Мітахандрыяльная Ева

З пляцоўкі Вікіпедыя
Jump to navigation Jump to search

Мітахандрыяльная Ева — імя, дадзенае ў папулярнай культуры жанчыне, якая жыла ў Афрыцы каля 200 000 гадоў таму, ад якой сучаснае чалавецтва атрымала ў спадчыну мітахандрыяльную ДНК (арыгінальны тэрмін, прапанаваны першаадкрывальнікам Аланам ВільсанамLucky Mother — Удачлівая Мама). Гэтая жанчына стала адзінай, чые нашчадкі па жаночай лініі дажылі да нашых дзён. Паралельна з ёй жылі і іншыя жанчыны, але іх мітахандрыяльнай ДНК да нашага часу не захаваліся. Ад іх нам маглі дастацца іншыя ўчасткі ядзернай ДНК.

Паколькі мітахандрыяльная ДНК перадаецца толькі па матчынай лініі, ва ўсіх людзей, якія жывуць цяпер, такая ДНК была атрыманая ад «Евы». Аналагічна, ДНК мужчынскай Y‑храмасомы ва ўсіх людзей мужчынскага полу павінна паходзіць ад «малекулярна-біялагічнага Адама».

Мітахондрыі — гэта ўнутрыклеткавыя арганэлы, якія маюць невялікую ўласную храмасому. У адрозненне ад ядзернай ДНК, якая змяшчае пераважную большасць генаў і ў працэсе палавога размнажэння падвяргаецца рэкамбінацыі, такім чынам нашчадкі атрымліваюць палову генаў ад бацькі, а другую палову — ад маці; мітахондрыі і іх ДНК дзіця атрымлівае толькі з мацярынскай яйцаклеткі. Паколькі мітахандрыяльная ДНК не падвяргаецца рэкамбінацыі, змены ў ёй могуць адбывацца выключна з дапамогай рэдкіх выпадковых мутацый. Шляхам параўнання паслядоўнасці мітахандрыяльнай ДНК і якія ўзніклі ў ёй з часам мутацый можна не толькі вызначыць ступень сваяцтва людзей, але і прыблізна вылічыць час, неабходны для назапашвання мутацый у той ці іншай папуляцыі людзей[1][2]. Такім чынам можна вылічыць і эпоху, у якой мутацый яшчэ не было, і продкавая папуляцыя людзей была генетычна аднастайнай. У 1987 годзе Рэбека Кан (англ.: Rebecca Cann) з калегамі выказалі здагадку, што мітахандрыяльная Ева магла жыць паміж 140 тыс. і 280 тыс. гадоў таму. Згодна з больш познімі разлікамі, мітахандрыяльная Ева жыла каля 140 тыс. гадоў назад ва Усходняй Афрыцы[3][4]. Сучасныя МП - і МЭ‑ацэнкі звычайна даюць дыяпазон ўзросту Евы 230-140 тыс. гадоў з максімумам верагоднасці на значэннях парадку 200-180 тыс. гадоў[5]. Апошняя датыроўка стала агульнапрызнанай ацэнкай. Тым не менш, у жніўні 2013 года з'явіліся новыя звесткі аб тым, што Ева жыла 148-99 тысяч гадоў назад (з максімальнай верагоднасцю — 124 тысячы гадоў таму)[6].

Дамінаванне нашчадкаў мітахандрыяльнай Евы

Хоць мітахандрыяльная Ева названая ў гонар біблейскай, яе не варта атаясамліваць з біблейскім персанажам або лічыць, што ўсе людзі з'яўляюцца нашчадкамі толькі адной жанчыны. Мітахандрыяльная Ева — навуковая абстракцыя, створаная для спрашчэння разлікаў. На самой справе гаворка ідзе пра адносна аднастайнай генетычнай папуляцыі, сярод нашчадкаў якой большасць сучасных людзей атрымала мітахандрыяльную ДНК ад адной[7] жанчыны, у той час як нашчадкі іншых жанчын па прамой жаночай лініі той жа продкаў папуляцыі не дажылі да нашых дзён. Калі ў жанчыны няма ні адной дачкі, то яе мітахандрыяльная ДНК не будзе перададзена нашчадкам далей яе ўласнага сына, хоць палову іншых генаў пярэймуць сыны і іх нашчадкі[8].

