Около 200 000 лет назад кочевые группы охотников-собирателей Homo sapiens и неандертальцев столкнулись друг с другом, когда покидали свои родные земли в Восточном Средиземноморье. Когда эти два вида начали взаимодействовать, они уже были подвержены воздействию различных патогенов на протяжении сотен тысячелетий. У них выработался хотя бы частичный иммунитет к болезням, которые были эндемичны для их собственного вида, но они были бы чрезвычайно уязвимы для бактерий и вирусов, распространяемых другим видом. Патогены, вызывавшие относительно безобидные симптомы у Homo sapiens, могли быть смертельно опасны для неандертальцев, и наоборот. В результате инфекционные заболевания создали "невидимый барьер": для Homo sapiens было невозможно мигрировать из Африки, потому что рано или поздно они столкнулись бы с неандертальцами и их патогенами и заболели бы, и то же самое происходило, когда неандертальцы продвигались на юг. Для ранних людей Восточное Средиземноморье должно было казаться проклятым царством, палеолитическим эквивалентом толкиеновского Мордора.

Без вакцин наша иммунная система - единственная защита от инфекционных заболеваний. Homo sapiens мог преодолеть невидимый барьер, созданный неандертальскими болезнями, путем дарвиновской эволюции. Рано или поздно произошли бы генетические мутации, которые позволили бы иммунной системе Homo sapiens эффективно противостоять неандертальским патогенам. Поскольку у людей с такими вариантами генов было больше шансов выжить, со временем они широко распространились среди населения. Но Homo sapiens выбрал гораздо более быстрый путь к иммунитету - скрещивание. Скрещивание с другим близкородственным видом - это непреднамеренный вид биохакинга: оно сразу же наделяет вид вариантами генов, которые уже адаптированы к новой среде. Интрогрессированная ДНК неандертальцев сыграла решающую роль в адаптации Homo sapiens к новым патогенам, с которыми они столкнулись во время миграции из Африки. Этот процесс был назван "моделью яда-антидота" адаптивной интрогрессии: Неандертальцы дали Homo sapiens "яд", подвергнув их воздействию нового патогена, но также и "противоядие" в виде интрогрессированных вариантов генов, которые придают устойчивость к патогену. В результате многие из неандертальских вариантов генов, которые остались в нашем геноме, относятся именно к нашему иммунному ответу.

Мы даже кое-что знаем о том, с какими патогенами сталкивались Homo sapiens при взаимодействии с неандертальцами. Варианты генов неандертальцев, которые, скорее всего, сохранились у европейцев сегодня, кодируют белки, взаимодействующие с РНК-вирусами, в частности с ВИЧ и гриппом, и впервые были приобретены около 50 000 лет назад. Это убедительное доказательство того, что Homo sapiens столкнулись с подобными заболеваниями, когда смешались с неандертальцами в Восточном Средиземноморье. Поскольку неандертальцам не удалось выжить, менее понятно, с какими болезнями боролись Homo sapiens. С теоретической точки зрения наиболее вероятными кандидатами являются РНК-вирусы, поскольку они менее точны, чем ДНК, при копировании своего генетического кода; в результате мутации происходят гораздо чаще, и существует большая вероятность того, что РНК-вирус адаптируется и преодолеет видовой барьер. Это объясняет, почему так много современных заболеваний вызывается РНК-вирусами - не только грипп и ВИЧ-СПИД, но и корь, полиомиелит, лихорадка Эбола, атипичная пневмония и, конечно, Covid-19.

Неандертальцы были не единственным видом человека, скрещивавшимся с Homo sapiens. Тот же процесс произошел при взаимодействии современных людей с денисовцами, жившими в Восточной Евразии. Несмотря на слабый физический след, который они оставили после себя - всего несколько фрагментов костей, - варианты их генов присутствуют в геномах миллиардов ныне живущих людей. ДНК денисовцев составляет менее 1 процента геномов жителей Восточной и Южной Азии, но от 3 до 6 процентов геномов жителей Новой Гвинеи. И, как и в модели "яд-антидот" неандертальцев и Homo sapiens, многие интрогрессированные варианты генов денисовцев вовлечены в процессы, связанные с иммунитетом, что позволяет предположить, что эти гены способствовали адаптации Homo sapiens к патогенам, с которыми они столкнулись, продвигаясь в Восточную Евразию.

