«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

Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других Мозг, память и чтение: как стать умнее и знать больше других

Ученые сделали вывод, что объем памяти мозга человека составляет 1 петабайт

Популярная механика
20 способов испортить окружающим людям весь кайф 20 способов испортить окружающим людям весь кайф

Рассказываем о самых циничных способах не дать людям получить наслаждение

Maxim
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
«Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей «Все, что движется». Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей

Отрывок из книги «Все, что движется» — как развивалась научная картина мира

N+1
Многочасовое сидение может вызывать проблемы со здоровьем. Как минимизировать риски? Многочасовое сидение может вызывать проблемы со здоровьем. Как минимизировать риски?

Что делать, если ваша работа связана с сидячим образом жизни?

ТехИнсайдер
Воскрешение в воскресенье: как настроиться на тяжёлую неделю Воскрешение в воскресенье: как настроиться на тяжёлую неделю

Как с помощью воскресенья сделать подарок себе будущему

VC.RU
Кристоф Андре: «Как я упражняюсь в счастье» Кристоф Андре: «Как я упражняюсь в счастье»

Отрывок из книги Кристофа Андре «И не забудь быть счастливым»

Psychologies
Отпуск без обязательств: что такое экспресс-путешествия и почему они набирают популярность в России Отпуск без обязательств: что такое экспресс-путешествия и почему они набирают популярность в России

Как спонтанные поездки ворвались в нашу жизнь, потеснив привычные путешествия

Вокруг света
Гонки с Чикатило: история Александра Пичушкина, который мечтал стать самым известным маньяком в СССР Гонки с Чикатило: история Александра Пичушкина, который мечтал стать самым известным маньяком в СССР

Битцевский маньяк собирался довести число своих жертв до 64

VOICE
Оптимизм оказался ключом к долголетию: мнение ученых Оптимизм оказался ключом к долголетию: мнение ученых

Эликсир вечной молодости поможет найти психология

ТехИнсайдер
Сон в палатках и кино под открытым небом: топ-7 идей для отдыха всей семьей Сон в палатках и кино под открытым небом: топ-7 идей для отдыха всей семьей

Используйте наши идеи для семейного отдыха на выходных

Караван историй
Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич

«Этот человек обогнал всех аниматоров мира на несколько десятилетий»

Правила жизни
«Боец музыкального фронта» «Боец музыкального фронта»

Жавдет Айдаров навсегда остался настоящим ленинградцем

Дилетант
Пять золотых Пять золотых

В истории наградной системы особое место занимают золотые офицерские кресты

Дилетант
Ресторатор Борис Зарьков — о японской муке, машине и The World's 50 Best Ресторатор Борис Зарьков — о японской муке, машине и The World's 50 Best

Ресторатором Борисом Зарьковым — о насмотренности, любви к Японии и планах

РБК
Сталинская скорость Сталинская скорость

Несбывшиеся мечты о рекордных автомобилях

Автопилот
6 крутых функций Telegram, о которых вы могли не знать 6 крутых функций Telegram, о которых вы могли не знать

Некоторые малоизвестные функции мессенджера Telegram могут вас удивить

ТехИнсайдер
Время пить из самовара: как и зачем выбирать водогрейную машину в XXI веке Время пить из самовара: как и зачем выбирать водогрейную машину в XXI веке

Есть ли у тебя самовар, товарищ? Нет? Напрасно!

Maxim
Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин

Отрывок из книги «Право на гнев» о разном обучении мальчиков и девочек

Forbes

Страхи в постели часто вообще никак не связаны с реальным положением дел

VOICE
«Господи! Помоги мне выжить среди этой смертной любви»: история самой известной работы Дмитрия Врубеля «Господи! Помоги мне выжить среди этой смертной любви»: история самой известной работы Дмитрия Врубеля

История работы, ставшей символом воссоединения Германии

СНОБ
Прямые траектории миграции мертвых голов указали на наличие внутреннего компаса Прямые траектории миграции мертвых голов указали на наличие внутреннего компаса

Вероятно, бражники ориентируются по ландшафту и магнитному полю Земли

N+1
Почему легкие свистят и стоит ли переживать по этому поводу? Почему легкие свистят и стоит ли переживать по этому поводу?

Свистящее дыхание — обычное явление, с которым сталкивается большинство из нас

ТехИнсайдер
Фрагмент книги «О чем молчит Ласточка» — потенциального международного бестселлера о сложных отношениях Фрагмент книги «О чем молчит Ласточка» — потенциального международного бестселлера о сложных отношениях

Отрывок из «О чем молчит Ласточка» — сложной истории об отношениях двух мужчин

Правила жизни
Задача-максимум: как правильно ставить перед собой цели и достигать их Задача-максимум: как правильно ставить перед собой цели и достигать их

Почему часто мы оказываемся слишком далеко от поставленных задач?

Psychologies
Металлические стекла оказались частично жидкими Металлические стекла оказались частично жидкими

Доказано, что часть атомов в металлических стеклах движется подобно жидкости

N+1
Как встают на якорь гигантские корабли, если масса якоря ничтожна мала в сравнении с колоссальным судном? Как встают на якорь гигантские корабли, если масса якоря ничтожна мала в сравнении с колоссальным судном?

Казалось бы, что может быть проще корабельного якоря?

ТехИнсайдер
Сколько стоит робопес и зачем он нужен Сколько стоит робопес и зачем он нужен

Для чего используются роботы-собаки и сколько они стоят?

CHIP
Эту актрису похитили спецслужбы КНДР — ради того, чтобы она прославила кино Северной Кореи Эту актрису похитили спецслужбы КНДР — ради того, чтобы она прославила кино Северной Кореи

Чхве Ынхи снялась в сотнях фильмов, а затем годы провела в плену правителя КНДР

VOICE
Каким был величайший океан в истории Земли? Каким был величайший океан в истории Земли?

Так каким же был самый большой океан когда-либо существовал на нашей планете?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении