Nie, mitochondriálna „Eva“ nie je prvou ženou druhu

Vedci nedávno vydali vlny s oznámením, že našli matku všetkých veľryb spermy: to je žena, od ktorej pochádzajú všetky moderné veľryby spermie. Veľryby spermií majú „predvečer“, “rozbehli sa novinové titulky a využili biblickú predstavu„ prvej ženy “. Myšlienka mitochondriálnej„ Evy “nie je nová; Vedci to často používajú na označenie prvého ženského genetického predka druhu. Problém je, že väčšina ľudí nechápe presne, čo tento výraz znamená, myslia si, že to znamená prvú ženu v druhu.

Súvisiaci obsah

• Každá živá veľryba spermie dnes živá môže pochádzať od tej istej ženy

V skutočnosti sperma veľryby „Eva“ vznikla oveľa neskôr ako prvá veľryba spermy. Pri skúmaní 1600 veľryb spermy z celého sveta vedci predpokladali, že tento veľkolepý matriarcha vznikol niekedy pred 10 000 až 80 000 rokmi. Fosílne záznamy o veľrybách spermie ich medzitým dávajú späť milióny rokov.

"Nehovoríme, že v tom čase plávala okolo oceánu iba jedna žena a zrazu z nej vznikli všetky tieto veľryby spermie, " povedala Alana Alexander, postdoktorandka na Inštitúte biodiverzity na univerzite v Kansase a vedúca autorka štúdie, hovorí Smithsonian.com. Namiesto toho bola táto takzvaná Eva „jednou z mnohých žien, ale náhodou bola jedinou, ktorá odovzdávala mitochondriálnu DNA nepretržite ženám na ženy.“

Pre tých, ktorí sú v diskusii noví: „mitochondriálna Eva“ sa vzťahuje na mitochondriálnu DNA, jedinečný genetický kód, ktorý sa odovzdáva zo ženy na ženu. Mitochondriálna DNA, ktorá je zodpovedná za energetický metabolizmus, je oddelená od zvyšku našej DNA, pričom sama sedí vo vlastnom obale. Vedci sa domnievajú, že v určitom okamihu nášho vývoja, jednobunkový organizmus, ktorý je našim najstarším predchodcom, pohltil ďalšie baktérie a nakoniec si dva pomaly vyvinuli symbiotický vzťah, ktorý pokračuje dodnes. Táto baktéria sa stala prvou mitochondriou.

Ak sa chcete vrátiť až k skutočnej biologickej predvečeri, museli by ste vyhľadať predka našej mitochondrie, hovorí Roger Bull, vedecký pracovník v laboratóriu molekulárnej biodiverzity v Kanadskom múzeu prírody. "Keby niekedy existoval organizmus, ktorý by sa mal považovať za mitochondriálnu predvečer, je to tá nenáročná malá samostatná bunka, ktorá pohltila jedinú bunku s menšou hmotnosťou, aby vytvorila celkom neprekonateľný biologický tím: predok dinosaurov, stromov, motýľov, (dokonca) Donald Trump." “Hovorí Bull v e-maile.

Takmer vo všetkých mnohobunkových organizmoch sa mitochondriálna DNA vedie z generácie na generáciu. Táto skutočnosť je veľmi užitočná pre vedcov, ktorí môžu pomocou týchto biomarkerov DNA vystopovať históriu matrilineálnych druhov. Je to tiež pre vás v pohode, ak ste dáma: Znamená to, že mitochondrie v každej bunke v tele možno vystopovať po vašej starej mamičke, ktorá je skvelá. Bohužiaľ, zatiaľ čo matky tiež odovzdávajú svoje mitochondriálne DNA samcom, títo synovia nemôžu odovzdať túto DNA svojim vlastným deťom.

V osemdesiatych rokoch, keď sa koncepcia mitochondriálnej Evy začala šíriť v populárnych médiách, medzi výskumníkmi okamžite spôsobila istý ťah. „Použitie tohto termínu bolo nesprávnym výkladom, keďže výskum bol o najnovšom spoločnom predchodcovi mitochondrií všetkých žijúcich ľudí ... nie o prvej ľudskej žene vôbec, “ hovorí Bull.

V skutočnosti nie je mitochondriálna Eva prvou samicou druhu, ale iba historicky poslednou samicou, od ktorej všetky živé zvieratá určitého druhu môžu sledovať svoj pôvod. Myslite na ňu ako na vrchol genealogickej pyramídy, v ktorej sa stretávajú všetci predkovia druhu. Aj keď od nej pochádzajú všetci nižšie, neznamená to, že nad ňou nie je iná žena alebo ktorá žila v rovnakom čase ako ona. Možno niektorí z jej súčasníkov nemali žiadne prežívajúce deti. Alebo mali iba synov, ktorí by ich mitochondriálnu DNA nepreniesli.