Мітахандрыяльная Ева і афрыканскае паходжанне людзей[правіць | правіць зыходнік]

Міграцыі чалавека і мітахандрыяльныя гаплагрупы

Паколькі папуляцыйныя генетыкі лічаць радзімай мітахандрыяльнай Евы Афрыку, яе часам называюць афрыканскай Евай. Пры старажытным падзеле продкаў папуляцыі людзей утварыліся чатыры галоўных гаплагрупы: L0, L1, L2, L3. З іх першая пераважае ў бушменаў, другая — у пігмеяў[9]. Дзве апошнія таксама маюцца ў афрыканскіх народаў, але толькі ад гаплогруппы L3 адбываюцца макрагрупы М і N, носьбіты якіх мігравалі з Афрыкі ў Еўразію.

Існуюць альтэрнатыўныя тлумачэнні мітахандрыяльнай генеалогіі народаў Зямлі. Напрыклад, аналагічнае генеалагічнае дрэва магло атрымацца, калі на ранняй стадыі рассялення большасць людзей загінула з-за якой-небудзь эпідэміі ці прыроднай катастрофы, а тыя, хто выжыў былі невялікай групай крэўных сваякоў. Аднак спробы пабудаваць генеалогію народаў на падставе даследавання іншых генаў не пацвярджаюць гіпотэзу катастрофы. Акрамя таго, варта прымаць пад увагу абмен генамі, які адбываўся ў выніку шлюбаў паміж далёкімі сваякамі, у выніку чаго геномы працягвалі змешвацца ў папуляцыях ўжо пасля зыходу з Афрыкі[3][10]. Найбольшую разнастайнасць мутацый, якая назіраецца ў афрыканскіх народаў, таксама можна тлумачыць па-рознаму. З аднаго боку, гэта можа быць вынікам працяглага пражывання продкаў папуляцыі ў Афрыцы. З іншага боку, у Афрыцы часоў палеаліту насельніцтва магло быць проста больш шматлікім, чым у іншых рэгіёнах.

Рэканструяваны гапллатып мтДНК мітахандрыяльнай Евы[правіць | правіць зыходнік]

Гаплатып мітахандрыяльнай Евы — чалавека, рэканструяваны парсіманістычным алгарытмам на падставе аналізу 8 000 поўных паслядоўнасцяў малекулы мтДНК, можна знайсці, напрыклад, на сайце «Human mtDNA»[11]. Нуклеатыдныя адрозненні пазначаны па адносінах да пазіцыяў малекулы[12].

Магчымасць спрашчэння вызначэння[правіць | правіць зыходнік]

Вызначэнне Евы, названае ў пачатку дадзенага артыкула, дапускае больш наглядную і канкрэтную форму, заснаваную на веданні філагеніі малекулы мтДНК чалавека. А менавіта, калі ўзяць адвольнага сучанага індывіда, які адносіцца да гаплагрупы L0 (haplogroup L0 (mtDNA)) і любога сучаснага чалавека, які не адносіцца да дадзенай гаплагрупы, то з мітахандрыяльнай Евай можна атаясаміць іх бліжэйшага агульнага продка па прамой жаночай лініі. Аднак тут узнікаюць наступныя дзве праблемы.

Па-першае, варта адрозніваць канкрэтнага агульнага продка тых ці іншых групаў людзей, з аднаго боку, і яго (яе) мітахандрыяльную малекулу — з другога: велізарная колькасць сваякоў па прамой жаночай лініі мае ідэнтычныя мтДНК. Сучасныя даследаванні па хуткасці мутаванне мтДНК[5][13] сведчаць аб тым, што ва ўсёй малекуле адбываецца адна значная мутацыя прыкладна адзін раз у 3 000 гадоў. Гэта азначае, што людзі (як мужчыны, так і жанчыны) з гаплатыпамі, ідэнтычнымі гаплатыпу Евы, маглі жыць на працягу некалькіх тысячагоддзяў, пакуль мутаваўшыя тыпы не сталі пераважаць колькасна, у канчатковым рахунку выцесніўшы зыходны.

