«Адам» и «Ева» — виртуальные точки, с которых человечество ведет родословную

ТехИнсайдерНаука

Дочери Евы: генеалогию человечества по женской линии можно проследить до самой праматери

По меткам, оставленным случайными мутациями на митохондриальной ДНК, и мужчины и женщины могут проследить свою родословную по женской линии вплоть до самой «праматери» – Евы.

Александр Чубенко

8c1831bd4cb2828d804c90b4ff3a57ee_ce_986x526x0x134.jpg

Прежде всего стоит заметить, что «Y-хромосомный Адам» и «митохондриальная Ева» — не супружеская пара, от которых произошло современное человечество. Они даже не были первыми людьми современного типа, «Адам» жил на десятки тысяч лет позже «Евы». Почему же именно от них мы ведем свою родословную? Примерно по той же причине, по которой генеалогические древа дворянских родов начинаются с самых дальних предков, которых можно разглядеть во тьме веков. «Адам» и «Ева» — не реальные люди, а виртуальные точки, с которых начинается ветвление молекулярно-генеалогического древа человечества.

Предыстория

В молекулярной генеалогии, как и в обычной, происхождение целых народов и отдельных людей прослеживается отдельно по отцовской и материнской линиям.

3d048adecb07db93559e262cca3216a1.jpg

Если мужчина — носитель Y-хромосомы — не оставит потомков мужского пола, ветвь генеалогического древа по мужской линии обрывается. Наследование по женской линии, через митохондриальную ДНК (мтДНК), обрывается на каждом мальчике: полученные от матери митохондрии, дающие энергию для вращения хвостика сперматозоида, если и попадают в яйцеклетку, то по каким-то причинам разрушаются. И мужчины и женщины получают митохондрии из цитоплазмы материнской яйцеклетки, женщины передают ее своим дочерям, те — своим… Женская линия полностью обрывается в случае, если у женщины не будет дочерей. Так что даже при стабильной численности популяции, когда в среднем у каждой пары двое детей доживают до репродуктивного возраста, из-за случайных комбинаций пола потомков (два мальчика, две девочки или мальчик и девочка) в каждом поколении прервется четверть прямых линий половых маркеров, в следующем — еще четверть…

Теоретически через несколько десятков поколений число прародительских мтДНК и Y-хромосом уменьшится до исчезающее малой величины. Практически в популяции сохраняются маркеры тех родов, в которых такие обрывы не произошли — по чистой случайности или из-за редких положительных мутаций. Генетическое разнообразие дополнительно уменьшается, когда после засухи, наводнения, голодной зимы и т. д. от целого племени остается только горстка выживших. Увеличиваться разнообразие наследственных маркеров и генома популяции в целом может и за счет принятых в племя чужаков, и за счет случайных мутаций, особенно тогда, когда популяция растет, — но потом снова случаются голод, вoйна, извержение вулкана или наступление ледника. Наверняка у Адама были братья и дяди по отцовской линии, а у Евы — сестры и тетки, но рассмотреть их следы по половым маркерам невозможно.

Африканское происхождение Евы вычислили еще в 1980-х годах. Адама — на 10 лет позже: число нуклеотидных пар в Y-хромосоме в тысячи раз больше, чем в мтДНК, и анализировать их последовательности намного сложнее. В обоих случаях по распределению мутаций-маркеров в пробах ДНК представителей племен, которые, по этнографическим данным, являются прямыми потомками первых поселенцев на данной территории, общие для всех современных народов маркеры нашли только в Африке. Оставшиеся на прародине человечества племена за тысячи лет приобрели свои маркеры, а наследники тех, кто разными путями расселился по свету, — свои. По частоте встречаемости этих меток в разных регионах планеты можно восстановить пути древних миграций и по Африке, и по всему миру. А знание вероятности появления случайных мутаций позволило рассчитать время жизни наших общих прямых предков по женской и мужской линиям — 150−200 тысяч и 60−80 тысяч лет назад соответственно — очень приблизительно и с огромными доверительными интервалами.

b7a76444d8e1e7ffef1f5c2f91424036.jpg
По женской линии человечество можно отследить дальше, чем по мужской, – примерно на 150–160 тысяч лет назад. Именно тогда в Африке жила праматерь всех ныне живущих людей – “митохондриальная” Ева. С нее началось ветвление генеалогического древа человечества.

