Jambo, bonjour, zdrastwujtie, tayo. To kilka języków, w których trochę rozmawiałem w ciągu ostatnich sześciu tygodni. Odwiedzając 17 krajów w czasie mojej szalonej podróży, sprawdzałem rozmaite aspekty naszego projektu, o którym opowiem wam trochę później. Odwiedziłem kilka niesamowitych miejsc, jak Mongolia, Kambodża, Nowa Gwinea, RPA, dwukrotnie Tanzania. Byłem tu miesiąc temu. Możliwość odbycia takiej szybkiej podróży po świecie z wielu powodów jest absolutnie niesamowita. Można zobaczyć niewiarygodne rzeczy. Można również dokonać na miejscu porównania ludzi z całego świata. Wnioski, jakie można z tego wyciągnąć, wnioski nieco powierzchowne, są takie, że nie jesteśmy tacy sami - o tym jeszcze wam opowiem - a raczej odmienni. Na świecie jest tyle różnorodności. 6000 odmiennych języków, w których rozmawia 6,5 miliarda ludzi, o różnych kolorach, sylwetkach, rozmiarach. Gdy spacerujesz ulicami wielkiego miasta, podróżujesz, jesteś zdumiony różnorodnością gatunku ludzkiego. Jak wyjaśnić to zróżnicowanie? O tym właśnie będę dziś mówił. O tym jak używamy narzędzi genetyki, a w szczególności genetyki populacyjnej, do opisu jak tworzyła się różnorodność i jak długo to trwało. Problem ze zróżnicowaniem ludzi, tak jak wszystkie wielkie pytania nauki, problem, jak to wyjaśnić, można rozszerzyć o dodatkowe pytania. Nietrudno ugrzęznąć na dobre w tych pytaniach pomocniczych. Pierwsze z pytań dotyczy naszego pochodzenia. Czy naprawdę mamy wspólnego przodka? Zakładając, że tak istotnie jest, myślę że wszyscy na tej sali zapytają: "od kiedy"? Kiedy nastąpiła geneza naszego gatunku? Od jak dawna jesteśmy od siebie odmienni? Drugie pytanie wiąże się z pierwszym, ale nieco się różnią. Jeśli wypłynęliśmy ze wspólnego źródła, jak udało nam się opanować każdy zakątek globu i w rezultacie wytworzyć całą tę różnorodność, odmienne style życia, wygląd zewnętrzny, różne języki na całym świecie. Na pytanie o pochodzenie, jak i na wiele innych z dziedziny biologii, odpowiedział Darwin ponad sto lat temu. w dziele "O pochodzeniu człowieka" napisał: "W każdym wielkim regionie świata żyjące ssaki są blisko spokrewnione z gatunkami wymarłymi w tym samym regionie. Jest zatem prawdopodobne, że Afryka była uprzednio zamieszkana przez wymarłe małpy, pokrewne gorylom i szympansom. Skoro te dwa gatunki są najbliższymi krewniakami człowieka, jest bardziej prawdopodobne, że nasi wcześni przodkowie żyli w Afryce, niż gdziekolwiek indziej". Wszystko jasne, możemy iść do domu z gotową odpowiedzią. Nie do końca, ponieważ Darwin mówił o naszym dalekim rodowodzie, wspólnym z małpami człekokształtnymi. Jest jasne, że pochodzą one z kontynentu afrykańskiego. Pojawiają się w zapisie kopalnym sprzed około 23 mln. lat. Afryka była w tamtym czasie oddzielona od innych lądów za sprawą kapryśnych płyt tektonicznych, unoszących się w okolicach Oceanu Indyjskiego. Afryka zderzyła się z Eurazją około 16 mln. lat temu i doszło do tzw. pierwszego afrykańskiego eksodusu. Małpy, które opuściły wtedy Afrykę trafiły do Południowej Azji i stały się gibonami i orangutanami. Te, które zostały wyewoluowały w goryle, szympansy i w nas. Więc tak, jeśli mówimy o wspólnym rodowodzie z małpami, patrząc na zapis kopalny staje się jasne, że właśnie tam zaczęliśmy. Nie całkiem takie pytanie chciałem zadać. Pytam o rodowód ludzi, stworzeń, w których rozpoznalibyśmy samych siebie, jeśli siedziałyby obok nas na