Когда появляется дискуссионная статья, нет ничего необычного в том, что поместивший ее журнал получает и публикует критические отзывы оппонентов. Для этого имеется рубрика «Письма в редакцию». Авторам оригинальной статьи дается возможность ответить, а затем оба письма печатаются рядом, в одном и том же номере журнала. Неудивительно, что скоро мы узнали о критическом отзыве на нашу статью Луки Кавалли-Сфорца и о том, что «American Journal of Human Genetics» принял его. Редактор прислал нам копию письма Луки с предложением подготовить ответ.

Письмо представляло собой убийственную атаку на митохондрии вообще и на нашу интерпретацию зоны влияния в частности. В нем, однако, содержалось одно очень интересное заявление, которое мы и ожидали услышать. Хотя всеобъемлющее влияние неолитических фермеров на облик европейского генофонда составляло основу модели «демодиффузии — волны распространения» Луки Кавалли-Сфорца, он никогда и нигде не представлял количественных данных в ее подтверждение. Не было никаких цифр, описывающих распределение генов. По нашим оценкам получалось, что приблизительно 20% европейцев несут в себе гены тех самых доисторических земледельцев-скотоводов, в то время как в работах Луки не было данных, которые можно было бы сопоставить с нашими. Признанное мнение гласило просто, что охотники-собиратели были «захлестнуты» волной земледельцев. Именно так целое поколение археологов интерпретировало модель «волны распространения». Но масштабы миграции никогда не оценивались. Возможно, им это не казалось необходимым. Модель и без того получила признание, и все знали, что она означает — или думали, что знают. Но вот теперь, впервые, Лука привел количественные данные, процент современных европейцев, носящих гены земледельцев с Ближнего Востока. Он, говорилось в письме, приблизительно равен проценту генетических вариаций, которые относятся к первой основной компоненте (помните линию, прослеживающую прохождение генов через Европу с юго-востока на северо-запад). И составляет он 26%. Это утверждение не было подкреплено никакими математическими выкладками, но мы не собирались это обжаловать. Результат был настолько близок к нашим 20%, полученным в результате митохондриального анализа, что нам с ним спорить было просто не о чем.

Несмотря на столь важную новость, полученную от Луки, нам все же необходимо было ответить на его письмо и на критические высказывания в адрес митохондриальной ДНК, которые в нем содержались. Он имел полное право нас критиковать. Это абсолютно логично и правомерно — требовать исчерпывающих разъяснений от тех, кто бросает вызов устоявшимся взглядам. Чрезвычайные сообщения, подобные нашему, требовали сверхубедительных доказательств. Мы сознавали все это, и все же не могли избавиться от ощущения очень сильного давления. Мы были в роли мальчишек, осмелившихся бросить вызов истэблишменту. Тем не менее я ни секунды не сомневался в том, что правы мы. И единственно верным в такой ситуации было сохранять спокойствие и подробно, по пунктам, ответить на все критические замечания.

Мы решили, что первое возражение — что выбранный нами участок митохондриальной ДНК, контрольный регион, ненадежен, так как в нем отмечается высокая частота параллельных мутаций — нужно проверить, и были уверены, что сможем доказать свою правоту. В кольце молекулы митохондриальной ДНК можно найти множество изменений других оснований и также использовать их в качестве генетических маркеров. Если бы вместо последовательности оснований контрольного региона мы прибегли к этим маркерам для построения нового эволюционного древа, результат мог быть двояким: наши кластеры могли совпасть с этими группами или не совпасть. Если они совпадут, значит, контрольный регион надежен, если нет — значит, ненадежен.

Для проведения этого теста мы объединились с Антонио Торрони, итальянским генетиком из Рима, который много лет работал над созданием сложной технической установки для таких маркеров. Он предоставил нам образцы, которые уже протестировал для нас своим методом, чтобы мы могли определить в них последовательность в контрольном регионе, а мы, в свою очередь, отправили в Рим наши образцы, чтобы он протестировал их на своей установке. Затем мы сравнили результаты. Они превзошли все наши ожидания. Кластеры, полученные с помощью маркеров Антонио и наши собственные, практически полностью совпали. За исключением одного или двух несущественных несовпадений, с которыми мы сразу же разобрались, остальное полностью совпало — настолько, что мы отказались от нумерации кластеров, которую применяли до сих пор, в пользу предложенных Антонио обозначений буквами алфавита. Теперь у нас было доказательство того, что контрольный регион — не непостоянный и.неуравновешенный клочок ДНК, заведший нас в дебри ложных выводов, а проверенный (теперь мы с полным основанием могли назвать его так) и надежный компаньон.

С критикой по поводу частоты мутаций справиться было потруднее. Конечно, в случае, если наши показатели частоты мутаций были сильно занижены, то возраст кластеров «переползал» из палеолита в неолит и нам оставалось бы только нежно распрощаться со своей теорией.

Оценить частоту возникновения мутаций, в принципе, можно двумя способами: либо попытаться измерить их путем прямых наблюдений от одного поколения к следующему, либо рассмотреть, сколько мутаций накопилось в двух различных группах, например, племенах, популяциях или видах — время отделения которых друг от друга нам известно. Самая первая оценка частоты возникновения мутаций, скорости наших генетических часов, была проведена путем подсчета различий между человеком и ближайшим родственником, человекообразной обезьяной шимпанзе. Время, когда эти два вида отделились от общего предка, приблизительно известно и равно четырем — шести миллионам лет. Конечно, никто не знает абсолютно точно, когда именно от общего ствола отделились люди, а когда обезьяны, особенно с учетом того, что до нас не дошли ископаемые останки шимпанзе, которые бы могли помочь в подсчетах. Вслед за этим было подсчитано количество мутаций у северо-американских индейцев, которые перебрались на свой континент около двенадцати тысяч лет назад. Примечательно то, что выводы на основании обоих подсчетов оказались очень близкими, это позволило подсчитать скорость возникновения мутаций, начиная от единого предка по материнской линии. Скорость приблизительно была равна одной мутации в двадцать тысяч лет. Определяя время, когда два современных человека имели общего предка, как я сделал, например, для себя и русского царя, мы имеем дело с двумя расходящимися родословными, в каждой из которых могут возникать мутации на пути от общего предка до нас с вами. Только одна мутация отделяет последовательность моего контрольного региона от последовательности царя, но она, эта мутация, могла возникнуть на отрезке любой из двух последовательностей, ведущих к нашему общему предку. При частоте возникновения мутаций, которую мы оценили как одна в двадцать тысяч лет на одну родословную, можно сказать, что общая длина двух наших родословных составляет двадцать тысяч лет. Поскольку я и русский царь практически являемся современниками, то длину нашей суммарной родословной можно разделить пополам и получить время, отделяющее каждого из нас от общего предка — оно равно десяти тысячам лет. Наше исследование в Полинезии к тому же продемонстрировало весьма точное совпадение археологической датировки возраста стоянок с генетическими данными частоты мутаций. Если критерий для определения частоты мутаций ошибочен для Европы (и должен быть уменьшен в десять раз, по мнению наших оппонентов), то он должен быть ошибочным и во всех прочих случаях. Это значило бы, что люди с шимпанзе разделились всего 400—600 тысяч лет назад, Америка была впервые заселена толь­ко 1200 лет назад, а Полинезия — каких-то жалких 300 лет назад, то есть уже после того, как туда попали европейцы. Такая очевидная бессмыслица явно свидетельствовала, что наши оценки частоты возникновения мутаций не так уж далеки от истины.

Прямое измерение частоты возникновения мутаций — дело слишком трудное. Оно означает, что надо ловить различия между матерями и их детьми. Мы прикинули, что для того, чтобы заметить единственную новую мутацию, придется протестировать тысячу пар родителей с детьми. Этот вариант отпадал сразу. К счастью, процесс мутаций в митохондриях происходит постепенно, и, как оказалось, его не так сложно наблюдать другим способом. Мутации возникают в индивидуальных молекулах ДНК, находящихся в индивидуальных митохондриях. Однако у большинства людей последовательность ДНК во всех митохондриях всех клеток тела в точности одна и та же. Здесь возникает некий парадокс. Новая мутация может возникнуть только в одной молекуле ДНК одной митохондрии одной клетки — так как же ей удается разойтись по всему телу?

Чтобы мутация передалась следующему поколению, она должна возникнуть в незрелой половой клетке, одной из тех, которые после серии делений образуют яйцеклетки. Мутации возникают и в разных других клетках тела — в коже, костях, крови и так далее,— но из этих клеток они не могут быть переданы следующим поколениям, а значит, такие мутации не играют никакой роли в эволюционных процессах. По-видимому, происходит следующее: каждый раз когда незрелая половая клетка делится, каждый раз она забирает с собой только часть митохондрий. Если той митохондрии, в которой произошла новая мутация ДНК, удастся преодолеть этот барьер, то в результате это может привести к изменению уже большего процента митохондриальной ДНК в новых клетках. По мере того как разделятся и эти клетки, появляется шанс, что новая мутация еще продвинется, и так далее.