От сотворения мира

Миллиарды лет назад митохондрии были бактериями, которые поселились в клетках примитивных эукариотических (имеющих клеточное ядро с линейными хромосомами) организмов и взяли на себя работу по производству тепла и энергии для хозяина. За время совместной жизни часть своих генов они растеряли за ненадобностью при жизни на всем готовом, часть — передали в ядерные хромосомы, и сейчас двойное кольцо мтДНК человека состоит всего из 16 569 пар нуклеотидных оснований. Большую часть митохондриального генома занимают 37 генов. Из-за высокой концентрации свободных радикалов кислорода (побочных продуктов окисления глюкозы) и слабости механизма восстановления ошибок при копировании ДНК мутации в мтДНК происходят на порядок чаще, чем в ядерных хромосомах. Замена, выпадение или добавка одного нуклеотида здесь происходят примерно один раз в 100 поколений — около 2500 лет. Мутации в митохондриальных генах — нарушения в работе клеточных энергостанций — очень часто бывают причиной наследственных болезней.

Тандемных повторов, которые используют в мужской ДНК-генеалогии, в мтДНК нет, и бессмысленных последовательностей очень мало: гены расположены вплотную друг к другу, разделяясь вставками из нескольких нуклеотидов. Для молекулярно-генетических исследований пригодна главным образом так называемая петля смещения — некодирующий участок размером 1143 пары нуклеотидов. Зато и мутации в нем происходят (вернее, сохраняются, так как практически не влияют на работу митохондрий) еще чаще, около одного раза в 1000 лет. Этот гипервариабельный участок мтДНК делят на два отрезка, лежащих по сторонам от нулевой точки, с которой начинается расхождение двойной спирали мтДНК при ее копировании. На отрезке от 16 001-го до 16 569-го нуклеотида находится «область низкого разрешения», HVR1 (hypervariable region 1), по которой можно определить гаплогруппу и, если повезет, получить немного дополнительной информации. Отклонения от стандарта в области высокого разрешения (HVR2), в 1−575-х нуклеотидах, используют для детального анализа. Правда, для индивидуальной родословной проследить родство по материнской линии удается не так точно, как по отцовской.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Надоедливые тараканы в голове Надоедливые тараканы в голове

12 советов, как перестать себя постоянно накручивать

Лиза
«Я не знаю, как перестать качаться на этих эмоциональных качелях»: три истории мужского абьюза «Я не знаю, как перестать качаться на этих эмоциональных качелях»: три истории мужского абьюза

Делимся историями женщин, ставших жертвами или свидетельницами мужского абьюза

Psychologies
Платят немного, катаешься всю ночь: как работают люди, которые по ночам моют и перегоняют каршеринг Платят немного, катаешься всю ночь: как работают люди, которые по ночам моют и перегоняют каршеринг

Cтоит ли этот заработок бессонной ночи и большой материальной ответственности

VC.RU
7 цепляющих эротических триллеров, которые ты мог пропустить 7 цепляющих эротических триллеров, которые ты мог пропустить

Любовь и смерть идут рука об руку в этих фильмах

Maxim
«Вещная жизнь: материальность позднего социализма». «Вещная жизнь: материальность позднего социализма».

Отрывок из книги «Вещная жизнь» — о том, как железо в СССР было связано с силой

N+1
«Его считают трусом, но он был храбрее всех»: краткая биография Михаила Горбачева «Его считают трусом, но он был храбрее всех»: краткая биография Михаила Горбачева

Как жил и чем запомнится первый и единственный президент СССР

СНОБ
Человек «великого пронырства» Человек «великого пронырства»

Как Пётр Толстой стал искусным специальным агентом, абсолютно лишённым морали

Дилетант
Открывая тайны Открывая тайны

Русскому географическому обществу исполняется 177 лет

Отдых в России
Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен Измельчитель пищевых отходов для раковины: что это такое и зачем он нужен

Диспозер: измельчитель пищевых отходов, который станет частью вашей жизни

CHIP
Газлайтинг: насилие, о котором не говорят Газлайтинг: насилие, о котором не говорят

Чем опасно постоянное обесценивание наших переживаний и суждений

Psychologies
3 привычки, которые помогут партнерам стать ближе 3 привычки, которые помогут партнерам стать ближе

Инструкция, которая поможет вам укрепить отношения

Psychologies
По всей Арктике пересыхают озера. Почему это происходит - непонятно По всей Арктике пересыхают озера. Почему это происходит - непонятно