Помимо иммунной системы, интрогрессированные варианты генов денисовцев обусловливают удивительное физическое разнообразие современных людей, позволяя им жить в самых разных экстремальных средах обитания. Тибетцы несут мутацию денисовского гена, влияющую на красные кровяные тельца, что позволяет им комфортно жить на плато высотой 13 000 футов или 4000 метров, где воздух содержит на 40 процентов меньше кислорода, чем на уровне моря. Другой вариант гена, увеличивающий размер селезенки, носят сама-баджау, кочевой народ, живущий на флотилиях лодок в морях у Филиппин, Малайзии и Индонезии. В селезенке хранятся красные кровяные тельца, переносящие кислород, и когда человек задерживает дыхание, она выбрасывает эти тельца, чтобы повысить уровень кислорода; это помогает объяснить, как сама-баджау способны нырять на глубину более 230 футов или 70 метров, не имея ничего, кроме набора грузил и пары деревянных защитных очков. Инуиты северной Канады и некоторых районов Гренландии и Аляски сохранили денисовские гены, влияющие на хранение жиров, что помогает им процветать в исключительно холодном климате. Эти возможности, возможно, не попадают в рамки фантастического романа, но тем не менее они необычны. Однако, если задуматься, иммунная система вполне может оказаться самой замечательной суперспособностью из всех.

Вирусы палеолита и появление современных людей

Модель "яд-антидот" не является односторонним процессом. Неандертальцы также должны были выработать устойчивость к инфекционным заболеваниям, переносимым Homo sapiens, путем адаптивной интрогрессии. Геном неандертальца, жившего примерно 100 000 лет назад в горах Алтая, содержит варианты генов Homo sapiens, которые усиливают иммунный ответ на вирусные инфекции. Но если адаптивная интрогрессия помогла обоим видам выработать иммунитет к болезням друг друга, почему Homo sapiens возобладал, а неандертальцы исчезли? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть, как климат влияет на распространенность инфекционных заболеваний.

Последний ледниковый период, длившийся примерно с 110 000 до 12 000 лет назад, покрыл льдом большую часть Северной Евразии и затруднил выживание неандертальцев. Оценки численности их популяции варьируются от 5 000 до 70 000 человек - ничтожно мало, если учесть, что они были расселены по региону, простиравшемуся от Атлантического океана до Сибири. Не стоит удивляться тому, что существуют доказательства длительного инбридинга. Анализ ДНК женщины-неандертальца, жившей более 50 000 лет назад в горах Алтая, показывает, что ее родители были сводными братьями и сестрами и что спаривание между близкими родственниками было распространено среди ее недавних предков. Последствия ледникового периода были бы гораздо менее катастрофическими в Африке, где все еще жили Homo sapiens. Пища была бы по-прежнему в изобилии, а понижение температуры сделало климат более благоприятным. Когда современные люди начали выходить за пределы Африки, их численность составляла от 120 000 до 325 000 человек, а их геном был в четыре раза разнообразнее. Поэтому Homo sapiens были бы более устойчивы к инфекционным заболеваниям, которые переносили неандертальцы.

Климат также влияет на способность двух видов выживать в патогенных микроорганизмах друг друга. Чем ближе к экватору, тем жарче, потому что больше солнечной энергии попадает на землю. Растительность в виде деревьев и растений, как правило, более обильная, что, в свою очередь, поддерживает густой и разнообразный животный мир. Ярчайший пример тому - тропические дождевые леса, которые занимают чуть более 5 процентов поверхности Земли, но являются домом для половины животных планеты. Они кишат жужжащими насекомыми, воющими обезьянами, поющими птицами, а иногда и большими кошками, идущими на охоту. Все эти животные поддерживают жизнедеятельность огромного количества микробов, некоторые из которых вызывают инфекционные заболевания. Подавляющее большинство патогенов, способных заразить человека, являются зоонозными - то есть они зарождаются в организме животных, а затем преодолевают видовой барьер и заражают нас. Поэтому разнообразие жизни в тропических регионах означает, что там гораздо больше смертельных патогенов, чем в зонах умеренного климата. Homo sapiens, чьи предки миллионы лет жили в Африке, нес на себе гораздо больше болезней, чем неандертальцы, обитавшие в Европе сотни тысяч лет. В результате Homo sapiens должен был выработать устойчивость к неандертальским вирусам и бактериям раньше, чем неандертальцы стали толерантными к патогенам Homo sapiens.