«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

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
Истощение эго: почему мы устаем от принятия решений Истощение эго: почему мы устаем от принятия решений

Как мы принимаем решения и почему от этого так сильно устаем?

Psychologies
Моторы-миллионники: четыре уникальных двигателя из прошлого Моторы-миллионники: четыре уникальных двигателя из прошлого

Именно они вызвали к жизни легенду о том, что “раньше машины были надёжнее”

ТехИнсайдер
«Люди не хотят, чтобы ребенок попал в переплет»: как воспитывают мальчиков и девочек «Люди не хотят, чтобы ребенок попал в переплет»: как воспитывают мальчиков и девочек

Какие клише по воспитанию детей существуют в России?

Forbes
Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения

Джей Ло годами (да что там годами — десятилетиями) живет в турбо-режиме

VOICE
Что появилось раньше: мышечный орган в ротовой полости или речь? И вообще, почему язык прозвали языком? Что появилось раньше: мышечный орган в ротовой полости или речь? И вообще, почему язык прозвали языком?

Орган или речь — кто был первым?

ТехИнсайдер
Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна Технологии в помощь здоровому сну: современные и необычные гаджеты для повышения качества сна

Среди специалистов по сну активно обсуждается вред для сна от гаджетов

ТехИнсайдер
Секреты стиля Патрика Шварценеггера — от белых костюмов до выверенной базы Секреты стиля Патрика Шварценеггера — от белых костюмов до выверенной базы

Разбираем стиль Патрика Шварценеггера на составляющие

Правила жизни
«Живой»: честный документальный фильм об очевидцах Великой Отечественной войны «Живой»: честный документальный фильм об очевидцах Великой Отечественной войны

Как документалисту удалось снять историю о жертвах Великой Отечественной войны

Forbes
«Да я из-за тебя…»: 20 фраз, которые выдадут в мужчине токсичного отца «Да я из-за тебя…»: 20 фраз, которые выдадут в мужчине токсичного отца

Какие фразы свидетельствуют о том, что мужчина — токсичный родитель?

Psychologies
Домашний тест для определения рака горла и полости рта показал точность в 90 процентов Домашний тест для определения рака горла и полости рта показал точность в 90 процентов

Может ли машина выявить рак горла и полости рта по слюне?

N+1
Рагим Джафаров: «Марк и Эзра. 2.0». Отрывок из романа Рагим Джафаров: «Марк и Эзра. 2.0». Отрывок из романа

Отрывок из фантастического и остросюжетного романа «Марк и Эзра. 2.0»

СНОБ
Хайп мирового масштаба от исследователя NASA. Кто придумал нейросеть Midjourney и отберет ли она работу у живых художников и дизайнеров? Хайп мирового масштаба от исследователя NASA. Кто придумал нейросеть Midjourney и отберет ли она работу у живых художников и дизайнеров?

Может ли машина заменить живых дизайнеров? История нейросети Midjourney

Inc.
Битва за Гран-Чако Битва за Гран-Чако

Война марок между Боливией и Парагваем

Дилетант
Вороньи уроки Вороньи уроки

Когда кедру было 35 лет, в его кроне свила гнездо серая ворона

Наука и жизнь
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
От Нобелевской до Букеровской: как женщины впервые получали литературные премии От Нобелевской до Букеровской: как женщины впервые получали литературные премии

О женщинах, которые первыми получили крупнейшие в мире литературные премии

Forbes
Закончил холодную войну и развалил СССР: с чем вошел в историю Михаил Горбачев Закончил холодную войну и развалил СССР: с чем вошел в историю Михаил Горбачев

Первое, с чем покончил Михаил Сергеевич Горбачев — гонки на катафалках

Maxim
Что происходит, когда семью содержит женщина? Что происходит, когда семью содержит женщина?

Женщины, которые полностью обеспечивают семью, рассказали о своем выборе

Psychologies
Инстаграмное место: как соцсети изменили представления об идеальном пространстве Инстаграмное место: как соцсети изменили представления об идеальном пространстве

Отрывок из книги «Формула грез» — почему минимализм превратился в эстетику

Forbes
«В офисе «степлеры летают»: чем буллинг на рабочем месте опасен для компаний «В офисе «степлеры летают»: чем буллинг на рабочем месте опасен для компаний

Почему представители старшего поколения чаще подвержены буллингу на работе?

Forbes
Стоит ли продвигать бизнес с помощью личного бренда: история функционального печенья BIKKI Стоит ли продвигать бизнес с помощью личного бренда: история функционального печенья BIKKI

Как личный бренд поможет сократить бюджет на маркетинг

VC.RU
16 банальных ошибок, способных испортить любую свадьбу 16 банальных ошибок, способных испортить любую свадьбу

Чего стоит избегать, планируя свадебное торжество

Psychologies
Хочется пожить для себя Хочется пожить для себя

Почему людей в зрелом возрасте так часто тянет на авантюры

Лиза
Было навсегда, пока не кончилось: как равенство и инклюзия меняют продукты и компании Было навсегда, пока не кончилось: как равенство и инклюзия меняют продукты и компании

Как крупные компании изменились из-за политики DEI

Forbes
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
Первые красавицы с тяжелой судьбой: советские киноактрисы, которые сошли с ума Первые красавицы с тяжелой судьбой: советские киноактрисы, которые сошли с ума

Этим актрисам прочили прекрасное светлое будущее. Но, увы, вмешалась судьба

VOICE
Завещать лайки и разделить подписчиков: как можно распорядиться аккаунтом в соцсетях Завещать лайки и разделить подписчиков: как можно распорядиться аккаунтом в соцсетях

Можно ли продать популярный аккаунт за долги обанкротившегося владельца?

Forbes
Правила жизни Роберта Де Ниро Правила жизни Роберта Де Ниро

Правила жизни актера Роберта Де Ниро

Правила жизни
Режиссер Келли Райхардт — о фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века Режиссер Келли Райхардт — о фильме «Первая корова», внутренней кухне кино и о том, как снимать кино об Америке начала XIX века

Вспоминаем наше интервью с Келли Райхардт о картине «Первая корова»

Правила жизни
Открыть в приложении