Исследование показало, что арктические озера пересыхают. Это неожиданно

ТехИнсайдер
Как ухаживать за кожаной обувью: следуйте этим правилам, и ботинки прослужат вам дольше Как ухаживать за кожаной обувью: следуйте этим правилам, и ботинки прослужат вам дольше

Как правильно ухаживать за ботинками из кожи, чтобы сохранить их состояние

ТехИнсайдер
Идеальный плейлист для собак: эта музыка успокоит вашего пса в дорожном путешествии Идеальный плейлист для собак: эта музыка успокоит вашего пса в дорожном путешествии

Эта музыка поможет собаке расслабиться, когда она сидит взаперти в машине

ТехИнсайдер
«Пускай родится мальчик»: зачем девочкам дают имена-заклинания «Пускай родится мальчик»: зачем девочкам дают имена-заклинания

Как живут девочки, которым дают имена-заклинания на рождение мальчика?

Forbes
Почему отдых вызывает негатив: ловушки выходного дня Почему отдых вызывает негатив: ловушки выходного дня

Как настроиться на мысли о чем-то полезном или радостном в выходной день?

Psychologies
Как перекупщики обманывают водителей: что важно знать при ввозе машины Как перекупщики обманывают водителей: что важно знать при ввозе машины

Эксперты назвали риски при заказе автомобилей из-за границы у перекупщиков

РБК
«Разовая выплата 12 окладов»: как IT-компании нанимают персонал после «спецоперации» «Разовая выплата 12 окладов»: как IT-компании нанимают персонал после «спецоперации»

Количество вакансий в IT-компаниях России в июле 2022 года снизилось на 9%

Forbes
Как переоформить автомобиль разными способами Как переоформить автомобиль разными способами

Переоформление автомобиля: нормы закона и нюансы

РБК
Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы» Групповые процессы вместо культа индивидуализма: почему сейчас «я» меняется на «мы»

Почему вдруг важными становятся групповые процессы, а не индивидуальность?

Psychologies
Помоги себе сам. Книги, которые помогут поддержать психическое здоровье «в домашних условиях» Помоги себе сам. Книги, которые помогут поддержать психическое здоровье «в домашних условиях»

Эти книги расскажут, по каким законам работает психика и тело

ТехИнсайдер
Материнская депрессия: как проходит групповая терапия для мам Материнская депрессия: как проходит групповая терапия для мам

Рассказываем об опыте потока психотерапевтической группы «Мама в порядке»

Psychologies
Финансовая сепарация: что делать, если женщина материально зависит от мужа Финансовая сепарация: что делать, если женщина материально зависит от мужа

Как бороться с финансовой зависимостью в отношениях?

Psychologies
В поисках Рюрика В поисках Рюрика

А был ли Рюрик?

Дилетант
Как уроженец Сомали построил бизнес на корпоративных переводах с редких языков и заработал $32 млн за год Как уроженец Сомали построил бизнес на корпоративных переводах с редких языков и заработал $32 млн за год

Как Мохамед Хусейн разбогател на переводах?

Inc.
«За Горбачева»: как создавалась скандальная реклама пиццы Pizza Hut с Михаилом Горбачевым «За Горбачева»: как создавалась скандальная реклама пиццы Pizza Hut с Михаилом Горбачевым

Почему бывший советский лидер согласился стать лицом сети ресторанов пиццы

Правила жизни
Немецкий дьявол с итальянскими корнями, привезенный из Америки: откуда взялось слово Немецкий дьявол с итальянскими корнями, привезенный из Америки: откуда взялось слово

Откуда взялось слово картофель и что оно означает?

ТехИнсайдер
Биологи построили теорию происхождения сложных клеток, из которых построены высшие организмы, в том числе человек Биологи построили теорию происхождения сложных клеток, из которых построены высшие организмы, в том числе человек

Как возникают сложные клетки — эукариоты?

ТехИнсайдер
На изящном: древнегреческий «Холостяк», или Какой миф лежит в основе картины художника школы Рубенса «Несс и Деянира» На изящном: древнегреческий «Холостяк», или Какой миф лежит в основе картины художника школы Рубенса «Несс и Деянира»

Что стоит за картиной учеников Рубенса «Несс и Деянира»?

Правила жизни
Какие животные страдают от экстремальных погодных условий, а какие — даже не замечают Какие животные страдают от экстремальных погодных условий, а какие — даже не замечают

При экстремальных погодных условиях страдают мелкие, короткоживущие виды

ТехИнсайдер
Открыть в приложении