Naukowcy myślą, że znaleźli pierwszą ojczyznę mitochondrialnej Ewy

Dwieście tysięcy lat temu najwcześniejsi wspólni przodkowie każdego żyjącego człowieka na Ziemi odpoczywali w zielonej oazie na środku afrykańskiej pustyni Kalahari.

Tutaj, w mozaice wymarłych już jezior, lasów i łąk znanych jako paleowetland Makgadikgadi, nasze największe babcie i dziadkowie polowali, gromadzili i wychowywali rodziny przez dziesiątki tysięcy lat. Ostatecznie, wraz ze zmianą klimatu na Ziemi, zmiany opadów deszczu otworzyły nowe, żyzne ścieżki przez pustynię. Po raz pierwszy nasi dalecy krewni mieli okazję zbadać nieznane, pozostawiając za sobą to, co zespół naukowców nazywa obecnie „ojczyzną przodków wszystkich żyjących dziś ludzi”.

Tak czy owak, taka historia została opowiedziana w nowym artykule opublikowanym dzisiaj (18 października) w czasopiśmie Nature.

Badając genomy ponad 1200 rdzennych Afrykanów żyjących obecnie w południowej części kontynentu, zespół zebrał historię jednej z najstarszych linii DNA na Ziemi: zbiór genów o nazwie L0, który jest przekazywany matce przez mitochondria iw niektórych populacjach przetrwał w niezwykle niezmienionym stanie przez setki tysięcy lat. Śledząc, gdzie i kiedy linia L0 po raz pierwszy podzieliła się na nieco inne podliniany, które wciąż są widoczne w niektórych rdzennych populacjach afrykańskich, naukowcy są przekonani, że dokładnie określili, gdzie żyli i prosperowali pierwsi nosiciele L0 przez tysiące lat..

„Od dawna wiemy, że ludzie pochodzą z Afryki i około 200 000 lat temu” - powiedziała na konferencji prasowej autorka badań Vanessa Hayes, genetyk z Garvan Institute of Medical Research i University of Sydney w Australii. - Ale to, czego nie wiedzieliśmy, aż do tego badania, to gdzie, dokładnie ta ojczyzna była.

To „dokładnie” budzi sceptycyzm u innych badaczy. Chris Stringer, ekspert ds. Pochodzenia człowieka z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie, powiedział, że jest „ostrożny”, jeśli chodzi o wykorzystywanie nowoczesnych dystrybucji genów, aby wywnioskować, gdzie starożytne populacje żyły 150 000 lat temu - szczególnie na kontynencie tak dużym jak Afryka. (Podobne badania pozwoliły prześledzić najwcześniejsze populacje ludzkie w różnych częściach Afryki wschodniej, zachodniej i południowej).

Co więcej, dodał, ponieważ niniejsze badanie opiera się tylko na jednej sekwencji kodu genetycznego odziedziczonego po matce, jego odkrycia mogą nie oddać pełnego obrazu najwcześniejszych podróży ludzkości po Afryce. Raczej najlepsze dostępne dowody sugerują, że wiele genetycznie różnych populacji założycieli mogło żyć w różnych częściach kontynentu, dając współczesnym ludziom nie jedną, ale kilka ojczyzn..

„Podobnie jak wiele badań, które koncentrują się na jednym małym fragmencie genomu, jednym regionie, jednym przemyśle narzędzi kamiennych lub jednej„ krytycznej ”skamielinie, nie jest w stanie uchwycić całej złożoności pochodzenia naszej mozaiki” - powiedział Stringer.

Polowanie na genetyczną Ewę

Linia L0 to sekwencja DNA kodowana wyłącznie w mitochondriach, małej strukturze w twoich komórkach, która zamienia żywność w energię komórkową.

DNA mitochondrialne stanowi zaledwie ułamek genomu, a większość DNA jest zamknięta w jądrach komórkowych. Jednak podczas gdy DNA jądrowe jest dziedziczone od obojga rodziców i rekombinuje z każdym pokoleniem, DNA mitochondrialne jest dziedziczone wyłącznie od matki i może pozostać niezmienione przez dziesiątki tysięcy lat. W związku z tym mitochondrialne DNA (znane również jako „mitogenom”) jest kluczowym narzędziem do śledzenia historii genetycznej.