tej sali. Gdyby jedno z nich wpatrywało się w was, nie wzdrygnęlibyście się jak ja teraz. Co z naszym rodowodem? Jeśli cofniemy się odpowiednio daleko, okaże się, że dzielimy go z każdym żywym stworzeniem. DNA nas łączy, mamy więc wspólnego przodka z barakudą, bakteriami i grzybami, jeśli cofniemy się w czasie o ponad miliard lat. Pytamy dziś jednak o pochodzenie człowieka. Jak możemy je zgłębiać? Dawniej badano je z pomocą paleoantropologii, wygrzebując kości z ziemi, oraz w dużej mierze dzięki morfologii, opisującej kształty, na przykład kości czaszki. "Ta wygląda całkiem jak nasza, więc to musi być nasz przodek. Na pewno od niego bezpośrednio się wywodzimy". Przyznam, że paleoantropologia podsuwa nam dużo fascynujących koncepcji naszego pochodzenia, ale nie daje prawdopodobnych rozwiązań, których tak pragną naukowcy. Co mam na myśli? Patrzycie na doskonały przykład. Oto trzy wymarłe gatunki hominidów, potencjalni przodkowie ludzi. Wszystkie zostały odnalezione w wąwozie Olduvai przez rodzinę Leakey`ów. Każdy z nich datowany jest na niemal ten sam czas. Od lewej: Homo erectus, Homo habilis, i Australopitek, teraz nazywany Paranthropus boisei, masywny australopitek. Trzy wymarłe gatunki, to samo miejsce, ten sam czas. Znaczy to, że wszystkie trzy nie mogą być moimi bezpośrednimi przodkami. Z którym z nich jestem spokrewniony? Szukamy tu poszlak, a nie dowodów dotyczących naszego rodowodu. Odmienne podejście oferuje nam morfologia. Analizuje dowody, które do niedawna były dostępne jako jedyne, głownie kształt czaszki. Pierwszą osobą, która to usystematyzowała był Linneusz. Carl von Linne, szwedzki botanik, który w XVIII wieku postanowił skategoryzować wszystkie żyjące na Ziemi organizmy. Myślicie, że wasza praca jest ciężka? On swoją wykonał całkiem nieźle. Sklasyfikował około 12.000 gatunków w dziele Systema Naturae. To on wymyślił nazwę Homo sapiens - po łacinie człowiek myślący. Jednak obserwując różnorodność ludzi na całym świecie, powiedział: "Wydaje się, że dzielimy się na różne podgatunki lub rodzaje". Mówił o Afrykanach, Amerykanach, Azjatach i Europejczykach, stworzył rażąco rasistowską kategorię - monstrosus - która obejmowała wszystkich ludzi, których nie lubił, włącznie z wyimaginowanymi rasami, jak elfy. Łatwo odrzucić te wypracowane w dobrej wierze, ale w rezultacie zacofane przemyślenia XVIII-wiecznego naukowca, działającego w erze przed Darwinem. Jednak jeśli przyjrzymy się antropologii fizycznej sprzed zaledwie 20 czy 30 lat, w wielu wypadkach zobaczymy w gruncie rzeczy takie same klasyfikacje ludzi. Drogi ras ludzkich według antropologów fizycznych sprzed 30-40 lat - Carlton Coon najlepszym przykładem - zaczęły się rozchodzić, a jest to pogląd z ery po Darwinie, od czasów Homo erectusa, przed ponad milionem lat. Ale jakie dane o tym świadczą? Jest ich bardzo mało. Morfologia i domysły. To, o czym chciałbym dziś powiedzieć, właśnie w tej chwili, to nowe podejście do tego problemu. Nie trzeba już snuć domysłów o naszym rodowodzie, wykopując z ziemi potencjalnych przodków, i analizować danych na bazie morfologii, której wciąż do końca nie rozumiemy. Nie znamy genetycznych przyczyn morfologicznej zmienności. Musimy podejść do problemu z całkiem innej strony. To, o co pytamy jest bowiem problemem genealogicznym. Jest kwestią z tej dziedziny. Chcemy stworzyć drzewo genealogiczne dla wszystkich dziś żyjących. Genealodzy potwierdzą, że