«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

За что казнили Джордано Бруно За что казнили Джордано Бруно

Джордано Бруно окончил свою жизнь на костре за совсем другие «прегрешения»

Дилетант
Почему тарифы ЖКХ постоянно растут? Почему тарифы ЖКХ постоянно растут?

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

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
Тяга к алкоголю у женщин чаще превращается в зависимость Тяга к алкоголю у женщин чаще превращается в зависимость

Связь между плохим настроением и желанием выпить может привести к зависимости

ТехИнсайдер
Каких врачей нужно посещать людям старше 30 лет и почему: рекомендации терапевта Каких врачей нужно посещать людям старше 30 лет и почему: рекомендации терапевта

Каких специалистов вам следует посетить в зависимости от вашего пола и возраста?

Psychologies
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
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
«Я пишу те книги, которые хотела бы читать сама». Писательница Вера Камша об «Этерне», «Игре престолов» и золотом веке российской фантастики «Я пишу те книги, которые хотела бы читать сама». Писательница Вера Камша об «Этерне», «Игре престолов» и золотом веке российской фантастики

Вера Камша — о том, как решиться на экранизацию собственной книги?

СНОБ
Как укоренить розу из букета в домашних условиях Как укоренить розу из букета в домашних условиях

Срезанный цветок можно укоренить в домашних условиях

ТехИнсайдер
«Я почитала аффирмации и не выздоровела»: почему не стоит слишком увлекаться психосоматикой «Я почитала аффирмации и не выздоровела»: почему не стоит слишком увлекаться психосоматикой

Роль психосоматики в последнее время явно преувеличена, и вот почему

Psychologies
«Зимой дешевле снимать квартиру, чем закупать дрова»: как живут в современных коммунах «Зимой дешевле снимать квартиру, чем закупать дрова»: как живут в современных коммунах

Парижской коммуны давно нет, но другие коммуны все еще существуют

Вокруг света
Зачем анализировать обратную связь от пользователей приложений: инсайд для тех, кто решил развивать свой продукт Зачем анализировать обратную связь от пользователей приложений: инсайд для тех, кто решил развивать свой продукт

Изучение обратной связи — важный этап в развитии продукта

ТехИнсайдер
Фотографируете? Вот 4 простых способа улучшить ваши снимки Фотографируете? Вот 4 простых способа улучшить ваши снимки

Как можно исключить пост-обработку в фотошопе и увеличить общее качество снимков

ТехИнсайдер
Как и почему евро стал основной валютой Европы Как и почему евро стал основной валютой Европы

Финансовый консультант объясняет, зачем в еврозоне сделали свои деньги

Maxim
Смотреть в корень Смотреть в корень

Может ли секс быть ресурсом?

Psychologies
«Когда ты говоришь правду — ты неуязвим» «Когда ты говоришь правду — ты неуязвим»

В жизни Агаты Муцениеце неожиданные повороты идут один за другим

OK!
«Мы выдернули ребенка в неизвестность»: как россиянки эмигрируют с детьми «Мы выдернули ребенка в неизвестность»: как россиянки эмигрируют с детьми

Каково это объяснять ребенку, что семья не вернется домой?

Forbes
Физики увидели осцилляции Раби с помощью экстремального ультрафиолета Физики увидели осцилляции Раби с помощью экстремального ультрафиолета

Что такое осцилляция Раби и как её обнаружили физики?

N+1
Не только для подогрева еды Не только для подогрева еды

10 неочевидных способов использования микроволновки в быту

Лиза
Былое и думы вымышленного предпринимателя: почему бизнес-романы так популярны Былое и думы вымышленного предпринимателя: почему бизнес-романы так популярны

Так называемые бизнес-романы — истории успешного бизнеса, чаще всего вымышленные

Forbes
Золото Колчака: недостающее звено Золото Колчака: недостающее звено

Судьба золота Колчака оставалась до недавнего времени одной из загадок истории

Дилетант
Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения Люди сжульничали независимо от предыдущей победы или поражения

От чего зависит жульничество в азартных играх?

N+1
Правила жизни Нила Армстронга Правила жизни Нила Армстронга

Правила жизни астронавта Нила Армстронга

Правила жизни
От супергероев до советской драмы: какое кино поможет в воспитании детей От супергероев до советской драмы: какое кино поможет в воспитании детей

Какие фильмы лучше посмотреть вместе с детьми

Psychologies
Рыбников и Ларионова: неидеальная история любви самой красивой пары советского кинематографа Рыбников и Ларионова: неидеальная история любви самой красивой пары советского кинематографа

Николай Рыбников всю жизнь любил только одну женщину - Аллу Ларионову

VOICE
Почему дети так тяжело переносят долгие поездки? И можно ли облегчить им дальнюю дорогу? Почему дети так тяжело переносят долгие поездки? И можно ли облегчить им дальнюю дорогу?

Почему дети все время спрашивают "Когда мы приедем?"

ТехИнсайдер
Онлайн-конфигураторы ПК: выбираем лучший Онлайн-конфигураторы ПК: выбираем лучший

У каждого крупного ритейлера есть собственный конфигуратор ПК

CHIP
Как сохранить желание: интервью с сексологом Как сохранить желание: интервью с сексологом

Можно ли сохранять сексуальный аппетит на протяжении долгого времени?

Psychologies
Электрическая стимуляция мозга улучшила память пожилых людей Электрическая стимуляция мозга улучшила память пожилых людей

Транскраниальная электрическая стимуляция мозга помогает улучшить память

N+1
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
Открыть в приложении