Чи змогла б одна пара відродити людство в разі катастрофи?
Остання людина на Землі – улюблений сюжет фантастів, але якщо раптом таке станеться насправді? Скільки людей потрібно, щоб врятувати людство, вивчає кореспондент BBC Future.
Чужинці-хижаки прибули. Впродовж двох років вони знищили всіх. Майже всіх.
Крихітний острівець Піраміда Бола лежить за 600 кілометрів на схід від Австралії в південній частині Тихого океану. Він нагадує уламок скла, який здіймається над океанськими хвилями. Там вони і ховались – на краю скелі, під чагарником – останні представники роду.
Врятувались лише двоє, а через дев'ять років з'явились дев'ять тисяч нащадків: діти, онуки і правнуки "Адама" і "Єви".
Ні, це не новий варіант Книги Буття. Щасливчиками, яким вдалося врятуватись, були деревні паличники – Dryococelus Australis – рідкісний вид комах розміром з людську долоню.
У 1918 році чорні щури вторглися на їхній рідний острів Лорд-Га, комах вважали вимерлими, але 83 роки потому їх знову знайшли на вулканічному острові Піраміда Бола.
Вид зобов'язаний своїм чудесним відродженням команді вчених, які в 2003 році прочесали вертикальну скелю 500 футів заввишки і знайшли їхнє сховище. Паличників назвали "Адам" і "Єва" і відправили до зоопарку в Мельбурн, де вчені розпочали програму розведення цих комах.
Пережити Армагедон для комах – одна справа. Жіноча особина деревного паличника відкладає десяток яєць кожні десять днів і здатна до партеногенезу, тобто для продовження роду їй не потрібен представник чоловічої статі. Інша справа – знову заселити Землю людьми. Чи можливо це зробити? І скільки часу на це потрібно?
Відповідь на це запитання – значно важливіша, ніж марні балачки за келихом пива. Вона має безперечну міжнародну значущість і актуальність – від досліджень НАСА про те, скільки піонерів-поселенців відправити на Марс, до збереження зникаючих видів.
Перемотаймо плівку на 100 років уперед. Досягнення людства принесли жахливі плоди, і повстання роботів знищило наш рід. До речі, таку долю людству 2014 року передрікав Стівен Хокінг. Лише дві людини врятувались. І отже, перше покоління людства складатиметься з братів і сестер – іншого виходу немає.
Зиґмунд Фройд вважав, що інцест поряд з вбивством батьків є табу, притаманним всім культурам. Він не лише огидний, він є цілком небезпечним. Дослідження дітей, народжених у Чехословаччині між 1933 і 1970 роками, встановило, що майже 40% з тих, чиї батьки мали першу ступень споріднення, мали серйозні фізичні або розумові вади.
Рецесивні ризики
Щоби зрозуміти, чому кровозмішення настільки небезпечне, нам треба трохи розібратися з генетикою.
Всі ми маємо дві копії кожного гена – по одному від кожного з батьків. Втім, деякі варіації генів ніяк не виявляються, доки не з'явиться пара абсолютно ідентичних генів. Більшість спадкових захворювань викликають ці "рецесивні" варіанти, які проникають крізь захист еволюційного відбору, тому що самі по собі не є шкідливими. Середньостатистична людина має в своєму геномі від однієї до двох летальних мутацій.
Коли пара перебуває в стосунках, таємне швидко стає явним. Наприклад, ахроматопсія – рідкісний рецесивний розлад, який викликає кольорову сліпоту. Це відхилення виявляється у одного з 33 тисяч американців, хоча генетичними носіями є кожен сотий американець.
Якщо хтось з наших нових "Адама" і "Єви" матиме такий варіант гену, шанс, що дитина отримає одну його копію, є один до чотирьох. Нічого особливого. Втім, всього за одне покоління кровозмішення ризик хвороби стрімко зростає до одного з чотирьох шансів, що дитина матиме дві копії гену. А це означає ризик 1:16, що перший онук пари стане дальтоніком.
Така доля спіткала мешканців коралового атолу Пінгелап, розташованого ізольовано в західній частині Тихого океану. Все населення острова походить від 20 людей, уцілілих у тайфуні XVIII століття, серед яких був носій ахроматопсії. Через крихітний генофонд острова, сьогодні десята частина його населення не розрізняє кольорів.
Втім, попри ризики, якщо пара матиме достатньо дітей, то існують шанси, що принаймні деякі з них будуть здоровими. Але якими будуть наслідки кровозмішення, яке триватиме сотні років?
Щоб з'ясувати це, зовсім не обов'язково застрягати на загубленому острові. Один соціальний прошарок у самому центрі західної цивілізації не може втриматись від шлюбів з близькими родичами. Йдеться про європейську монархію. Дев'ять поколінь шлюбів за розрахунком між двоюрідними братами, дядьками і племінницями, які укладали іспанські Габсбурги впродовж 200 років, є природним експериментом, який дозволяє подивитись на результати тривалого інцесту.
