ДНК-генеалогия

Людмила, конечно пробовали. Вопрос совсем не идиотский. Рассказ увы получится длинный. Дело в том что скорость мутаций в различных участках генома разная (была бы всюду одинаковая - давно бы ее вычислили раз и навсегда). Поэтому для "калибровки" пользуются данными со стороны - например палеоантропологическими. Сама по себе днк ничего не может рассказать об абсолютной скорости с которой она меняется. Если надо оценить "молекулярные" расстояния больших порядков, например между видами приматов то и скорость выбирают оглядываясь на то что думают палеонтологи по поводу "временных" расстояний между видами. А вот сроки более близкие к нашему времени лучше измерять сообразно археологическим находкам. Это новый подход, так поступили авторы одной интересной статьи 2000г по эскимосам. Скорость мутаций для мтДНК которую они получили "зажав" молекулярный промежуток между двумя событиями датированными радиоуглеродом совпала с известной нам по расхождению видов приматов, что очень радует.

Морфологи говорят что дата расхождения двух ветвей гоминид  - Шимпанзе и Хомо - примерно 6 млн лет, с Гориллой чуть больше - порядка 8 млн. Это цифры достаточно условные, вычисленные с большим значением стандартной ошибки но наверно недалекие от истины. Как они помогают узнать скорость мутаций у человека? Берется некий участок днк с условием чтобы он не рекомбинировал (т.е. его разнообразие должно быть связано только с мутациями а не с рекомбинацией родительских участков при половом делении) и был достаточно разнообразен (иначе наши вычисления будут статистически недостоверны за малостью различий) Это может быть какой угодно локус - и Y годится и мтднк и аутосомные участки лишь бы они были так малы чтобы не рекомбинировали. Сама природа этого локуса, то за что он отвечает или вообще ни за что не отвечает - нам она безразлична, важны только молекулярные особенности мутации как случайного процесса - ну представьте себе книжку у которой от старости желтеют страницы, буквы сложно различать и зависит это от качества бумаги, от того где хранят ее но никак не от того "Война и мир" это или еще что. Далее, на этом участке выбираются только мутации одного вида наиболее частые скорость которых должна быть постоянна у приматов. Далее, смотрим что на этом участке у человека и что у шимпанзе - и считаем среднее число различий. Делим на 6 млн лет (или иную цифру предоставленную морфологами) - и получаем нужную скорость со всеми оговорками что она действительна только на данном участке только для мутаций определенного вида итд. Этого достаточно: зная величину скорости можно применять ее и к датировке расхождений внутри нашего вида, например исхода из Африки или заселения Америки.

Другой способ о котором я говорил - это археология: если нам точно известно что территориально популяция обособилась скажем 10 тыс лет назад и не испытывала с тех пор никакого постороннего влияния то например можно предположить что наблюдаемое в популяции разнообразие данного локуса возникло из нескольких предковых форм и по разнообразию каждой клады можно косвенно установить скорость мутаций. Впервые этот метод для мтднк предложили 5 лет назад и результаты неплохо совпали с обезьянней датировкой. Поэтому можно сказать и так: сейчас уже молекулярные вычисления независимы от того что делают палеоантропологи. Если бы не второй метод, археологический, то утверждение "по днк время расхождения человека и обезьяны - столько-то лет" - тавтология: ведь раньше скорость мутаций считали исходя из этого самого "времени расхождения".

Все что я говорил касалось только одного локуса, с очень хорошо известной историей - мтднк. Но есть очень неплохие работы по расхождению аутосомных генов гоминид, например групп крови abo. Они тоже указывают на что-то в промежутке 6-5 млн лет назад.

Итак, мораль: чтобы посчитать число поколений, совсем не обязательно лезть в днк. Возьмите хорошо и давно известную цифру 5 млн лет и делите на длину поколения. Чаще всего брали 25 лет но сейчас палеодемографы говорят что это скорее 28 лет, причем длины мужского и женского поколений разные. Много поколений получится, много. о медведях и улитках я и заикаться не буду.

