«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

Маячок манипулятора. Как распознать и побороть газлайтинг на рабочем месте Маячок манипулятора. Как распознать и побороть газлайтинг на рабочем месте

Газлайтеры на работе — чрезвычайно токсичные персонажи

Forbes
«Конец привычного мира»: а как построить новый? «Конец привычного мира»: а как построить новый?

Прежняя жизнь закончилась. Как создать новую?

Psychologies
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
Андрей Кончаловский: гид по творчеству живого классика (азбука «Правил жизни») Андрей Кончаловский: гид по творчеству живого классика (азбука «Правил жизни»)

Опорные пункты в творчестве мэтра Андрея Кончаловского

Правила жизни
Ниоткуда, с любовью Ниоткуда, с любовью

SUV как повод к ресентименту

Автопилот
«У чёрта на куличках» — это где? Даем геолокацию «куличек», где обитал тот самый чëрт «У чёрта на куличках» — это где? Даем геолокацию «куличек», где обитал тот самый чëрт

«У черта на куличках» есть реальная историческая основа, и даже конкретное место

ТехИнсайдер
Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку Красота по-османски: 5 бьюти-правил турчанок, которые стоит взять на заметку

Мы раскрыли тайну османских красавиц — бери их ключевые бьюти-правила на заметку

VOICE
Всегда под рукой: 10 способов упростить себе жизнь с помощью смартфона Всегда под рукой: 10 способов упростить себе жизнь с помощью смартфона

10 приложений, которые помогут сделать повседневную жизнь проще и удобнее

VOICE
Пауки могут спать и даже впадать в Пауки могут спать и даже впадать в

Возможно, пауки не просто отдыхают, но и видят сны

ТехИнсайдер
Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины Трагедия лишней хромосомы: ущербность мужчины и сложность женщины

Интимные проблемы половых хромосом

СНОБ
Умерли в один день: история арабской принцессы, казненной в 1977 году вместе с возлюбленным Умерли в один день: история арабской принцессы, казненной в 1977 году вместе с возлюбленным

В реальности история принцессы "Жасмин" была совсем другой

VOICE
Маневрируем в позе «зю»: разбираем главные стереотипы о балансе карьеры и материнства Маневрируем в позе «зю»: разбираем главные стереотипы о балансе карьеры и материнства

Тема совмещения материнства и карьеры давно набила оскомину

Forbes
Феномен незавершенных действий: что такое эффект Зейгарник и как довести все до конца Феномен незавершенных действий: что такое эффект Зейгарник и как довести все до конца

Мысли о незавершенных делах способны повысить тревожность

Forbes
Кризис разного возраста: как выстоять и двигаться дальше Кризис разного возраста: как выстоять и двигаться дальше

Действенные способы, которые помогут не потерять веру в себя

Psychologies
«Золото партии». Советские машины на элитных западных аукционах «Золото партии». Советские машины на элитных западных аукционах

Какие машины участвовали в торгах с сокровищами ценой в миллионы долларов

РБК
Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи Бунт женских хромосом: трансгендерные лемминги и консервативные мухи

Почему самцов и самок не всегда бывает поровну

СНОБ
Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения Тело Дженнифер: что Лопес делает с собой, чтобы в 53 выглядеть на 30 — уроки антистарения

Джей Ло годами (да что там годами — десятилетиями) живет в турбо-режиме

VOICE
10 фактов о водке, которые ты скорее всего не знал 10 фактов о водке, которые ты скорее всего не знал

Думаешь, знаешь о водке все? Спорим на бутылку коньяка, что нет?

Maxim
Из чего делают стекло: секреты состава удивительного материала Из чего делают стекло: секреты состава удивительного материала

Как в реальности создают стекло?

ТехИнсайдер
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
Первые встречи людей и неандертальцев не были мирными. Древняя оружейная мастерская в Румынии Первые встречи людей и неандертальцев не были мирными. Древняя оружейная мастерская в Румынии

Археологи исследуют в западной Румынии древнюю стоянку Homo Sapiens

ТехИнсайдер
Пять золотых Пять золотых

В истории наградной системы особое место занимают золотые офицерские кресты

Дилетант
Конструктивное решение: 8 лучших книг о советской архитектуре Конструктивное решение: 8 лучших книг о советской архитектуре

Лучшие путеводители и справочники об архитектуре времен СССР

Forbes
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
6 типов психоэмоциональных вампиров 6 типов психоэмоциональных вампиров

Почему важно распознавать людей, крадущих у нас энергию?

Psychologies
Физики-теоретики доказали устойчивость черных дыр Физики-теоретики доказали устойчивость черных дыр

Гравитационисты изучила устойчивость черной дыры Керра с малым угловым моментом

N+1
Что значит смерть Михаила Горбачева для россиян: комментарий психолога Что значит смерть Михаила Горбачева для россиян: комментарий психолога

Смерть Михаила Горбачева — новая перестройка, но уже в сознании?

Psychologies
Почему императоров убивают? Пример из истории России Почему императоров убивают? Пример из истории России

Почему убили императора Павла I

ТехИнсайдер
Форсаж американского истребителя F-15: диски Маха в небесах Форсаж американского истребителя F-15: диски Маха в небесах

Как из турбореактивных двигателей истребителя F-15 Eagle выходят диски Маха

ТехИнсайдер
Как справиться с источниками негатива в нашей жизни: 3 совета Как справиться с источниками негатива в нашей жизни: 3 совета

Как найти источники негативного влияния и нейтрализовать их?

Psychologies
Открыть в приложении