«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

Маячок манипулятора. Как распознать и побороть газлайтинг на рабочем месте Маячок манипулятора. Как распознать и побороть газлайтинг на рабочем месте

Газлайтеры на работе — чрезвычайно токсичные персонажи

Forbes
5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск 5 нон-фикшн книг, которые стоит взять с собой в отпуск

Книга — лучший попутчик в отпуске!

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
Инновации на кухне. Кто и как может стать изобретателем Инновации на кухне. Кто и как может стать изобретателем

Что важно для современного изобретателя и почему не всегда нужен узкий профиль

СНОБ
Донья Пас: катастрофа, унесшая больше жизней, чем гибель Титаника Донья Пас: катастрофа, унесшая больше жизней, чем гибель Титаника

Паром Донья Пас должен был прибыть в Манилу в четыре часа утра

VOICE
Можно ли стирать пальто в стиральной машине: простые советы по уходу за верхней одеждой Можно ли стирать пальто в стиральной машине: простые советы по уходу за верхней одеждой

Можно ли обойтись без химчистки и как постирать пальто в домашних условиях

ТехИнсайдер
«В моем доме вечный беспорядок»: 5 шагов на пути к организации пространства «В моем доме вечный беспорядок»: 5 шагов на пути к организации пространства

Вы наводите порядок дома, но в конце недели вас снова окружает хаос?

Psychologies
Роман Карстена Хенна «Служба доставки книг» Роман Карстена Хенна «Служба доставки книг»

Отрывок из трогательной и доброй истории «Служба доставки книг»

СНОБ
Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид Уровень воды в Ниле позволил египтянам подвозить камень к месту строительства пирамид

Как египтяне возводили пирамиды Гизы?

N+1
Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта Кто придумал баскетбол и хоккей? Главное о популярных видах спорта

Как появились всем известные регби, фигурное катание и гольф

ТехИнсайдер
Кирилл Рябов: «Женщина» Кирилл Рябов: «Женщина»

Отрывок из сборника рассказов, соединяющего лейтмотивы гуманистической традиции

СНОБ
Прима-машина Прима-машина

Что можно сделать из Largus, Granta и Niva Legend

Автопилот
Макс-фактор Макс-фактор

О том, почему Pro Max в итоге не промах

Автопилот
Легко сказать: 9 простых (на деле — не очень) правил, которые помогут стать здоровее и счастливее Легко сказать: 9 простых (на деле — не очень) правил, которые помогут стать здоровее и счастливее

Советы, которые помогут понять: жизнь лучше, чем кажется

Правила жизни
Йога в самиздате, ритмическая гимнастика по ТВ и суперфуд в трехлитровой банке: каким был ЗОЖ в СССР Йога в самиздате, ритмическая гимнастика по ТВ и суперфуд в трехлитровой банке: каким был ЗОЖ в СССР

Думаете, повальное увлечение ЗОЖем — явление последних 10–15 лет? А вот и нет

Правила жизни
Переход на приготовленную пищу помог людям тратить на жевание в пять раз меньше энергии Переход на приготовленную пищу помог людям тратить на жевание в пять раз меньше энергии

Человек тратит на жевание до 0,5 процента от обмена веществ в покое

N+1
Конструктивное решение: 8 лучших книг о советской архитектуре Конструктивное решение: 8 лучших книг о советской архитектуре

Лучшие путеводители и справочники об архитектуре времен СССР

Forbes
Как отпустить умершего человека: 3 совета, чтобы начать двигаться вперед Как отпустить умершего человека: 3 совета, чтобы начать двигаться вперед

Чтобы отпустить умершего, потребуется пройти через несколько стадий горевания

Psychologies
Открывая тайны Открывая тайны

Русскому географическому обществу исполняется 177 лет

Отдых в России
Junk Reality Junk Reality

Основатели Junk Reality — как и для чего использовать метавселенные прямо сейчас

Собака.ru
Перезапустить либидо Перезапустить либидо

Что можно предпринять, если в постели уже очень давно ничего не происходит?

Psychologies
Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды» Впервые на русском — роман Джойс Кэрол Оутс «Ночь, сон, смерть и звезды»

Отрывок из новой семейной саги современного классика Джойс Кэрол Оутс

СНОБ
Некоторые равнее: как борьба за права женщин столкнулась с внутренним расизмом Некоторые равнее: как борьба за права женщин столкнулась с внутренним расизмом

Почему цветные феминистки были слабо вовлечены в борьбу против дискриминации?

Forbes
Необычные Необычные

Некоторые экзопланеты могут странным «образом сжиматься»

ТехИнсайдер
Поезд пришел Поезд пришел

Как железные дороги вывели транспортную систему Москвы в мировые лидеры

Эксперт
Революция в понимании депрессии: продолжать ли принимать антидепрессанты? Революция в понимании депрессии: продолжать ли принимать антидепрессанты?

Серотониновая теория депрессии умерла?

Psychologies
Вы расстались, а он нашел другую? Признание мужчины комментирует психолог Вы расстались, а он нашел другую? Признание мужчины комментирует психолог

После разрыва ваш бывший быстро нашел утешение в новом романе? Почему?

Psychologies
Часики больше не тикают: есть ли правильный ответ на вопрос «когда рожать» Часики больше не тикают: есть ли правильный ответ на вопрос «когда рожать»

Почему на женщин влияют стереотипы о том, что она должна реализоваться как мать

Forbes
Катерина Сильванова, Елена Малисова: «О чем молчит Ласточка». Продолжение бестселлера «Лето в пионерском галстуке» Катерина Сильванова, Елена Малисова: «О чем молчит Ласточка». Продолжение бестселлера «Лето в пионерском галстуке»

Глава из книги «О чем молчит Ласточка» — о рефлексии юношеской любви

СНОБ
Изнутри болезни: как живут люди с психическим расстройством? Изнутри болезни: как живут люди с психическим расстройством?

Как представить, что испытывают люди с диагнозами «шизофрения» или «депрессия»?

Psychologies
Открыть в приложении