То есть, я правильно поняла (извините, если не переспрашивать, совершенно не факт, что я приду к правильному выводу), что восемь миллионов лет назад от "общего предка" образовались "предки людей и шимпанзе" и "предки горилл", а шесть миллионов лет назад от "предков людей и шимпанзе" образовались отдельные "предки людей" и "предки шимпанзе"? А неандерталец тут где? Он и есть тот самый "общий предок" людей, горилл и шимпанзе, или он вовсе тупиковая ветвь? А отдельные "предки людей" это кроманьолец? А если это так, то "мито-Ева" и "Y-Адам" были у кого-то вроде улитки?

>восемь миллионов лет назад от "общего предка" образовались "предки людей и шимпанзе" и "предки горилл", а шесть миллионов лет назад от "предков людей и шимпанзе"

образовались отдельные "предки людей" и "предки шимпанзе"?

Да, абсолютно верно.

>А неандерталец тут где? Он и есть тот самый "общий предок" людей, горилл и шимпанзе,

или он вовсе тупиковая ветвь?

неандерталец сидит почти рядом с человеком, по мтднк мы с ним расходимся примерно на

полмиллиона лет.

Единственное что можно еще раз уточнить - это природа этого "общего предка", может быть это даже будет ответом на ваш последний вопрос. Когда мы говорим об общем предке
по генеалогическим записям то имеется в виду ЛЮБОЙ ОБЩИЙ ПРЕДОК, или даже ПОСЛЕДНИЙ общий предок. В генетике это понимается точно так же различие лишь в том что вместо архивных записей смотрят днк. Но здесь все сильно зависит от локуса по которому этого предка ищут. Скажем, все человеческие группы крови, т.е. аллели локуса abo, происходят от общего предка который жил где-то 5 млн лет назад и накопил пецифический набор мутаций отличающий его локус abo от соответствующего локуса обезьян (гомолога) и все мы носим варианты групп крови восходящие к его предковому abo. Серологически мы 0,A и B но все эти современные аллели (а молекулярно их выделяют еще больше чем серологически) - потомки того самого аллеля. Мы не можем знать сколько ДРУГИХ вариантов abo было в то время даже у ЧЕЛОВЕКА (у гоминид-но-уже-не-предков-обезьян) быть может даже этот основатель - у которого возникла последняя мутация разделяемая всеми нами - может даже он имел на гомологичной хромосоме другой, обезьяний вариант, - но ФАКТ: сейчас ВСЕ наши варианты abo - потомки ТОГО варианта и все прочие варианты ДАВНО ИСЧЕЗЛИ (не важно по каким причинам - дрейф, отбор...). Итак, этот человек (мы условно его называем человеком - ему еще и до
австралопитека далеко) - ПОСЛЕДНИЙ ОБЩИЙ ПРЕДОК всех людей по локусу abo.

А если взять мтднк или У хромосому то общие предки окажутся совсем недавними - до 200 тыс лет. Почему такая разница? это связано с особенностями наследования когда локус целиком передается только от отца или только от матери, здесь вероятность потери типа огромна. Все здесь зависит от структуры популяции: чем больше было эпох когда общая численность вида снижалась тем меньше разнообразие (=ближе общий предок) по локусам наследуемым от
одного родителя (мт, У) Но в то же время эти два участка очень ценны: они столь чувствительны что "помнят" события которые трудно сейчас обнаружить каким-либо иным образом. Вот например группы крови abo распределены достаточно сложным образом, на частоты повлиял отбор и множество других факторов. Вы можете встретить близкие типы и в Африке и в Европе и в Азии. Или еще более классический пример - ген дистрофина
(такой белок в составе миокарда) у него множество аллелей и все они распределены по земному шару практически равномерно. А вот африканские и не-африканские варианты мтднк различаются: неафриканские - это только две группы внутри одной из африканской подгрупп. Не-африканские бывают и в Африке но только на севере и в точности там где распространились семито-хамитские языки (которые вероятно принесли европеоиды) И
африканские бывают на Бл Востоке и в Европе но очень редко и в основном там где была известна работорговля. Итак, другой классический пример: мтднк - локус с относительно недавней историей, очень зависимый от размера популяции, дрейфа. Любое сокращение
численности (например при исходе из африки) влечет потерю много большего количества линий мтднк чем вариантов аутосомных (двуродительских) генов.

А У-хромосома склонна к еще большему дрейфу: прибавьте ко всему что сказано про мт еще и особенности нашего патриархального общества, различия в общественном положении
кланов (=Y-аллелей!!!) а значит неравные условия продолжения рода (=Y-аллеля!)

