«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

«Джеймс Уэбб» обнаружил кандидата в древнейшую известную галактику «Джеймс Уэбб» обнаружил кандидата в древнейшую известную галактику

Астрономы обнаружили очередного кандидата в древнейшую галактику

N+1
Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич Отец объемной мультипликации: как жил и работал Владислав Старевич

«Этот человек обогнал всех аниматоров мира на несколько десятилетий»

Правила жизни
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
6 главных финансовых ошибок, которые люди совершают с 30 до 40 лет 6 главных финансовых ошибок, которые люди совершают с 30 до 40 лет

О деньгах нужно заботиться в любом возрасте, но с 30 до 40 — особенно

Maxim
Совсем не игрушки Совсем не игрушки

Сколько могут стоить машины, которые были у дедушки, когда он был внуком

Автопилот
Змеиный характер Змеиный характер

Стопе повезло: она остановилась в каких-то двадцати сантиметрах от головы змеи

Наука и жизнь
5 эффективных приемов, которые продлят жизнь продуктов и сохранят их свежими надолго 5 эффективных приемов, которые продлят жизнь продуктов и сохранят их свежими надолго

Лайфхаки, которые продлят жизнь продуктам и значительно сократят расходы

ТехИнсайдер
Сделать код понятным: как Барбара Лисков повлияла на современное программирование Сделать код понятным: как Барбара Лисков повлияла на современное программирование

Барбара Лисков — пионерка развития современных языков программирования

Forbes
Почему современные животные не бывают такими огромными, как динозавры? Почему современные животные не бывают такими огромными, как динозавры?

Могут ли возникнуть животные, в сравнении с которыми покажутся карликами слоны?

ТехИнсайдер
Почему черные дыры по праву зовутся самыми опасными объектами во Вселенной Почему черные дыры по праву зовутся самыми опасными объектами во Вселенной

Черные дыры — нарушение законов физики, чудовищная гравитация и зверский аппетит

ТехИнсайдер
Не край света: почему вам нужно съездить во Владивосток Не край света: почему вам нужно съездить во Владивосток

Почему бы не отправиться на Дальний Восток?

Правила жизни
«Вещная жизнь: материальность позднего социализма». «Вещная жизнь: материальность позднего социализма».

Отрывок из книги «Вещная жизнь» — о том, как железо в СССР было связано с силой

N+1
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
«Он исчез, не попрощавшись»: как уберечь себя от такого сценария «Он исчез, не попрощавшись»: как уберечь себя от такого сценария

Почему мужчина неожиданно перестал общаться и просто «пропал с радаров»?

Psychologies
«Становится все абсурднее»: Александр Хант о фильме «Межсезонье» и самоцензуре в кино «Становится все абсурднее»: Александр Хант о фильме «Межсезонье» и самоцензуре в кино

Режиссер Александр Хант — о новом поколении, свободе и новой цензуре

Forbes
Репрессии, геноцид, войны: 20 фильмов о коллективной травме и катастрофах прошлого Репрессии, геноцид, войны: 20 фильмов о коллективной травме и катастрофах прошлого

Фильмы об исторических катастрофах и о попытках осмыслить природу зла

Forbes
(Не)сладкая проблема (Не)сладкая проблема

Какой у тебя уровень сахара в крови? Не имеешь понятия? А надо бы!

Лиза
Принцесса и драконы: 7 теорий заговора вокруг гибели Дианы Спенсер Принцесса и драконы: 7 теорий заговора вокруг гибели Дианы Спенсер

За 25 лет после гибели Дианы возникло много конспирологических теорий ее кончины

Правила жизни
Лучшие алкогольные рецепты с арбузом: от классики до экзотических Лучшие алкогольные рецепты с арбузом: от классики до экзотических

Как вдохнуть алкогольную страсть в отношения с арбузом.

Maxim
«Я просто не выспался»: как сон влияет на наш характер «Я просто не выспался»: как сон влияет на наш характер

Сон меняет отношение к окружающим и желание им помогать

Psychologies
Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+ Что хорошего и что плохого в сериалах по «Звездным войнам»? Обсуждаем и критикуем проекты Disney+

Разбираемся, за что стоит похвалить Disney+, а за что — покритиковать

Правила жизни
Токсичные родители: стоит ли прекратить общение? Токсичные родители: стоит ли прекратить общение?

Поможет ли взрослым людям полный разрыв с родителями-агрессорами?

Psychologies
Неподходящий день для пончиков: как пятницы становятся нерабочими Неподходящий день для пончиков: как пятницы становятся нерабочими

Почему пустые офисы в последний рабочий день недели стали нормой

VC.RU
«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
О бесполезности больших рогов: как биологи смирились с женскими причудами О бесполезности больших рогов: как биологи смирились с женскими причудами

Загадки размножения и половой отбор

СНОБ
Люди + технологии = любовь. Как не терять связь даже на разных концах мира Люди + технологии = любовь. Как не терять связь даже на разных концах мира

Самые удивительные способы быть ближе даже сквозь расстояния

Правила жизни
Что должно быть в машине: 25+ необходимых вещей Что должно быть в машине: 25+ необходимых вещей

Автомобиль не склад, однако множество вещей в нем возить необходимо

РБК
С заботой друг о друге: кому сейчас нужна помощь и как ее можно оказать С заботой друг о друге: кому сейчас нужна помощь и как ее можно оказать

Делимся историями людей и организаций, которые сейчас находят способы помогать

Psychologies
Ни отеля, ни лошадей: 5 советов, как не испортить себе отпуск невнимательностью к деталям Ни отеля, ни лошадей: 5 советов, как не испортить себе отпуск невнимательностью к деталям

Два москвича собрались в горы, но вместо релакса получили череду казусов

Вокруг света
Правила самогонщиков: почему медь вкуснее нержавейки и как отсечь хвосты на глаз Правила самогонщиков: почему медь вкуснее нержавейки и как отсечь хвосты на глаз

Рано или поздно любой благородный муж приходит к мысли о самогоноварении

Maxim
Открыть в приложении