L0 jest szczególnie ważne w tym względzie, ponieważ uważa się, że wszyscy żyjący ludzie pochodzą ze swojej linii matczynej od kobiety, która jako pierwsza nosiła sekwencję, hipotetycznej kobiety zwanej „mitochondrialną Ewą”. Dziś linia L0 występuje najczęściej u ludu Khoisan, dwóch rdzennych grup mieszkających w południowej Afryce. Wiele innych grup rdzennych Afrykanów ma DNA mitochondrialne, które pochodzi z tej linii, ale z subtelnymi zmianami. Porównując te różnice między grupami, genetycy mogą ułożyć ogólną linię czasu, w której te starożytne linie genetyczne się rozeszły.

W ramach nowych badań naukowcy przeprowadzili sekwencjonowanie około 200 mitogenomów L0 u rdzennych mieszkańców Afryki Południowej. W porównaniu z bazą danych zawierającą ponad 1000 istniejących sekwencji L0, zestaw danych stworzył jedną z najbardziej wszechstronnych migawek, jakie kiedykolwiek wykonano, w jaki sposób starożytna linia i jej najbliższe odgałęzienia są dziś rozproszone po południowej Afryce. Te dane dotyczące dystrybucji pozwoliły zespołowi oszacować, gdzie i kiedy potomkowie mitochondrialnej Ewy po raz pierwszy podzielili się na oddzielne, odrębne genetycznie grupy.

„Korzystając z tego, możemy wskazać, co naszym zdaniem jest naszą ludzką ojczyzną” - powiedział Hayes.

Tą ojczyzną, sugerują naukowcy, jest Makgadikgadi, rozległy teren podmokły o powierzchni około 46 000 mil kwadratowych (120 000 kilometrów kwadratowych), czyli mniej więcej dwa razy większy od Jeziora Wiktorii, największego dzisiejszego jeziora w Afryce. Zespół odkrył, że mitochondrialna Ewa i jej potomkowie żyli w tym regionie przez około 30 000 lat (od 200 000 do 170 000 lat temu), zanim linia L0 podzieliła się na pierwszą podgrupę..

„To mówi nam, że ci pierwsi ludzie musieli pozostać w regionie ojczyzny i nie opuszczać go” w tym czasie, powiedział Hayes.

Zielona ścieżka

Dlaczego więc nasi starożytni przodkowie w końcu opuścili swoją ojczyznę, zmieniając przy tym swoje genetyczne przeznaczenie? Zdaniem autorów badania mogło to być kwestia zmian klimatycznych.

Korzystając z modeli klimatycznych i próbek rdzeni osadów z tego obszaru, zespół odkrył, że od około 130 000 do 110 000 lat temu zmieniające się wzorce opadów otworzyły kilka „zielonych korytarzy” nadających się do zamieszkania terenów na pustyni wokół Makgadikgadi. Naukowcy napisali, że korytarze na północny zachód i południowy wschód od terenów podmokłych mogły przyciągać migrantów w tych kierunkach, prowadząc ich w kierunku obszarów, na których nadal żyją różne grupy autochtoniczne. Ruch ten mógłby odpowiednio wyjaśnić rozmieszczenie podgrup L0 w południowej Afryce.

Nie wyjaśnia to jednak drugiej połowy naszej linii genetycznej (połowa męska). Według Stringera nie ma zbyt wielu dowodów na to, że nasi najwcześniejsi przodkowie płci męskiej szli ścieżką podobną do opisanej tutaj.

„Patrząc na odziedziczony po męsku chromosom Y, najbardziej rozbieżne linie rodowe obecnie znane zachowanych ludzi znajdują się w Afryce Zachodniej, a nie w Afryce Południowej, co sugeruje, że nasi przodkowie z chromosomem Y mogli pochodzić stamtąd” - powiedział Stringer.

Autorzy badania przyznają, że współcześni ludzie mogli mieć wiele „ojczyzn”, w których zakorzeniły się różne linie genetyczne; L0 jest po prostu najlepiej zachowaną linią, ze względu na jej ściśle macierzyńskie pochodzenie. Tak więc, chociaż naukowcy mogą być teraz bliżej wskazania małego Edenu, w którym mitochondrialna Ewa założyła swoją rodzinę, jest jeszcze za wcześnie, aby powiedzieć, że wszyscy znaleźliśmy naszą ojczyznę.

• Na zdjęciach: Nowy krewny wstrząsa naszym drzewem genealogicznym
• Na zdjęciach: Przodek człowieka „Mała stopa” spacerował z Lucy
• Homo Naledi na zdjęciach: obrazy krewnego człowieka o małym mózgu

Pierwotnie opublikowano w dniu .