Карл II був найвідомішою жертвою. Король народився з безліччю фізичних та розумових вад, він не вмів ходити до восьми років. А коли виріс, його безпліддя загрожувало зникненню цілої династії.
У 2009 році команда іспанських вчених знайшла пояснення цьому. Родовід Карла був настільки заплутаним, що "коефіцієнт кровозмішення" в нього – цифра, яка відображає відношення успадкованих генів, ідентичних в обох батьків, – був у нього вищим, тому що він був єдиною дитиною.
Саме за допомогою цього коефіцієнту екологи оцінюють генетичні ризики зникаючих видів. "У невеликій популяції кожен рано чи пізно матиме родинні зв'язки, і чим їх більше, тим більш значущими стають їхні наслідки", – пояснює Брюс Робертсон з Університету Отаго. Він вивчає гігантських новозеландських папуг – какапо, у популяції яких залишалось всього 125 особин на всій планеті.
Особливу занепокоєність викликає вплив кровозмішення на якість сперми, в якій число безплідних яєць збільшилось з 10% до майже 40%. Це приклад кровозмісного пригнічення, спричиненого впливом рецесивних генетичних дефектів в популяції, пояснює вчений. Попри достатню кількість їжі і захист від хижаків, спроби відновити популяцію какапо можуть провалитись.
Імунне розмаїття
Зникаючі види також наражаються на небезпеку довгострокових наслідків. Хоча вони можуть бути вже добре пристосованими до навколишнього середовища, генетична різноманітність дозволяє видам адаптуватись й до майбутніх загроз. І в першу чергу це стосується імунітету.
"Більшість видів, зокрема, люди, прагнуть до значної різноманітності імунної системи. Ми вибираємо наших партнерів зі складом імунітету, відмінного від нашого, що робить імунітет наших нащадків більш різноманітним і стійким до різних загроз, – пояснює доктор Філіп Стівенс з Університету Дарема.
Далеко в нашому еволюційному минулому спаровування людей з неандертальцями, ймовірно, надало нашій імунній системі генетичний імпульс.
Втрата генетичного розмаїття, навпаки, підсилює генетичні примхи популяції. Більше того, нові люди не лише виглядатимуть і звучатимуть інакше – вони можуть перетворитись на абсолютно новий вид.
Європейські монархії XIX століття продемонстрували небезпеку кровозмішення
Отже, наскільки різноманітним має бути наш генофонд? Ця дискусія почалась ще у 1980-і, каже пан Стівенс, коли австралійський вчений запропонував універсальне правило генетики.
"Щоб уникнути кровозмісного пригнічення, загалом потрібні 50 - 500 племінних особин для того, щоби вони змогли адаптуватися до середовища", – пояснює вчений. Ця формула до сьогодні використовується Міжнародним союзом охорони природи, який заносить у Червону книгу вимираючі види. Але цифру збільшили до 500 - 5 000 особин з урахуванням випадкових втрат у процесі передачі генів від покоління поколінню.
Ця концепція все частіше викликає зневіру вчених у тому, що популяції зникаючих видів можна відродити, якщо захищати їх від загроз середовища.
Але перш ніж ви зневіритесь у можливість врятування людства однією парою, подумайте про те, що саме наше існування доводить протилежне. Згідно з фізіологічними та археологічними свідченнями, людство ніколи не досягло би сучасного розміру популяції з однієї тисячі осіб впродовж майже мільйона років.
Крім того, людство знову пережило серйозну загрозу, коли наші предки вирішили мігрувати з Африки. Як і слід було очікувати, ми залишились з неймовірно низьким рівнем генетичної різноманітності.
Дослідження генетичних відмінностей у сусідніх груп шимпанзе, здійснене у 2012 році, виявило більше різноманітності в генах однієї групи, ніж серед усіх семи мільярдів людей, які живуть на планеті сьогодні.
Щодо останніх чоловіка і жінки, сказати щось з упевненістю важко, але доктор Стівенс має оптимістичні погляди.
"Докази короткострокових наслідків низької генетичної розмаїтості є безперечними, але вони мають переважно гіпотетичний характер. Існують історії неймовірного розвитку "з нуля", отже, все можливо".
Поки Апокаліпсис не знищив основи сучасної цивілізації, людство може відтворитися напрочуд швидко. На межі XX століття релігійна громада гутеритів Північної Америки, якій притаманне кровозмішення, досягла надзвичайно високих темпів зростання населення. Кількість членів громади подвоюється кожні 17 років.
Завдання не таке просте. Але якщо кожна жінка народжуватиме вісім дітей, людство досягне сучасних семи мільярдів і нинішньої кризи перенаселення всього за 556 років.
