточных молекул и останки клеточных тел. Но, чтобы вовремя среагировать на чрезвычайное происшествие в том или ином органе, им необходимо распознать сигналы собственных клеток, терпящих бедствие. Такими сигналами служат стрессорные молекулы, или алармины, или DAMP (danger-associated molecular patterns), — вещества, которые в норме не покидают пределов клеток и не оказываются в крови, например ДНК и связанные с ней белки, митохондриальные молекулы или АТФ, энергетическая «валюта» клетки.

Набор ориентировок у врожденного иммунитета невелик и способен распознать только ограниченное число молекул. С этой точки зрения очень удобно, что многие алармины похожи по своей структуре на образы патогенности. Например, жиры из внутренней мембраны митохондрий чем-то напоминают жиры из бактериальных оболочек (и это неудивительно, ведь митохондрия — бывшая бактерия). Поэтому иммунные клетки развивают одинаковое воспаление вне зависимости от того, чей труп встретился на их пути — раненого врага или пострадавшего друга. И эта система эффективна, пока ткани не начинают стареть и умирать начинают буквально все подряд.

Специалисты узкого профиля

Система врожденного иммунитета надежна, но работает медленно и неповоротливо. Военные, которым раздали список врагов, оказываются бессильны, когда враг маскируется под мирных жителей (как это делают, например, раковые клетки) или сбривает усы, становясь хоть немного непохожим на свой фоторобот. Чтобы гарантированно вычислить чужака, позвоночные животные обзавелись системой приобретенного иммунитета, которая состоит из высокоспециализированных клеток — лимфоцитов.

Каждый В- или Т-лимфоцит знает в лицо лишь одну молекулу на броне врага — антиген. Встретившись с ним, лимфоцит начинает делиться, создавая собственные клоны. Затем новорожденные солдаты атакуют: В-лимфоциты обстреливают врага антителами, а Т-лимфоциты — разрушают его мембрану, чтобы запустить в противнике апоптоз (в тех случаях, когда враг — клетка).

Одержав победу, лимфоциты никуда не исчезают и остаются жить в организме, превращаясь в клетки памяти. Если тот же враг попробует второй раз сунуться на чужую территорию, Т- и В-клетки отреагируют гораздо быстрее, чем в первый раз: их стало больше и им не нужно размножаться, а можно сразу идти в бой. Именно поэтому, например, человек не болеет столбняком после прививки: вакцина работает как тренажер, запуская образование клеток памяти, и, если столбнячная палочка снова оказывается в крови, лимфоциты уничтожают ее быстрее, чем их хозяин успеет заметить симптомы болезни.

Как отредактировать наследственность

Система CRISPR/Cas состоит из компонентов адаптивной иммунной системы бактерий, адаптированных для работы в клетках высших организмов (эукариот), включая человека. С ее помощью можно не только изучать тяжелые, в том числе наследственные, заболевания, но и создавать модели для разработки новых способов их лекарственной и генной терапии.

Метод редактирования геномов под названием CRISPR/Cas, позволяет манипулировать хромосомной ДНК прямо в живых клетках.

Еще c начала прошлого века ученые пытались понять принципы наследования признаков, хранения, воспроизведения и передачи генетической информации. И их усилия не пропали даром: постепенно были выяснены роль и функции в этих процессах основных «молекул жизни» – ДНК, РНК и белков. Раскрытие материальных основ наследственности и изменчивости организмов по праву было признано одним из важнейших научных достижений человечества XX в.

Наконец, благодаря усилиям тысяч ученых, были разработаны методы манипуляции с молекулами нуклеиновых кислот – носителей наследственной информации. Были открыты эндонуклеазы рестрикции (группа ферментов, катализирующих реакцию гидролиза нуклеиновых кислот) и разработаны методы клонирования ДНК. Все эти открытия привели к формированию новой науки – генетической инженерии.

Рубеж между прошлым и нынешним веком был отмечен еще одним важнейшим событием – завершением международного проекта «Геном человека», основной целью которого была расшифровка (определение нуклеотидной последовательности) ДНК всего генома человека. Критики этого проекта утверждали, что его осуществление – пустая трата огромных денежных и людских ресурсов, которая породит больше вопросов, чем ответов. Однако если сейчас трезво взглянуть на результаты этого проекта, то станет очевидно, что он внес неоценимый вклад в развитие современной, в том числе персонализированной, медицины.

В результате его реализации стало возможным раскрытие молекулярных механизмов тысяч наследственных заболеваний, развитие которых связанно с конкретными мутациями – вариантами последовательности ДНК различных генов. Сегодня уже ни для кого не секрет, что и предрасположенность к возникновению многих тяжелых и распространенных болезней, таких как рак, сахарный диабет и гипертония, также определяется генетически. И проект «Геном человека», безусловно, создал основу для лучшего понимания подбных явлений.

