Адам та Єва з погляду генетика
Костянтин Северинов, спеціаліст у галузі молекулярної біології, пояснює, як лінгвісти допомогли біологам дізнатися, звідки походить людство, хто така мітохондріальна Єва і чи зустрічалася вона з Адамом.
Генетичне ім'я
Для того щоб аналізувати, звідки походять люди, можна використовувати, як не дивно, не генеалогічні, а лінгвістичні підходи — процедура пошуку кореня людей, що нині живуть, і взагалі життя на Землі дуже схожа на процедуру визначення кореня якихось сучасних мов, що належать до однієї групи. .
Кожна окрема людина, яка живе зараз або жила раніше, з погляду генетики може розглядатися як дуже довгий текст. Цей текст – наш з вами геном.
Це генетичне послання складається з простої мови – мови дезоксирибонуклеїнової кислоти, алфавіт якої містить лише чотири літери: A, G, C та T.
За допомогою цих літер складено текст довжиною приблизно три мільярди літер, збудованих у певному порядку.
У цьому тексті генетичною мовою написано, що це, наприклад, Костя Северинов чи ще хтось.
Три мільярди літер — це дуже багато, стільки літер містилося б у книзі в тисячу разів більшої, ніж «Війна та мир».
Очевидно, що всі ми не тільки більш менш схожі, але й різні. Різниця ця пов'язана з тим, що серед трьох мільярдів букв, що становлять геном кожної конкретної людини, є кілька відмінностей.
Кількість таких «друкарських помилок» між будь-якими двома людськими індивідуумами приблизно становить 0,1 % від загальної кількості букв.
Тобто між двома конкретними індивідуумами різниця буде приблизно у трьох мільйонах положень.
Африканське походження людини
Якщо ми візьмемо генетичнийтекст, в якому написано, що це, наприклад, шимпанзе, то там теж буде близько трьох мільярдів літер, але кількість відмінностей між середньою шимпанзе та середньою людиною буде не 0,1%, як між людьми, а 1%.
Проте загалом текст все одно дуже схожий. Генетичний текст інших ссавців відрізнятиметься більше, але все одно буде дуже схожим на наш.
Зараз щодня визначаються геноми різних організмів та порівнюються один з одним.
Підхід ідентичний тому, як лінгвісти шукають коріння, скажімо, слов'янських мов. Вони порівнюють мови та виділяють найбільш схожі.
Так, українська більше схожа на українську, ніж кожна з них окремо схожа на чеську.
Таким чином вишиковуються родові дерева, на яких у вигляді гілок показані мови, що виходять із загального кореня, і чим ближче одна до одної гілки, тим ближче мови, які позначені цими гілками.
Генетики теж будують такі дерева, і цікаво виявляється, що генетичне дерево життя має один корінь.
Порівнювати генетичні тексти людей зручніше, якщо використовувати невеликі ділянки ДНК завдовжки кілька тисяч літер, які знаходяться у спеціальних органелах наших клітин, званих мітохондріями.
Мітохондрії та ДНК, що знаходяться в них, передаються лише по материнській лінії. Тобто ми отримуємо свої мітохондрії від матері, наші матері отримують їх від своїх матерів і таке інше.
Якщо ми почнемо порівнювати ці тексти, з'ясується, що найбільша різноманітність мітохондріальних ДНК, найбільша кількість «друкарських помилок» у цих схожих текстах концентрується в Африці, десь там, де сучасна Ефіопія.
Тобто там люди найрізноманітніші. А в Америках, Європі, Азії, Австралії та Океанії вони більше схожі один на одного частосильніше, ніж мешканці сусідніх африканських сіл.
Найпростіше пояснення цьому несподіваному факту у тому, що древні люди вихідно жили і еволюціонували (тобто ставали різноманітнішими і набували мутації-друкарки у своїй ДНК) у Африці, та був деякі невеликі групи цих людей, становили лише малу частину загального розмаїття, вийшли (а може, були вигнані) з вихідного місця проживання і зрештою поширилися планетою, заселивши спочатку Європу, потім Азію і Океанію, а потім і Америки.
Більше ретельний аналіз показує, що таких результатів з Африки було кілька. Поступово нащадки цих вихідців змінювалися і накопичували додаткові мутації-друкарські помилки.
Але все одно вони всі як група представляли лише невелике підмножина всього того генетичного розмаїття, всіх тих друкарських помилок, які вийшли з вихідного місця.