Все эти пространные примеры я привел с одной целью - показать что вопрос об общем предке вида нельзя решить только одной генетикой он сводится к более общему вопросу ВИДООБРАЗОВАНИЯ который беспредельно сложен. Генетика еще не в состоянии его решать так как мы еще не понимаем СМЫСЛА генома. Мы можем легко находить участки кода которые кодируют белки читать с них транскрипты и даже понимать какими свойствами обладают белки с такой последовательностью аминокислот. мы находим некоторые виды "служебных" последовательностей например тех что транслируют код и еще много других видов последовательностей в днк. Но ПОЛНОСТЬЮ понять как эта машинка работает человек наверное сможет очень не скоро (если сможет). Мы с вами разбирали ФИЛОГЕНИЮ, СИСТЕМАТИКУ а это такая область что не требует знания о том ЧТО ДЕЛАЕТ код - ведь вы как специалист по генеалогии тоже не всегда знаете чем занимались предки вычисленные
по тончайшим намекам опискам и недоговоркам старых записей?

Итак каким локусам доверять - древним или молодым если речь о виде? Ни тем ни другим. Это вопрос ПОКА еще не к генетикам а к морфологам, палеоантропологам. они считают что
неандерталец - это такой ЧЕЛОВЕК, Хомо Сапиенс. Мы не знаем о его генофонде ничего кроме мтднк которая кодирует крохотную часть нашего организма. И неандер отличается от нас по мт меньше чем две среднестатистических шимпанзе друг от друга. Но в то же время
по морфологии все шимпанзе (сейчас я не беру карликового шимпа - это другой вид) - могут спариваться и давать полноценное потомство что есть очень важный критерий на
практике. А могли ли люди спариваться с неандером и есть ли в нас его "примесь" - вопрос открытый. Мы не знаем насколько наши с ним геномы совместимы. Так что видите, здесь важна согласованность полная "гомологичность" двух генофондов чтобы считать что мы один вид. А ответа на этот вопрос у нас нет - если бы мы имели хоть одну живую
неандертальскую клетку то можно было б поэкспериментировать в пробирке, какие белки

производит неандер и как они живут с нашими. Например заменить ядро в нашей клетке на

неандерское и посмотреть сколь долго такая клетка протянет.

Так что МОЖЕТ БЫТЬ мы даже с неандером НЕ один вид пусть даже имеем общего предка

всего-навсего пол миллиона лет назад - когда у самого человека есть локусы 5-6
миллионной давности!

>А отдельные "предки людей" это кроманьолец?

Нет. кроманьонский тип известен только в западной евразии. Можно считать что это одна
из предковых линий европеоидов и даже не единственная. Никаких кроманьонцев в Вост Азии не найдено.

>А если это так, то "мито-Ева" и "Y-Адам" были у кого-то вроде улитки?

о да! и с такими же трудностями и загадками в филогении. Только вот Y-хромосома бывает

только у млекопитающих - у прочих хордовых пол не наследуется генетически а определяется во время внутриутробного развития. Специфическая мутация SRY возникла у какого-то предка млекопитающих и привела к разделению половых хромосом. это наш Y-Адам - общий с волком и котом )

(Сообщение отредактировал ret 4 июля 2005 1:19)

Опять уточнение. То есть, я правильно поняла, что генетики пока не могут, сравнивая гены всех существующих сейчас зверей и людей, построить генеалогическое древо жизни на земле, не сверяясь с уже существующими теориями о происхождении видов? А возможно это будет только тогда, когда будет понятно, какая часть гена что значит?

Теперь то, что я поняла, скорее всего, неправильно. То есть при анализе с целью поиска общего предка зверя А и зверя Б для начала предполагается, что этот общий предок Г был, причем какой у него был ген заранее неизвестно, а потом производится подсчет числа изменений которые нужно было проделать с А и Б, чтобы они превратились в одинаковое Г. При этом предполагается, что скоростьь мутаций у А и Б была одинаковая. Так? То есть у меня это получается вообще чисто умозрительное построение, полностью основанное на предположениях, так что при этом у разных исследователей может получиться разное число поколений до общего предка.
Что именно я не так поняла?

>А возможно это будет только тогда, когда будет понятно, какая часть гена что значит

возможно.