«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
Футбол и лирика: в прокат вышел документальный фильм о клубе «Манчестер Юнайтед» Футбол и лирика: в прокат вышел документальный фильм о клубе «Манчестер Юнайтед»

До российского проката добрался документальный фильм «Великий «Юнайтед»

Forbes
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
Больше половины видов с неясным природоохранным статусом оказались под угрозой исчезновения Больше половины видов с неясным природоохранным статусом оказались под угрозой исчезновения

Ученые создали компьютерную модель, которая оценивает риск исчезновения видов

N+1
Чистим украшения в домашних условиях: вернуть блеск драгоценностям можно средствами, которые есть в каждом доме Чистим украшения в домашних условиях: вернуть блеск драгоценностям можно средствами, которые есть в каждом доме

Избавим драгоценности от темного налета и вернем металлам былой блеск

ТехИнсайдер
Как вывести неприятный запах из обуви за несколько минут: подручные средства, которые работают Как вывести неприятный запах из обуви за несколько минут: подручные средства, которые работают

Стоит снять ботинки, как неприятное амбре распространяется по всей квартире?

ТехИнсайдер
История одной вещи: духи «Красная Москва», символ советской парфюмерии История одной вещи: духи «Красная Москва», символ советской парфюмерии

Их цветочно-шипровый шлейф витал в театрах, ресторанах и универмагах

Правила жизни
Как выглядеть отдохнувшей: 7 рекомендаций Как выглядеть отдохнувшей: 7 рекомендаций

Несколько простых способов освежиться

Psychologies
Груминг и созависимость: устаревшая этика в сериале «Жена путешественника во времени» Груминг и созависимость: устаревшая этика в сериале «Жена путешественника во времени»

Этот сериал c мог бы сместить с пьедестала фильмы о созависимых отношениях

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

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

ТехИнсайдер
«Добрый доктор Нильс»: история медбрата, который сотнями убивал пациентов «Добрый доктор Нильс»: история медбрата, который сотнями убивал пациентов

Когда дежурит Нильс Хёгель, смертность пациентов резко возрастает

VOICE
Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить Насколько важно сохранять осанку и спасет ли это вас от болей в спине? Ответ ученых может вас сильно удивить

Действительно ли ровная осанка влияет на здоровье спины?

ТехИнсайдер
Правила жизни Роберта Де Ниро Правила жизни Роберта Де Ниро

Правила жизни актера Роберта Де Ниро

Правила жизни
Закончил холодную войну и развалил СССР: с чем вошел в историю Михаил Горбачев Закончил холодную войну и развалил СССР: с чем вошел в историю Михаил Горбачев

Первое, с чем покончил Михаил Сергеевич Горбачев — гонки на катафалках

Maxim
Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин Клеймо девочки: почему работа по дому ложится на плечи женщин

Отрывок из книги «Право на гнев» о разном обучении мальчиков и девочек

Forbes
Откуда вырос арифметический корень? Откуда вырос арифметический корень?

Попробуем разобраться в запутанной истории появления на свет знака радикала

Наука и жизнь
Кофейный пояс, пыльный котел, банановая республика: расшифровываем 7 географических метафор Кофейный пояс, пыльный котел, банановая республика: расшифровываем 7 географических метафор

Что скрывается за звучными названиями мест, маршрутов и событий

Вокруг света
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
«Разные инструменты давления на жертву»: чем отличается буллинг у детей и взрослых «Разные инструменты давления на жертву»: чем отличается буллинг у детей и взрослых

Травля в детских и взрослых коллективах проходит по-разному.

Forbes
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
Население древнего карфагенского города оказалось генетически разнообразным Население древнего карфагенского города оказалось генетически разнообразным

Палеогенетики исследовали геномы жителей Средиземноморья железного века

N+1
Не просто выбросить, а заработать Не просто выбросить, а заработать

5 выгодных способов избавиться от старой техники

Лиза
Ученые измерили скорость воды в акведуках древнего Рима. Им помогли ископаемые бактерии Ученые измерили скорость воды в акведуках древнего Рима. Им помогли ископаемые бактерии

Как расходовалась вода в акведуке и какова была степень его загрузки?

ТехИнсайдер
Археологи обнаружили в Фанагории детскую спальню хазарского времени Археологи обнаружили в Фанагории детскую спальню хазарского времени

Владимир Кузнецов рассказал о результатах раскопок средневековой Фанагории

N+1
Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки Трюк имени Мэрилин: лучшие платья Монро, которые скроют твои недостатки

Монро умела маскировать недостатки так, чтобы об их наличии никто не догадывался

VOICE
Тянет на солёное и поплакать: ранние признаки беременности Тянет на солёное и поплакать: ранние признаки беременности

Как уловить изменения в своем теле на ранних сроках беременности

VOICE
Когда двое по-настоящему встретились: как отличить здоровую эмоциональную близость Когда двое по-настоящему встретились: как отличить здоровую эмоциональную близость

Какими должны быть здоровые отношения между двумя людьми?

Psychologies
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают Запах псины, водка и другие вещи, которые берутся вовсе не оттуда, откуда все думают

Надеемся, тебе всегда было интересно, откуда на самом деле берутся водка и нефть

Maxim
Шансы выжить невелики: что будет, если человека ударит молнией Шансы выжить невелики: что будет, если человека ударит молнией

Электрические разряды редко проходят для людей без последствий

Вокруг света
Открыть в приложении