«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

8 способов обмануть аппетит (например во время интервального голодания) 8 способов обмануть аппетит (например во время интервального голодания)

Можно ли убедить организм, что он не голоден?

Inc.
«Если бы Гарри не был принцем, она не дала бы ему и двух минут!»: Меган Маркл поразила британку «Если бы Гарри не был принцем, она не дала бы ему и двух минут!»: Меган Маркл поразила британку

Герцогиня Сассекская подверглась новым нападкам

VOICE
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
Футболисты, сидевшие в тюрьме: один расчленил любовницу и скормил собакам Футболисты, сидевшие в тюрьме: один расчленил любовницу и скормил собакам

Достойные компаньоны Кокорину и Мамаеву

Maxim
5 причин, почему нас пугают современные отношения 5 причин, почему нас пугают современные отношения

Как изменились отношения и почему мы стали их бояться?

Psychologies

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

VOICE
Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше

Чем отличаются разные соковыжималки по принципу работы?

CHIP
О чем говорит цвет выделений из носа О чем говорит цвет выделений из носа

Носовая слизь может менять цвет и текстуру в зависимости от причины ее появления

ТехИнсайдер
В захвате Австралии кроликами обвинили английского фермера XIX века В захвате Австралии кроликами обвинили английского фермера XIX века

Австралийские кролики происходят от особей, которых выпустил Томас Остин

N+1
Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах

Какая история стояла за картиной «Прогулка заключенных» Ван Гога?

Правила жизни
Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки? Почему короли и императоры веками вступали в близкородственные браки?

Корона, кольцо, ваш двоюродный брат — что еще нужно для королевской свадьбы?

ТехИнсайдер
«Ребенок счастлив и растет в любящей и полной семье»: история суррогатной мамы «Ребенок счастлив и растет в любящей и полной семье»: история суррогатной мамы

Кто-то называет таких женщин «инкубаторами»

Psychologies
В пробах, взятых с астероида Рюгу, найдены особые зерна — они древнее нашего Солнца В пробах, взятых с астероида Рюгу, найдены особые зерна — они древнее нашего Солнца

Рюгу похож на класс метеоритов, известных как углеродистые хондриты типа Ивуна

ТехИнсайдер
Кокетливый язык тела: какие жесты заводят мужчин и женщин Кокетливый язык тела: какие жесты заводят мужчин и женщин

Язык тела позволяет выразить наши чувства и желания

Psychologies
Владислав Миллер: «Я четко понимал, что если сейчас не оправдаю ожиданий Машкова, второго шанса не будет!» Владислав Миллер: «Я четко понимал, что если сейчас не оправдаю ожиданий Машкова, второго шанса не будет!»

Со стороны его путь видится как безусловное везение. Но случайностей не бывает

Коллекция. Караван историй
«Чаадаевское дело». Идеология, риторика и государственная власть в николаевской России «Чаадаевское дело». Идеология, риторика и государственная власть в николаевской России

Отрывок из книги «Чаадаевское дело» — о правительственных решениях Николая I

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
Вселенная художника Дмитрия Врубеля: от Брежнева до Босха и Гагарина Вселенная художника Дмитрия Врубеля: от Брежнева до Босха и Гагарина

Почему Дмитрий Врубель гораздо больше, чем просто автор политического плаката

Forbes
Этих слов нет в русском языке, но мы почему-то их произносим. А вы знали? Этих слов нет в русском языке, но мы почему-то их произносим. А вы знали?

Проверим, кто все это время говорил неправильно?

ТехИнсайдер
Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов Как помочь своей психике после выматывающего рабочего дня: 5 эффективных способов

Как быстро и эффективно восстановить психическое равновесие в конце дня

Psychologies
Что вы знаете о Лермонтове? 7 неожиданных фактов из жизни русского поэта Что вы знаете о Лермонтове? 7 неожиданных фактов из жизни русского поэта

7 неочевидных фактов о самом романтичном поэте своего времени

ТехИнсайдер
Что мешает вашей карьере: 3 шага для преодоления вредных установок Что мешает вашей карьере: 3 шага для преодоления вредных установок

Почему ваша карьера никак не складывается?

Psychologies
Синдром одомашнивания: отрывок из книги «Парадокс добродетели» Ричарда Рэнгема Синдром одомашнивания: отрывок из книги «Парадокс добродетели» Ричарда Рэнгема

Почему людям свойственны одновременно доброта и жестокость?

СНОБ
Почему ты должен платить за воздух Почему ты должен платить за воздух

Прогресс привел к загрязнению атмосферы, но дал нам очистители воздуха для дома

Maxim
Японский «кроссворд» Даллеса Японский «кроссворд» Даллеса

Вторая мировая война завершилась на борту американского линкора «Миссури»

Дилетант
Оказалось, что эмбрионы птиц проходят Оказалось, что эмбрионы птиц проходят

В какой-то момент эмбрионы птиц больше похожи на динозавров, чем на самих птиц

ТехИнсайдер
Человек «великого пронырства» Человек «великого пронырства»

Как Пётр Толстой стал искусным специальным агентом, абсолютно лишённым морали

Дилетант
Вера Васильева: Вера Васильева:

Что меня поддерживает? Может быть, это любовь к близким?

Караван историй
«Родина щедро поила меня»: из чего в СССР делали березовый сок «Родина щедро поила меня»: из чего в СССР делали березовый сок

«И родина щедро поила меня березовым соком, березовым соком»

VOICE
Веру в удачу и предсказания связали с индексом человеческого развития Веру в удачу и предсказания связали с индексом человеческого развития

Почему в одних странах в сверхъестественное верят меньше, чем в других?

N+1
Открыть в приложении