При редактировании генома с помощью системы CRISPR/Cas9 маленькая «руководящая» молекула РНК (sgRNA) направляет белок-фермент Cas9 к целевой последовательности ДНК, комплементарно соединяясь с нужным участком (справа). Сredit: Prof. Feng Zhang, Broad Institute & Massachusetts Institute of Technology

Таким образом, к началу XXI в. человечество подошло с огромным багажом знаний о геноме человека и многих других организмов, а также с набором различных методов для его исследования. Казалось бы, чего еще желать? Конечно же, научиться легко и эффективно манипулировать геномами в живых клетках и организмах! Но не является ли это вполне естественное желание лишь очередным капризом ученых?

Все мы знаем, что такое хирургия. Очень упрощенно суть этого медицинского направления заключается в инструментальном удалении больного органа или его части. В случае же трансплантационной хирургии удаленный орган заменяют другим, здоровым. А теперь представьте себе, что аналогичную операцию можно провести на геноме: вырезать «больную» часть молекулы, содержащую мутацию, и заменить ее «здоровой»! Задача, безусловно, более чем актуальная и жизненно важная. Однако для ее решения необходимы соответствующие инструменты. Если хирург пользуется скальпелем или лазером, то для исследователя, который производит операцию на молекуле ДНК, требуются молекулы-инструменты, соответствующие ей по размерам и обладающие высокой точностью.

Родиться баобабом

Зависть, возможно, это наимощнейший фактор биологической и социальной эволюции человека. Присядет он в тени, к примеру, баобаба и думу думает: «Когда наше племя пришло сюда, этот старый баобаб стоял, под ним сидел мой прапрадед, и прадед сидел, и дед, и отец. Вот теперь сижу я, и сын будет сидеть, и внук, и правнук. Потом все умрут, или племя уйдет, а дерево все будет жить? Обидно, да!». Завистливый интерес человечества к видам долгоживущим совершенно понятен: вдруг удастся узнать нечто, что позволит и нам жить дольше, как тот же баобаб. Именно поэтому большое внимание ученых привлекает огромное количество природных моделей как замедленного, так и ускоренного старения. И, как при изучении многих других биологических феноменов, чем дальше эти «модели» отстоят от привычных лабораторных животных, тем более удивительные способы решения проблемы старения они используют

Чаще всего термин старение применяется для многоклеточных организмов. Считается, что большинство одноклеточных потенциально бессмертны, так как при размножении они делятся симметрично на два организма, идентичных родительскому. Однако в последнее время даже у некоторых бактерий были открыты процессы неравного деления. Так, обитатель пресноводных водоемов бактерия Caulobacter crescentus делится асимметрично, формируя одну крупную клетку, прикрепленную к субстрату, и мелкую, свободно плавающую в среде. Со временем первая «материнская» клетка замедляет процесс деления, выказывая признаки старения (Ackermann et al., 2003).

У пекарских дрожжей от крупной материнской клетки отпочковываются мелкие дочерние. Сама материнская клетка стареет и после определенного числа клеточных делений погибает.

При размножении у пекарских дрожжей от крупной материнской клетки отпочковываются мелкие дочерние, причем сама материнская клетка, претерпев определенное число делений, погибает. Признаками старения дрожжевой клетки служат увеличение размера, потеря тургора (внутриклеточного давления), удлинение клеточного цикла, ослабление синтеза белка, накопление внехромосомной ДНК и др. (Clay and Barral, 2013). Интересно, что материнские клетки избирательно отдают своим «дочерям» более эффективные митохондрии (органеллы, ответственные за производство энергии в клетке).

У другого вида дрожжей – ​пивных – ​клетки делятся симметрично и потенциально бессмертны, но лишь в благоприятных условиях. При тепловом или окислительном стрессе в одну из дочерних клеток собираются все крупные нефункциональные агрегаты белков – ​такая клетка в последующем погибает (Coelho et al., 2013). Так что даже одноклеточные организмы могут служить важными природными моделями для исследования процессов старения.

У многоклеточных также есть потенциально бессмертные клетки – ​половые, а вот соматические клетки запрограммированы на смерть. Одной из важных черт старения у этих организмов является постепенная утрата стволовых клеток, которые способны к самообновлению и в ходе дифференцировки могут превращаться во все другие виды соматических клеток. Поэтому утрата стволовых клеток очень замедляет или делает невозможным обновление различных тканей.

Как стареет клетка

В настоящее время исследователи все больше задаются вопросом, как происходит старение на уровне одной клетки. Рассмотрим несколько важнейших механизмов, вовлеченных в этот процесс.

Во-первых, это нарушения первичной структуры и эпигенетического (не затрагивающего структуру) статуса геномной ДНК. Огромное количество как внешних, так и внутренних факторов влияют на геном, вызывая множество мутаций ДНК: точечные замены отдельных нуклеотидов, двухцепочечные разрывы, хромосомные перестройки (например, инверсии – ​поворот участка хромосомы на 180°), укорочение концевых (теломерных) районов хромосом и т. д.