każdy z nas próbował, lub ma kogoś w rodzinie, kto starał się stworzyć drzewo genealogiczne rodu? Zaczynasz od teraźniejszości i związków, których jesteś pewien. Ty i twoje rodzeństwo macie wspólnych rodziców. Razem z kuzynami macie wspólnych dziadków. Stopniowo cofasz się coraz dalej w przeszłość, dodając osoby coraz dalej spokrewnione. Ale w końcu, nie ważne jak dobry jesteś w przeszukiwaniu archiwów kościelnych, dochodzisz do miejsca, zwanego przez genealogów ścianą z cegieł. Do punktu, gdzie nie da się dowiedzieć więcej o twoich przodkach, wchodzisz do mrocznego i tajemniczego królestwa, zwanego historią, gdzie musisz kroczyć ostrożnie, licząc na przewodników. Kim byli ludzie, którzy żyli wcześniej? Nie istnieje żadna dokumentacja. W zasadzie to jednak mamy ją. Zapisana jest w naszym DNA, kodzie genetycznym. Dysponujemy historycznym zapisem, przenoszącym w przeszłość do samego początku naszego gatunku. To właśnie badamy. A teraz, elementarz DNA. Podejrzewam, że na sali nie siedzą sami genetycy. Jest to bardzo długa, podłużna molekuła, zakodowany plan dotyczący tego, jak wykonać kopię nas samych. Składa się z podjednostek: A, C, G i T. Sekwencja tych podjednostek tworzy nasz plan. Jak długa jest nić? Składa się z miliardów podjednostek. Genom haploidalny. Posiadamy dwie kopie wszystkich chromosomów. Genom haploidalny składa się z około 3,2 miliarda nukleotydów. Całość, jeśli dodamy wszystko do siebie, ma długość ponad sześciu miliardów nukleotydów. Jeśli rozwiniemy całe DNA z jednej komórki ciała będzie liczyć około dwóch metrów długości. Jeśli rozciągniemy całe DNA ze wszystkich komórek, osiągnie długość równą drodze na Księżyc i z powrotem, pomnożoną tysiące razy. To bardzo dużo informacji. Jeśli chcielibyśmy skopiować molekułę DNA, czeka nas ciężka praca. Wyobraźcie sobie najdłuższą powieść, jak "Wojna i pokój". Teraz pomnóżcie ją stukrotnie. I wyobraźcie sobie jej ręczne kopiowanie. Pracujesz do późna w nocy, będąc niezwykle skrupulatnym, pijesz kawę, uważasz, ale od czasu do czasu, gdy kopiujesz ręcznie, wkrada się mała literówka. Zamieniasz I na E czy C na T. To samo dzieje się z naszym DNA, gdy przekazywane jest przez pokolenia. Nie zdarza się to zbyt często. Mamy wbudowany mechanizm korygujący. Ale jeśli się już zdarzy, zmiany zostają przekazane kolejnym generacjom, stając się markerami pochodzenia. Jeśli dzielisz z kimś taki znacznik, to znaczy, że w którymś momencie historii mieliście wspólnego przodka. Osobę, u której pierwszy raz wystąpiła taka zmiana w DNA. Obserwując wzór genetycznego zróżnicowania, wzór jaki tworzą markery u wszystkich ludzi na świecie, szacując względny czas ich pojawienia się w dziejach ludzkości, możemy stworzyć drzewo genealogiczne dla wszystkich żyjących dziś. W naszej pracy używamy często dwóch rodzajów DNA. Dzięki DNA mitochondrialnemu śledzimy matczyną linię pochodzenia. mtDNA otrzymujesz od matki i babci ze strony matki. Cofamy się aż do pierwszej kobiety. Chromosom Y, część DNA, która określa mężczyzn, pozwala na śledzenie linii rodowej ojca. Wszyscy na tej sali i wszyscy na świecie należą do któregoś z rodów na tych drzewach. Jeśli nawet są to uproszczone wersje prawdziwych drzew, wciąż są zbyt skomplikowane, uprośćmy je jeszcze. Obróćmy je na bok i połączmy, teraz wygląda to jak drzewo, z korzeniami u dołu i pnącymi się do góry gałęziami. Co musimy z tego zapamiętać? To, co uderza nas