Па-другое, да гэтага часу застаецца верагоднасць, што ўсё яшчэ існуюць людзі, якія не адносяцца ні да гаплагрупы L0, ні да гаплагрупы L1'6, то бок, ні да адной з двух вядомых галін філагенетычнага дрэва мтДНК чалавека, коранем якога з'яўляецца мітахандрыяльная Ева. Нягледзячы на тое, што да цяперашняга часу апублікавана каля 200 000 частковых паслядоўнасцяў мтДНК і больш за 8 000 поўных, не выяўлена іншых галін, акрамя двух названых вышэй, тым не менш, верагоднасць выяўлення рэліктавых ліній застаецца ненулявым да тых часоў, пакуль тэставаннем не будуць ахоплены ўсе цяперашнія людзі, ці, прынамсі, сем'і.

Y‑храмасомны Адам[правіць | правіць зыходнік]

Падобнае паняцце малекулярнай антрапалогіі азначае найбольш блізкаuf агульнага продка ўсіх цяпер сучасных людзей па мужчынскай лініі. Паколькі Y‑храмасома перадаецца толькі ад бацькі да сына, то ўсе сучасныя Y‑храмасомы паходзяць ад дадзенага мужчыны, якога называюць Y‑храмасомным Адамам. Падобна да таго, як мітахандрыяльная Ева не была адзінай жанчынай у той час, не быў адзіным і Y‑храмасомны Адам: мужчынскія храмасомы яго сучаснікаў у сілу натуральнага працэсу перасячэння прамых ліній проста не захаваліся.

З-за таго, што Y‑храмасома значна даўжэй, чым ДНК мітахондрый, прыкладна на 60 мільёнаў пар аснаванняў, і мае больш нізкую частату мутацый, ідэнтыфікацыя яе палімарфізму запавольваецца і, як вынік, зніжаецца дакладнасць ацэнкі частаты мутацый[14].

У большасці старых работ ўзрост Адама ацэньваўся прыкладна ў 100 000 гадоў і менш, што стварала пацешную неадпаведнасць з ацэнкай часу жыцця Евы ў 140 000-200 000 гадоў таму: такім чынам, Ева аказвалася старэй Адама не менш чым на 50 000 гадоў. Наогул кажучы, ўзросты агульных продкаў па розных участках ДНК (мтДНК і Y‑храмасомы) не абавязаны супадаць, паколькі працэс знікнення алеляў у папуляцыі з'яўляецца стахастычным, няма ніякіх агульных заканамернасцяў, якія патрабуюць «сінхроннасці» эвалюцыі розных локусаў. Некаторыя навукоўцы нават вылучалі магчымыя прычыны такой розніцы — з-за практыкі шматжонства жанчыны мелі больш шанцаў перадаць дочкам свае мітахандрыяльныя ДНК, чым мужчыны сынам — Y‑храмасомы: калі ў мужчыны маецца некалькі жонак, ён фактычна адхіляе іншых мужчын ад размнажэння і перадачы храмасомаў у наступныя пакаленні. З іншага боку, шматжонства не перашкаджае жанчынам перадаваць ДНК мітахондрыяў сваім дзецям. Гэтая розніца можа прывесці да памяншэння прамых мужчынскіх ліній па адносінах да жаночых[15][16].

Аднак у апошні час намецілася ўстойлівая тэндэнцыя да «пастарэння» Адама ў навуковай літаратуры: ацэнкі яго ўзросту як па мікрасатэлітных, так і па SNP-дадзеных дасягнулі ніжняй ацэнкі ўзросту мітахандрыяльнай Евы. Так, Фульвія Кручыяні праведзены рэвізія і дыссекцыя Y‑храмасомнай гаплагрупы A, якая прывяла да змены тапалогіі прыкаранёвай часткі глабальнага дрэва Y‑храмасомы чалавека і была атрымана МП-ацэнка ўзросту Адама ў 142 000 гадоў[17][18]. Зрэшты, нядаўнія даследаванні выявілі новую гаплагрупу A00, што значна аддаліла час Y‑храмасомнага Адама — ад 237 000 да 581 000 гадоў назад (з верагоднасцю 95 %)[19].

Тым не менш, у жніўні 2013 года з'явіліся новыя звесткі аб тым, што Адам жыў 120-156 тысяч гадоў назад (з максімальнай верагоднасцю — 138 тысяч гадоў таму)[20].

