«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
Скорая помощь Скорая помощь

Когда можно справиться с болью самостоятельно?

Лиза
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
5 математических трюков, которые помогут решить любую задачу за секунды 5 математических трюков, которые помогут решить любую задачу за секунды

Простые трюки могут облегчить решение любых повседневных математических задач

ТехИнсайдер
Гештальт-терапия: прикосновение к реальности Гештальт-терапия: прикосновение к реальности

Как гештальт-терапия помогает нам осознать свои желания

Psychologies

У Веры было много талантов, один из них — это умение дружить

Караван историй
Как подростки снимали фильм «Дух сейда» для проекта «Кинолаборатория» Как подростки снимали фильм «Дух сейда» для проекта «Кинолаборатория»

«Сноб» поговорил с командой фильма «Дух сейда» о том, что дал им этот проект

СНОБ
От горячего шоколада до спелой сливы: 7 классных вариантов маникюра для подготовки к осени От горячего шоколада до спелой сливы: 7 классных вариантов маникюра для подготовки к осени

Подборка нейл-дизайнов в самых трендовых оттенках осени

VOICE
Растянутая футболка или стильный халат: зачем нужно красиво одеваться дома? Растянутая футболка или стильный халат: зачем нужно красиво одеваться дома?

Почему мы на улице и мы дома — два разных человека?

Psychologies
Одиночество в толпе: как переход от сигар и трубок к сигаретам изменил стиль общения Одиночество в толпе: как переход от сигар и трубок к сигаретам изменил стиль общения

Отрывок из книги историка Дэвида Винсента «История одиночества»

Forbes
Японские шары счастья Японские шары счастья

Шар темари — драгоценный подарок, символизирующий дружбу и верность

Наука и жизнь
Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры Калорийность рациона: зачем нужны белки и жиры

Чем определяется калорийность рациона?

РБК
Макс-фактор Макс-фактор

О том, почему Pro Max в итоге не промах

Автопилот
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
Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни Одиночество в детстве предсказало проблемы с алкоголем во взрослой жизни

Люди, ощущавшие одиночество в детстве, сильнее реагируют на стресс

N+1
Газлайтинг: насилие, о котором не говорят Газлайтинг: насилие, о котором не говорят

Чем опасно постоянное обесценивание наших переживаний и суждений

Psychologies
«Южному парку» 25 лет: что мы поняли за эти годы «Южному парку» 25 лет: что мы поняли за эти годы

«Южный парк»: можно ли его смотреть детям?

Psychologies
Оказалось, что вода спонтанно превращается в перекись — и с этим связана сезонность простуды и гриппа Оказалось, что вода спонтанно превращается в перекись — и с этим связана сезонность простуды и гриппа

Ученые доказали, что микрокапли воды могут превращаться в перекись сами по себе

ТехИнсайдер
Своим путем Своим путем

Роман Васильев — нетипичный представитель актерской профессии

OK!
Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны Антиоксиданты: что это такое, и зачем они нужны

Как работают антиоксиданты?

ТехИнсайдер
Древнейшие земледельцы сформировались из трех предковых популяций Древнейшие земледельцы сформировались из трех предковых популяций

Ученые разобрались в происхождении населения эпохи докерамического неолита

N+1
От бомбочек с содой к ягелю и морошке: как бренд крафтовой косметики из Излучинска нашел свою нишу От бомбочек с содой к ягелю и морошке: как бренд крафтовой косметики из Излучинска нашел свою нишу

Как аллергия приводит к новому хобби, а хобби превращается в бизнес

Inc.
Чертоги памяти. Как работает «метод Шерлока» в реальности и можно ли его освоить, если вы простой смертный Чертоги памяти. Как работает «метод Шерлока» в реальности и можно ли его освоить, если вы простой смертный

Как работает одна из самых популярных мнемонических техник?

Inc.
Почему новый стартап скандального основателя WeWork похож на предыдущий Почему новый стартап скандального основателя WeWork похож на предыдущий

Почему к стартапам в портфеле Адама Нойманна столько вопросов?

Forbes
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
Почему ты должен платить за воздух Почему ты должен платить за воздух

Прогресс привел к загрязнению атмосферы, но дал нам очистители воздуха для дома

Maxim
Как развить самодисциплину всего за 5 минут в день Как развить самодисциплину всего за 5 минут в день

Как пустяковые полезные привычки могут привести тебя к большим свершениям

Maxim
«Живой»: честный документальный фильм об очевидцах Великой Отечественной войны «Живой»: честный документальный фильм об очевидцах Великой Отечественной войны

Как документалисту удалось снять историю о жертвах Великой Отечественной войны

Forbes
Маркировка полезности продуктов помешала производителю ввести европейцев в заблуждение Маркировка полезности продуктов помешала производителю ввести европейцев в заблуждение

Как меняется представление покупателей о вреде или пользе продукта

N+1
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
Открыть в приложении