na samym początku, to fakt, że najdalej sięgające rodowody odnajdujemy u Afrykanów. To oznacza, że Afrykanie akumulowali mutacje przez dłuższy czas. Oznacza to też, że pochodzimy z Afryki. Jest to zapisane w naszym DNA. Każda próbka DNA, którą badaliśmy, jest bogatsza u Afrykanów niż u innych. Swego czasu w przeszłości podgrupa mieszkańców Afryki opuściła kontynent, aby zasiedlić resztę świata. Od jak dawna dzielimy wspólny rodowód? Czy było to miliony lat temu, co możemy podejrzewać, obserwując tę niesamowitą różnorodność na Ziemi? Nie, DNA wyraźnie mówi co innego. Od 200 tysięcy lat wszyscy dzielimy przodka, jedną osobę, Mitochondrialną Ewę - być może słyszeliście o niej - z Afryki. Afrykańska kobieta, od której zaczęła się cała mitochondrialna różnorodność na świecie. Co bardziej niezwykłe, jeśli spojrzymy na chromosom Y, męską część tej historii, okaże się, że Y-chromosomalny Adam żył zaledwie 60 tys. lat temu. To jedynie 2000 pokoleń. W skali ewolucji to mrugnięcie okiem. To świadczy, że w tamtym czasie wszyscy żyliśmy w Afryce. Afrykański mężczyzna zapoczątkował światową różnorodność w kontekście chromosomu Y. Ledwie 60 tysięcy lat temu rozpoczął się proces tworzenia niewiarygodnej różnorodności na Ziemi. To niezwykła historia. Wszyscy jesteśmy członkami rozszerzonej afrykańskiej rodziny. Nastąpiło to tak niedawno. Dlaczego nie wyszliśmy wcześniej? Dlaczego Homo erectus nie wyewoluował w inne gatunki, a w zasadzie podgatunki, człowiekowatych? Dlaczego wychodzi na to, że tak niedawno opuściliśmy Afrykę? To ważna kwestia. Pytania z gatunku "dlaczego", zwłaszcza w genetyce i badaniach historii, są zawsze doniosłe. Trudno na nie odpowiedzieć. Jeśli wszystko inne nas zawodzi, pogadajmy o pogodzie. Co działo się z globalną pogodą 60 tysięcy lat temu? Wkraczaliśmy w najgorszy okres ostatniej epoki lodowcowej. Zaczęła się ona mniej więcej 120 tysięcy lat temu. Warunki się zmieniały, ale przyspieszenie zaczęło się jakieś 70 tysięcy lat temu. Mamy dużo dowodów - rdzenie z osadów, pyłki, izotopy tlenu i tak dalej. Ostatnie maksimum zlodowacenia miało miejsce 16 tysięcy lat temu, jednak w zasadzie już 70 tysięcy lat wstecz, zaczęło robić się niewesoło. Było bardzo zimno. Północną półkulę pokrywały masywne lodowce. Nowy Jork, Chicago i Seattle znajdowały się pod lodem. Większość Wielkiej Brytanii i Skandynawii pokrywała kilkukilometrowa warstwa. Afryka jest najbardziej tropikalnym kontynentem na Ziemi. Około 85 % jej powierzchni leży między zwrotnikami. Nie było tu zbyt wielu lodowców, nie licząc wysokich gór we Wschodniej Afryce. Zatem, co się tu działo? Afryka nie była pokryta lodem. Kontynent raczej wysychał. Oto mapa paleoklimatyczna, pokazująca Afrykę między 60 a 70 tysięcy lat temu, stworzona na podstawie dowodów, o których wspomniałem wcześniej. Przyczyną suszy było wysysanie wilgoci z atmosfery przez lód. Weźmy Antarktydę, która jest pustynią, otrzymuje tak niewiele opadów. Cały świat wysychał. Poziom mórz opadał. Afryka zamieniała się w pustynię. Sahara była znacznie większa niż jest teraz. Liczebność siedlisk ludzi zmalała do zaledwie kilku przyczółków, w porównaniu do tego, co mamy dziś. Dowody z danych genetycznych wskazują, że ludzka populacja około 70 tysięcy lat temu, skurczyła się do co najwyżej 2 tysięcy. Prawie wymarliśmy. Trzymaliśmy się krawędzi paznokciami. I wtedy coś się wydarzyło. To świetna ilustracja. Popatrzcie na te