З іншого боку, ті друкарські помилки, які купували переселенці, у самій Африці були відсутні — адже ймовірність незалежного отримання однієї й тієї ж друкарської помилки дуже мала.
Якою була Єва
Те, що ми всі родом з Африки, не підлягає жодному сумніву, а ось точна відповідь на питання, коли відбувся цей результат чи результати, не зовсім зрозуміла.
Але в будь-якому разі переселення почалося не раніше, ніж сто п'ятдесят тисяч років тому.
Ця оцінка отримана за допомогою концепції мітохондріальної Єви, яка сама по собі не має відношення до того факту, що ми всі з Африки, але стверджує, що всі мітохондрії і мітохондріальні ДНК людей, що нині живуть, зводяться до однієї-єдиної жінки, яка жила в Африці близько ста п'ятдесят тисяч років тому.
Як уже сказано, мітохондрії успадковуються по материнській лінії, тобто мітохондрію і хлопчикам, і дівчаткам дає лише мама.
Зробимо невеликий уявний досвід: подивимося на всі безліч людей, які живуть зараз на планеті, — у кожного чоловіка і кожної жінки, безумовно, була мама, і нескладно зрозуміти, що кількість мам, які народили всіх людей, менша, ніж кількість людей , які зараз живуть.
Переходячи так від кожного покоління до попереднього, ми поступово скорочуватимемо кількість матерів, необхідних для того, щоб зробити на світ наступне покоління, і, рухаючись таким конусом, ми дуже швидко прийдемо до того, що повинна була існувати одна і тільки одна жінка, — це і є так звана мітохондріальна Єва, мітохондрія якої послужила джерелом всіх людей, що нині живуть, і жила вона сто п'ятдесят тисяч років тому.
Звичайно, ми не знаємо, яка вона була, ця Єва, але знаємо, яка у неї була мітохондріальна ДНК, яка була послідовність її ДНК, так само як знаємо про праіндоєвропейську мову не тому, що нею хтось говорить зараз, а тому , що його можна відновити із сучасних мов, що з нього походять.
Важливо розуміти, що Єва не була єдиною жінкою свого часу і взагалі нічим не виділялася серед своїх сучасникок.
Вона не була ні красивішою, ні сексуальнішою, продуктивнішою чи розумнішою, ніж інші жінки її часу.
Все, що ми знаємо, - що у неї було як мінімум дві дочки, і в однієї з дочок сталася помилка, помилка в мітохондріальній ДНК, так що вона стала відмінною від мітохондріальної ДНК сестри, і кожна з сестер залишила нащадків жіночої статі, які, у свою чергу мали дочок.
Зустріч Адама та Єви
Природно виникає питання про чоловіка, якого можна звести все людство. Його називають відповідно Адамом.
Зним виникає така сама ситуація: зі шкільного курсу біології знаємо, що Y-хромосому хлопчик може лише від тата. І так само, як ми виводимо Єву, можна вивести Адама.
Це якийсь чоловік, який по прямій батьківській лінії є джерелом всіх Y-хромосом у всіх чоловіків, що нині живуть.
Але якщо порахувати, коли ця людина жила, то виходить близько п'ятдесяти тисяч років тому. Тобто Єва давніша, ніж Адам.
Пояснюється це тим, що чоловік може мати більше дітей ніж жінка, що дозволяє Y-хромосомі поширюватися швидше, ніж поширюється мітохондріальна ДНК.
Адам теж нічим особливим не був славний, просто він є джерелом Y-хромосом всіх чоловіків, які зараз живуть.
Одноклітинний предок
Взагалі, Адамов і Єв, тобто засновників, можна знайти для будь-якого приблизно з тридцяти тисяч генів, які є у кожного з нас.
Лише крихітна частина цих генів знаходиться на Y-хромосомі та в мітохондрії. Засновники – може, правильніше їх назвати загальними предками – різних наших генів знаходяться на різних глибинах у часі.
Загальний предок наших генів, відповідальний за деякі групи крові, жив до того, як наші предки розійшлися з мавпами, тобто відповідний Адам, назвемо його Адамом резус-фактора, набагато старшого за Y-хромосомний Адам, і мітохондріальну Єву.
А є гени, загальний предок яких є предком усіх форм життя Землі.
Ця одноклітинна істота жила близько трьох з половиною мільярдів років тому, а звуть її LUCA (від англ. Last Universal Common Ancestor — останній універсальний спільний предок).
Тобто всі живі істоти на планеті мають спільне коріння, а ми — родичі всього живого.