Зноскі

  1. A. C. Wilson, R. L. Cann, S. M. Carr, M. George Jr., U. B. Gyllensten, K. Helm- Bychowski, R. G. Higuchi, S. R. Palumbi, E. M. Prager, R. D. Sage, and M. Stoneking (1985) «Mitochondrial DNA and two perspectives on evolutionary genetics». Biological Journal of the Linnean Society 26:375-400
  2. Bryan Sykes The Seven Daughters of Eve: The Science That Reveals Our Genetic Ancestry, W.W. Norton, 2001, hardcover, 306 pages, ISBN 0-393-02018-5
  3. 3,0 3,1 Dawkins, Richard (2004). The Ancestor's Tale, A Pilgrimage to the Dawn of Life. Boston: Houghton Mifflin Company. ISBN 0-618-00583-8. 
  4. Cann, R.L.; Stoneking, M., and Wilson, A.C. (1987). "Mitochondrial DNA and human evolution". Nature 325: 31–36. doi:10.1038/325031a0. 
  5. 5,0 5,1 Soares P, Ermini L, Thomson N, Mormina M, Rito T, Rohl A, Salas A, Oppenheimer S, Macaulay V, Richards MB.Correcting for purifying selection: an improved human mitochondrial molecular clock., Am J Hum Genet 84(6):740-759. 2009
  6. Наиболее близкие общие предки современных людей жили в одну эпоху — Газета. Ru | Наука
  7. Паколькі адначасовая мутацыя ў некалькіх індывідаў практычна немагчымая.
  8. See the chapter All Africa and her progenies in Dawkins, Richard (1995). River Out of Eden. New York: Basic Books. ISBN 0-465-06990-8. 
  9. mtDNA Variation in the South African Kung and Khwe
  10. Out of Africa Again and Again by Templeton in Nature
  11. Human mtDNA
  12. rCRS
  13. Eva-Liis Loogvali, Toomas Kivisild, Tonu Margus, Richard Villems Explaining the Imperfection of the Molecular Clock of Hominid Mitochondria., PLoS ONE 4(12): e8260, 2009
  14. Thomson et al, J. (2000). "Recent common ancestry of human Y chromosomes: Evidence from DNA sequence data". PNAS 97 (13): 6927–9. doi:10.1073/pnas.97.13.6927. PMID 10860948. PMC: 34361. http://www.pnas.org/content/97/13/7360.full. 
  15. Stone et al. (2007). "Fundamentals of Human Evolution". Genes, Culture and Human Evolution. ISBN 1-4051-3166-7. 
  16. Cavalli-Sforza, Luigi Luca (2007). "Human evolution and its relevance for Genetic Epidemiology". Annual review of genomics and human genetics 8: 1–15. doi:10.1146/annurev.genom.8.080706.092403. PMID 17408354. http://www.psych.umn.edu/courses/spring10/mcguem/psy8937/readings/cavalli2007.pdf. 
  17. Fulvio Cruciani, Beniamino Trombetta, Andrea Massaia, Giovanni Destro-Biso, Daniele Sellitto y Rosaria Scozzari 2011, A Revised Root for the human Y-chromosomal Phylogenetic Tree: The Origin of Patrilineal Diversity in Africa
  18. Cruciani, Fulvio; Trombetta, Beniamino; Massaia, Andrea; Destro-Bisol, Giovanni; Sellitto, Daniele; Scozzari, Rosaria (2011). "A revised root for the human Y chromosomal phylogenetic tree: The origin of patrilineal diversity in Africa". The american journal of human genetics 88 (6): 814. doi:10.1016/j.ajhg.2011.05.002. 
  19. Mendez, Fernando; Krahn, Thomas; Schrack, Bonnie; Krahn, Astrid-Maria; Veeramah, Krishna; Woerner, August; Fomine, Forka Leypey Mathew; Bradman, Neil; et al. (7 March 2013). "An African American paternal lineage adds an extremely ancient root to the human Y chromosome phylogenetic tree". American Journal of Human Genetics 92 (3): 454. doi:10.1016/j.ajhg.2013.02.002. http://haplogroup-a.com/Ancient-Root-AJHG2013.pdf.  (primary source)
  20. Наиболее близкие общие предки современных людей жили в одну эпоху — Газета. Ru | Наука

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]