"V každej generácii budú niektorí jedinci, ktorí nezanechajú potomstvo, " hovorí Smith Kianel, profesor štatistickej genetiky a molekulárnej evolúcie na Rice University. "Ich gény budú odstránené." Dodal, že počet jednotlivcov, ktorí odovzdávajú svoje gény ďalším generáciám, sa neustále zmenšuje, čo znamená, že mitochondriálna Eva nie je v priebehu času fixným jedincom, ale mohla by sa stať čoraz aktuálnejšou, keď línie vymiznú.

„Ak siahnete dosť hlboko do minulosti, vždy nájdete spoločného predka všetkých, “ hovorí Kimmel, ktorý v roku 2010 uverejnil štúdiu, v ktorej sa mitochondriálna predvečer ľudí vracia späť na približne 100 000 až 250 000 rokov (štúdia z roku 2013 odhaduje, že vek ako trochu novší).

Ako geneticky prevzala túto zvlášť úspešnú matku veľryb? Veľryby spermií sú zvyčajne sedavejšie a zvyknú sa držať menších častí oceánu ako samce, hovorí Alexander. To by mohlo znamenať, že táto Eva bola akousi putovným vagabondom, ktorý išiel z oceánu do oceánu a opustil svoje potomstvo - v podstate Genghis Khan matiek veľryb spermatických.

Alebo jej genetické prevzatie mohlo byť len výsledkom pomalého rozširovania jej potomstva po mnoho generácií. "Vieme, že musela byť úspešná pri odchode zo potomstva, " hovorí Alexander. "Mám podozrenie, že ak by Eva bola podobná svojim potomkom v ekológii, potom by sa túlala po všetkých oceánoch, ale pretože ona aj jej dcéry boli úspešné, nakoniec sa rozšírili z toho oceánu, v ktorom boli pôvodne založené." "

Veľryby spermie a ľudia nie sú jediné organizmy, pre ktoré vedci našli mitochondriálnu predvečer. Inger Winkelmann, vedkyňa evolučnej genetiky v Prírodovednom múzeu histórie v Dánsku, a jej spoluautori odhadli aj hrubý dátum veku notoricky známej nemoci spermií: obrie chobotnice. Winkelmann hovorí, že je ťažšie umiestniť vek na chobotnicu, pretože ich vykostené mäkké tkanivo nie je dobre fosílizované, ale ona a jej spoluautori použili mieru mutácie slimákov - relatívne blízkeho druhu - na to, aby dátum mitochondriálnej chobotnice predvečerali okolo Pred 35 000 rokmi.

Vedci sa často dotýkajú mitochondriálnej DNA, pretože ich je veľa v bunkách, dobre prežije v starých vzorkách tkanív a vydrží ako boľavý palec. Teoreticky však bola akákoľvek časť DNA vystopovaná späť. Napríklad u cicavcov sa Y-chromozóm nachádza iba u mužov a jeho časti sa dajú vysledovať aj k jedinému predkovi. To znamená, že v druhu evolučného jazyka, o ktorom hovoríme, existuje mužský ekvivalent: „Y-chromozomálny Adam.“

To, čo by bolo fascinujúce, hovorí Alexander, by bolo, keby ste sa ocitli v situácii, keď by ste mohli vystopovať tohto Y-chromozómu Adama do podobného obdobia ako mitochondriálna Eva, pretože by to naznačovalo nejaké rýchle alebo náhle rozšírenie populácie - druh, ktorý prichádza, keď druh sa sťahuje na nové územie. V prípade kalamárov a veľrýb spermy by to mohlo tiež poukazovať na dôvod rozšírenia populácie medzi potomkami mitochondriálnej Evy. Mohlo by dôjsť k určitému druhu paralelných prekážok, ako je veľká zmena životného prostredia, ktorá viedla k podobnému modelu nízkej mitochondriálnej diverzity.

Ale Alexander opatrne poukazuje na možné spojenie. "Je to veľmi sexy príbeh, ale tiež sa cítim zaviazaný zdôrazniť, že obrovská chobotnica je iba jedným z mnohých druhov, ktoré jedia spermie, " hovorí. To je príliš zlé; to by bola veľryba príbehu.,