«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

Шведы показали превосходство кнопок и крутилок над сенсорным управлением в автомобиле Шведы показали превосходство кнопок и крутилок над сенсорным управлением в автомобиле

Прогресс не всегда полезен: сенсорное управление в машинах оказалось неудобным

N+1

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

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
Залив стал ближе Залив стал ближе

Эксперимент по внедрению исламского банкинга стартует в России в будущем году

Эксперт
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
МРТ-сканер в виде пиратской шхуны: как геймификация помогает в работе и жизни МРТ-сканер в виде пиратской шхуны: как геймификация помогает в работе и жизни

Как игры помогают добиваться целей в работе и в жизни?

Forbes
Пора валить спать Пора валить спать

«Песочный человек»: Нил Гейман о лучшем способе эскапизма

Weekend
Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать Можно ли удлинить ногтевое ложе? Да! Рассказываем, как это сделать

Что делать, если природа не подарила тебе изящные ногти?

VOICE
Думскроллинг: опасная интернет-привычка, от которой можно сойти с ума Думскроллинг: опасная интернет-привычка, от которой можно сойти с ума

У многих из нас появилась привычка, которая опасна для психического здоровья

VOICE
Он держался до последнего: какого рода слово Он держался до последнего: какого рода слово

Так как правильно: "горячий кофе" или все же "горячее"?

ТехИнсайдер
В Узбекистане нашли следы пребывания древних людей возрастом около 90 тысяч лет В Узбекистане нашли следы пребывания древних людей возрастом около 90 тысяч лет

Археологи исследовали памятник Куксарай-2, расположенный на Западном Тянь-Шане

N+1
Вымрет ли человечество в случае ядерной зимы: ученые предсказали последствия мировой войны Вымрет ли человечество в случае ядерной зимы: ученые предсказали последствия мировой войны

Что произойдет после ядерной войны?

ТехИнсайдер
«Неизведанное тело». Удивительные истории о том, как работает наш организм «Неизведанное тело». Удивительные истории о том, как работает наш организм

Отрывок из книги Джонатана Райсмена «Неизведанное тело» — о травмах глаз

N+1
Разноцветная система: почему все планеты разного цвета Разноцветная система: почему все планеты разного цвета

О чем говорят оттенки планет?

ТехИнсайдер
Наш мозг считает быстрее всего не слева направо, а снизу вверх Наш мозг считает быстрее всего не слева направо, а снизу вверх

Самое удобное для нашего мозга расположение чисел — в столбик снизу вверх

ТехИнсайдер
Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа Инвесторы назвали 5 фраз, от которых фаундерам нужно отказаться во время питчинга стартапа

Фразы, которые не стоит использовать в презентации стартапа

Inc.
Умер Михаил Горбачев. Жизнь первого и последнего президента СССР — в фотографиях Умер Михаил Горбачев. Жизнь первого и последнего президента СССР — в фотографиях

Вспоминаем, чем запомнилась эпоха Горбачева

Правила жизни
«Люби меня, как я тебя»: почему в счастливых отношениях нам не хватает взаимности «Люби меня, как я тебя»: почему в счастливых отношениях нам не хватает взаимности

Почему в отношениях кто-то один или оба не чувствуют себя по-настоящему любимыми

Psychologies
Забытый король вестернов Том Микс: ковбой с простреленным горлом и легенда Голливуда Забытый король вестернов Том Микс: ковбой с простреленным горлом и легенда Голливуда

Том Микс — реальный ковбой со сломанным носом и простреленным горлом

Maxim
Почему тарифы ЖКХ постоянно растут? Почему тарифы ЖКХ постоянно растут?

Куда жаловаться, если кажется, что коммунальщики обнаглели в своих аппетитах

Maxim
Казанский аллигатор: история Алексея Суклетина, который ел школьниц и кормил их мясом соседей Казанский аллигатор: история Алексея Суклетина, который ел школьниц и кормил их мясом соседей

Впервые Алексей убил в шесть лет — он задушил котенка

VOICE
«Пришло то самое время, когда надо поверить в себя» «Пришло то самое время, когда надо поверить в себя»

Маша Шейх получила широкую известность благодаря своей работе в группе #2Маши

OK!
Археологи нашли на новгородском Немецком дворе европейскую посуду и обувь Археологи нашли на новгородском Немецком дворе европейскую посуду и обувь

Руководитель экспедиции рассказал о находках, сделанных в слоях XIII–XIV веков

N+1
Электрическая стимуляция мозга улучшила память пожилых людей Электрическая стимуляция мозга улучшила память пожилых людей

Транскраниальная электрическая стимуляция мозга помогает улучшить память

N+1
Датчик расхода воздуха: почему он так важен и как его проверить Датчик расхода воздуха: почему он так важен и как его проверить

Что такое датчик массового расхода воздуха и зачем он нужен

РБК
Пролегомены к «философии нового порядка» Пролегомены к «философии нового порядка»

Книгу «Преображение гуманизма» должен был бы написать философ, но написал физик

Эксперт
Здоровое тело: 10 привычек стройных людей, о которых всегда нужно помнить Здоровое тело: 10 привычек стройных людей, о которых всегда нужно помнить

Стройность — это образ жизни! И ему вполне можно научиться

ТехИнсайдер
4 причины, почему отпуск превращается в больничный 4 причины, почему отпуск превращается в больничный

Обидно, когда, не успев начаться, наш отдых прерывается болезнью

Psychologies
Новый метод позволяет редактировать ДНК миллиарда клеток за один прогон Новый метод позволяет редактировать ДНК миллиарда клеток за один прогон

Как обойтись без вируса и при этом заменить в ДНК целый ген?

ТехИнсайдер
Сияние обрушилось вниз: почему все до сих пор без ума от Мэрилин Монро Сияние обрушилось вниз: почему все до сих пор без ума от Мэрилин Монро

Почему никому не удалось ни скопировать, ни превзойти в популярности Монро

Правила жизни
Открыть в приложении