kamienne narzędzia. Te po lewej są z Afryki, sprzed około miliona lat. Te po prawej wykonane przez Neandertalczyków, naszych odległych kuzynów, niebezpośrednich przodków, żyjących w Europie. Pochodzą sprzed 50-60 tysięcy lat. Ryzykując obrazę paleoantropologa, czy antropologa fizycznego na tej sali, powiem, że w zasadzie nie ma różnic między tymi dwiema grupami narzędzi. Te po lewej są niemal jednakowe, jak te po prawej. Od czasów odległych o milion lat mieliśmy do czynienia z kulturowym zastojem, który skończył się 60-70 tysięcy lat temu. Styl wykonywania narzędzi bardzo się nie zmienił. Dowodzi to, że sposób życia ludzi również nie uległ zmianie w tym czasie. Jednak między 70 a 50 tysięcy la temu, gdzieś w tym rejonie, nastąpiła gwałtowna zmiana. Powstała sztuka. Kamienne narzędzia stały się lepsze. Dowiedziono, że ludzie zaczęli polować na daną zwierzynę, w zależności od pory roku. Liczebność populacji zwiększała się. Prawdopodobnie, jak uważa wielu lingwistów, pojawił się wtedy nowoczesny język ze składnią - podmiotem, czasownikiem i dopełnieniem - umożliwiającą tworzenie złożonych konstrukcji, jak robię to teraz. Więzi społeczne umocniły się i rozszerzyły. Ta zmiana zachowań pozwoliła nam przetrwać pogarszające się warunki w Afryce i umożliwiła rozpoczęcie ekspansji na cały świat. Na tej konferencji mówiliśmy o afrykańskich sukcesach. Chcecie poznań ten największy? Spójrzcie w lustro. Wy nim jesteście. Jesteście tu dziś z powodu zmian, jakie zaszły w naszych mózgach w Afryce, zapewne w okolicy, w której teraz przebywamy, około 60 - 70 tysięcy lat temu. Pozwoliło nam to nie tylko przetrwać w Afryce, ale opuścić ją. Wczesna migracja wzdłuż południowych wybrzeży Azji, która zaczęła się w Afryce 60 tysięcy lat temu, dotarła bardzo szybko do Australii, 50 tysięcy lat wstecz. Nieco później miała miejsce wędrówka na Bliski Wschód. Zapewne brali w niej udział myśliwi z sawanny. Ci z was, którzy wyruszą po tej konferencji na jedną z wycieczek, zobaczą jak naprawdę wygląda sawanna. Jest to swego rodzaju lodówka z mięsem. Ludzie, którzy specjalizowali się w zabijaniu zwierząt, polowali na nie na tych obfitych w mięso sawannach. Wyruszyli, kierując się przez równiny na Bliski Wschód, jakieś 45 tys. lat temu, podczas nietypowego okresu, gdy Sahara była wilgotna. Wędrowali na wschód, przez zielone równiny, ponieważ byli nawykli do życia na nich. Gdy dotarli do Azji Środkowej, natrafili na autostradę, którą tworzył step. Autostradę łąk i pastwisk. Tereny tego typu, podczas ostatniej epoki lodowcowej, rozciągały się od dzisiejszych Niemiec po Koreę. Cały kontynent stanął przed ludźmi otworem. Do Europy trafiliśmy około 35 tys.lat temu, w końcu mała grupa wędrująca przez Syberię z niewyobrażalnie trudnym klimatem, potem przez Krąg Polarny, gdzie w czasie epoki lodowcowej temperatury osiągały minus 55-65, a nawet może 75 st. C, wreszcie dotarła do Ameryki, osiągając kres podróży. Niesłychana historia, a wszystko zaczęło się w Afryce. Zmiany, które pozwoliły nam to osiągnąć, jak ewolucja mózgu o wielkiej zdolności adaptacji, zapoczątkowały nowe kultury. Za nimi przyszła różnorodność, którą zaobserwowałem podczas mojej podróży. Dzisiejsza opowieść to właśnie taka błyskawiczna podróż razem z ludźmi, którzy zasiedlili Ziemię podczas wielkiej paleolitycznej wędrówki. Jest to opowieść, którą przedstawiłem parę lat temu w mojej książce "Wędrówka człowieka" i