Системы репарации (ремонта ДНК) позволяют успешно справляться со многими такими нарушениями – ​от надежности их работы зависит способность организма противостоять естественным повреждениям генома. Ослабление систем репарации неизменно ведет к сокращению продолжительности жизни. Особенно чувствительна к мутагенным процессам ДНК митохондрий, так как процессы репарации в этих клеточных органеллах ослаблены, к тому же для них характерны высокие концентрации активных форм кислорода и других опасных метаболитов.

Компьютерная модель фибрилл, образованных амилоидным пептидом Aβ42, дает представление об организации и составе амилоидных бляшек в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера.

Есть много генов, активность которых с возрастом закономерно меняется по причинам, связанным с эпигенетическими изменениями, в частности, с метилированием ДНК, которое препятствует считыванию с нее генетической информации. Так, на сегодня известно около 400 эпигенетических маркеров (сайтов CPG-динуклеотидов), уровень метилирования которых отражает процессы старения организма. У большинства таких генов значение этого показателя с возрастом растет, а их активность, соответственно, падает. К этой группе относятся, например, гены, отвечающие за формирование нервных синапсов и дифференцировку нейроэпителиальных клеток. У других генов уровень метилирования с возрастом, напротив, падает. Эти гены имеют отношение к дифференцировке лейкоцитов и метаболизму нуклеиновых кислот (Horvath, 2013; Thomson, von Holdt, Horvath

В последнее время довольно большая роль в клеточном старении отводится таким эпигенетическим процессам, как модификация гистонов – ​обширного класса белков клеточного ядра, участвующих, в том числе, в упаковке нитей ДНК, а также метилирование (присоединение метильной группы (–CH3) без изменения нуклеотидной последовательности) ДНК (Han and Brunet, 2012).

Вторым важным механизмом старения является накопление белков с неправильной структурой. Агрегация неправильно свернутых белков с образованием амилоидов связана с развитием возрастных прогрессирующих нейродегенеративных расстройств, таких как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

В-третьих, при клеточном старении изменяются сигнальные пути – ​молекулярные механизмы, обеспечивающие передачу сигналов внутри клетки. Например, так называемого каскада инсулина / инсулиноподобного фактора роста, который влияет на множество клеточных процессов, таких как энергетический обмен, ответ на стресс и др. Этот путь вовлечен в процессы клеточного старения у широкого круга организмов, включая кишечнополостных, круглых червей, насекомых и млекопитающих.

Что касается окислительного стресса, который, как показано в ряде работ, вносит значительный вклад в процессы старения, то здесь ситуация неоднозначна. Имеются экспериментальные данные, что небольшие «порции» окислительного стресса, получаемые в результате физических упражнений или импульсного голодания, напротив, тренируют антиоксидантные защитные механизмы. И, соответственно, ведут к увеличению продолжительности жизни.

Многоклеточные «кощеи»

Все многоклеточные организмы относятся к так называемым эукариотам – ​организмам с оформленным клеточным ядром. И даже среди этих высших организмов мы сталкиваемся с феноменом полного потенциального бессмертия, характерного для прокариотов (бактерий и архей).

Такие «кощеи бессмертные» встречаются у некоторых типов беспозвоночных животных, лишенных билатеральной симметрии. Например, у гидроидных полипов/медуз из рода Turritopsis.

Представители вида Turritopsis dohrnii считаются бессмертными, потому что не проявляют признаков старения, связанных с возрастом. На «юношеской» стадии они представляют собой неподвижную форму – ​полип, а на следующей стадии полового размножения – ​свободно плавающую медузу. Самое удивительное, что после размножения эти организмы не умирают, а превращаются обратно в незрелых полипов. И такой цикл может повторяться многократно.

Одно из деревьев-долгожителей – сосна остистая межгорная. Продолжительность ее жизни достигает нескольких тысячелетий. © Creative Commons

У этих многоклеточных животных всегда имеются стволовые клетки, способные дифференцироваться в клетки различных тканей и участвовать в регенерации любых органов. Вероятно, именно это и дает им бессмертие. Однако в процессе эволюции у более сложноорганизованных форм эта способность была утрачена, что, скорей всего, было связано с необходимостью бороться со злокачественным перерождением клеток в раковые.

При этом между сложностью организации и продолжительностью жизни прямых связей не обнаруживается. Так, если губки, одни из наиболее примитивных многоклеточных животных, живут до 15 тыс. лет, а киты, относящиеся к млекопитающим, лишь до 200 лет, то не слишком сложно устроенный круглый червь Caenorhabditis elegans вообще не имеет стволовых клеток и живет всего пару недель.