«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

Сосредоточьтесь на чем-то одном: как многозадачность вредит нашему здоровью и отношениям Сосредоточьтесь на чем-то одном: как многозадачность вредит нашему здоровью и отношениям

Многозадачность на самом деле снижает нашу общую продуктивность

Psychologies
Из-за чего судятся акционеры одной из самых популярных франшиз «Мозгобойня» Из-за чего судятся акционеры одной из самых популярных франшиз «Мозгобойня»

Почему сеть паб-квизов «Мозгобойня» раздирает корпоративный конфликт

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
Как Cyberpunk 2077, но не лагает: во что поиграть еще, если тебе понравился шутер от CD Projekt RED Как Cyberpunk 2077, но не лагает: во что поиграть еще, если тебе понравился шутер от CD Projekt RED

Лучшие релизы о мрачном и технологически развитом будущем

Maxim
Как покупать винил: для чайников и продвинутых Как покупать винил: для чайников и продвинутых

Где и как приобретать пластинки в России, как не купить ерунду?

Maxim
De feminis: отрывок из новой книги Владимира Сорокина, которую он посвятил женщинам De feminis: отрывок из новой книги Владимира Сорокина, которую он посвятил женщинам

Отрывок из сборника рассказов Владимира Сорокина De feminis — «О женщинах»

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
Возьмем себя в руки Возьмем себя в руки

Мастер-класс «эрогенной анатомии»

Psychologies
Разработано первое приложение для обмена сообщениями под водой Разработано первое приложение для обмена сообщениями под водой

Ученые разработали приложение для смартфона для передачи сообщений под водой

ТехИнсайдер
Психология симулянтов: что заставляет людей притворяться тяжелобольными? Психология симулянтов: что заставляет людей притворяться тяжелобольными?

Суд по делу Бланчард привлек внимание общества к теме симулятивных расстройств

Psychologies
Секс и репродукция будущего: мужские контрацептивы, искусственная матка и другие ноу-хау Секс и репродукция будущего: мужские контрацептивы, искусственная матка и другие ноу-хау

Технологические прорывы в области репродукции и контрацепции

СНОБ
6 вещей, которыми можно злоупотреблять, хоть все считают иначе 6 вещей, которыми можно злоупотреблять, хоть все считают иначе

Удовольствия, которых мы себя зачем-то лишили, а зря!

Maxim
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
Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп Палеогенетики впервые прочитали ДНК из древнеегипетских каноп

Отсеквенировали ДНК из образцов, извлеченных из древнеегипетских каноп

N+1
Археологи нашли на новгородском Немецком дворе европейскую посуду и обувь Археологи нашли на новгородском Немецком дворе европейскую посуду и обувь

Руководитель экспедиции рассказал о находках, сделанных в слоях XIII–XIV веков

N+1
Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах Чем страдал Ван Гог, от чего, скорее всего, умер и как это сказалось на его картинах

Какая история стояла за картиной «Прогулка заключенных» Ван Гога?

Правила жизни
Что делает мужчину сексуальным: 11 возбуждающих качеств Что делает мужчину сексуальным: 11 возбуждающих качеств

«Что ты замечаешь в мужчине в первую очередь?»

Psychologies
Деплатформинг структур. Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу Деплатформинг структур. Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу

Почему кристаллохимикам все труднее доверять друг другу

N+1
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
Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание Почему «тургеневская барышня» — не комплимент: многие бездумно используют это обидное словосочетание

«Ты такая нежная и изящная — прямо-таки тургеневская девушка!»

VOICE
Завтрак инков Завтрак инков

Настоящий перуанец обязательно съест воскресным утром порцию тамалеса

Вокруг света
Города вечной жизни: 5 мест в мире, где введен запрет на смерть Города вечной жизни: 5 мест в мире, где введен запрет на смерть

Местных жителей этих городов смерть не застанет врасплох

Maxim
4 книги, которые изменят ваше отношение к себе 4 книги, которые изменят ваше отношение к себе

Подборка книг, которые помогут вам по-новому выстроить общение с собой

Psychologies
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
Снимите это немедленно Снимите это немедленно

В каких случаях очки могут тебе навредить

Лиза
Потерянного колумбийского колибри-саблекрыла переоткрыли спустя 12 лет Потерянного колумбийского колибри-саблекрыла переоткрыли спустя 12 лет

Орнитолог-любитель нашел потерянного колумбийского колибри

N+1
«Песье время»: как писательница Тэффи построила новую жизнь и карьеру в эмиграции «Песье время»: как писательница Тэффи построила новую жизнь и карьеру в эмиграции

В России писательницу мало кто знает, «белую эмигрантку» в СССР не публиковали

Forbes
Как правильно искать (и находить!) грибы Как правильно искать (и находить!) грибы

Вернуться с «тихой охоты» пустым обидно и унизительно

Maxim
Как у Брижит или Хадид Как у Брижит или Хадид

Модная челка: 9 лучших вариантов

Лиза
«Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы «Дождь, пар и скорость» Уильяма Тернера, или Как Великобритания пересела на железнодорожные рельсы

Погружаемся в пучину промышленной революции в Великобритании

Правила жизни
Открыть в приложении