w filmie pod tym samym tytułem. Gdy kończyliśmy ten film, współtworzony przez National Geographic, zacząłem rozmawiać o nim z ludźmi z tej stacji. Byli nim podekscytowani, podobał im się, ale powiedzieli: "Widać, że jest to swego rodzaju kolejny etap w badaniach początków ludzi, skąd pochodzimy. Używamy DNA do śledzenia migracji na całym świecie. Zgłębianie ludzkich korzeni tkwi w naszym DNA, chcemy osiągnąć kolejny poziom w tej dziedzinie. Co byś chciał teraz robić"? To świetne pytanie od National Geographic. Odpowiedziałem im, że to, co pokazałem, to tylko szkic. Bardzo prosta ilustracja naszych migracji po świecie. Jej podstawą były próbki pobrane od kilku tysięcy ludzi, niewielkiego odsetka światowej populacji. Przebadaliśmy niewiele genetycznych markerów, na mapie jest wiele pustych miejsc. Połączyliśmy jedynie punkty. Musimy zwiększyć próbę o rząd wielkości lub więcej. Pobrać setki tysięcy próbek DNA od ludzi z całego świata. Taka była geneza Projektu Genograficznego. Wystartował on w kwietniu 2005 roku. Ma trzy kluczowe składniki. Oczywiście nauka jest w nim bardzo ważna. Na całym świecie prowadzimy badania terenowe nad tubylczą ludnością. Nad ludźmi, którzy żyli w tym samym miejscu przez długi czas. Zachowują więź z miejscem, w którym żyją, którą to więź wielu z nas utraciło. Moi przodkowie przybyli z całej Północnej Europy. Gdy nie podróżuję, mieszkam na wschodnim wybrzeżu Ameryki Północnej. Czy gdzieś jestem autochtonem? Nie za bardzo. Moje geny są pomieszane. Ale istnieją ludzie, którzy zachowali tę więź z przodkami, co pozwala umieścić badania DNA w pewnym kontekście. Takie jest zadanie badań terenowych, na potrzeby których stworzyliśmy ośrodki na całym świecie. W 10 z nich działają najlepsi genetycy populacyjni. Dodatkowo chcieliśmy udostępnić nasze badania każdemu na świecie. Jak często macie okazję uczestniczyć w wielkim projekcie naukowym? Jak projekt poznania ludzkiego genomu, czy misja Mars Rover. Z nami macie taką możliwość. Możecie wejść na naszą stronę, nationalgeographic.com/genographic i zamówić tam zestaw do przetestowania swojego DNA. Możecie też umieścić wyniki w naszej bazie danych, opowiedzieć nam o swojej genealogii, a my naukowo przeanalizujemy dane. Jest to przedsięwzięcie non-profit, więc pieniądze które zbierzemy i opłacimy koszty wykonania badań i wykonania zestawów testowych, są przeznaczane na potrzeby projektu. Większość z nich idzie na nasz fundusz. Jest to podmiot charytatywny, przyznający granty dla rdzennych mieszkańców różnych części świata na cele edukacyjne, związane z kulturą, a inicjowane przez nich. Aplikują o dotacje, aby realizować rozmaite projekty, pokażę wam kilka przykładów. Jak nam idzie z projektem? Mamy około 25 tysięcy próbek zebranych od rdzennych mieszkańców z całego świata. Najbardziej niezwykłą rzeczą jest zainteresowanie ze strony ludzi. 210 tysięcy zamówiło zestawy testowe, od czasu gdy wystartowaliśmy, dwa lata temu. Zebraliśmy dzięki temu 5 milionów dolarów, z których większość, co najmniej połowa, wróciła do funduszu. Przyznaliśmy właśnie pierwsze granty na kwotę około pół miliona dolarów. Projekty z całego świata, jak zapis poezji przekazywanej ustnie w Sierra Leone, zachowanie tradycyjnego tkactwa w Gazie, rewitalizację języka w Tadżykistanie, i tym podobne. Projekt ma się bardzo dobrze, zachęcam was do wejścia na naszą stronę i śledzenia go. Dziękuję bardzo. (oklaski)