Genetycy są zaskoczeni składem płci przodków Europejczyków i Azjatów. Albo z Afryki przybyło znacznie więcej mężczyzn niż kobiet, albo kolonialiści praktykowali matriarchat i poliandrię, albo mężczyźni żyli znacznie dłużej niż ich dziewczyny. Autorzy, którzy otrzymali niezwykły wynik, nie do końca wierzą w jedno wyjaśnienie
Obecnie naukowcy nie wątpią już, że rasa ludzka pojawiła się w Afryce. Stąd Homo sapiens osiedlał się na całym świecie, okupując kontynent po kontynencie, a czasem spotykając się ze swoimi dalekimi braćmi, którzy opuścili Afrykę setki tysięcy lat wcześniej. Stało się to w Europie, gdzie ludzie współczesnego pokroju wypędzili neandertalczyków około 30 tysięcy lat temu. Być może coś podobnego wydarzyło się w Azji - na przykład w Indonezji, gdzie „hobbici” z wyspy Flores żyli zaledwie 20 tysięcy lat temu, kiedy prawie cała Ziemia, może poza Ameryką, była zamieszkana przez Homo sapiens.
Od wieków historycy i antropolodzy próbują odtworzyć kolejność zasiedlania naszej planety przez rasy i ludy. W ostatnich latach pomagali im genetycy. Porównując chromosomy przedstawicieli różnych narodów, naukowcy mogą teraz przywrócić więzi rodzinne między nimi i spróbować wyliczyć (na podstawie szacunków tempa kumulacji mutacji w genomie), kiedy nastąpił podział między ludami, których potomkowie nazywają się teraz powiedzmy Szwedami i Chińczykami.
Szybciej dryfuj na chromosomie X.
Dryf genetyczny jest zjawiskiem czysto losowym i podlega prawom teorii prawdopodobieństwa. Można obliczyć, że dryf genetyczny w autosomie DNA powinien być o 25% wolniejszy niż na chromosomie X.
Podczas tworzenia się gamet - jaja i plemniki - sparowane chromosomy rozchodzą się w losowy sposób na różne gamety, a matka może równie dobrze przekazać 15. chromosom od dziadka dziecku, a 22. od babci. Co więcej, nawet jeden chromosom może przenosić geny od dwóch przodków z powodu zjawiska krzyżowania się, gdy sparowane chromosomy wymieniają podobne części na końcach podczas podziału komórki. Jednak nie każda komórka jajowa i bardzo niewiele plemników zapoczątkuje nowe życie, przekazując geny w drodze dziedziczenia. Dlatego czynnik przypadku może radykalnie zmienić częstość występowania genów wśród potomków w porównaniu z przodkami.
Im mniej pojedynczych chromosomów jest zaangażowanych w ten proces, tym bardziej końcowa populacja podlega „czynnikowi losowości”, a skład genetyczny małych populacji zmienia się znacznie szybciej w wyniku dryfu niż w dużych. Ale mamy dwa rodzaje chromosomów - chromosomy płciowe X i Y, z których ostatni, w ilości 1 sztuki, jest dostępny tylko u mężczyzn, oraz autosomy, które są równo podzielone na mężczyzn i kobiety. W populacji, w której mężczyźni i kobiety są równo podzieleni, na każde 100 autosomów każdego typu przypada tylko 75 chromosomów X.
Na podstawie tej analizy naukowcy uważają, że większość (a może 100%) osób mieszkających obecnie poza Afryką to potomkowie grupy ludzi, którzy opuścili kontynent około 60 tysięcy lat temu (plus / minus 20 tysięcy lat). Trudniej jest określić, jak długo trwał ten exodus, ale jest jasne, że bardzo niewielu ludzi zapoczątkowało wiele miliardów osób spoza Afryki. Aby się o tym przekonać, wystarczy spojrzeć na różnorodność genetyczną - bogactwo różnych wariantów genów w danej populacji. Wśród czarnych jest to kilkakrotnie więcej niż obliczono dla wszystkich innych ras i narodów razem wziętych.
Jeśli przyjrzysz się bliżej genetycznemu składowi ras i ludów, możesz znaleźć znacznie bardziej subtelne efekty. Na przykład spróbuj się dowiedzieć, ilu „kolonialistów”, którzy wyruszyli w długą podróż z Afryki, było mężczyznami, a ile kobiet.
I okazuje się, że mężczyzn było kilkakrotnie więcej
Jednak to tylko najprostsza interpretacja danych.
Film promocyjny:
Aby ocenić stosunek mężczyzn do kobiet w populacji założycielskiej populacji spoza Afryki, naukowcy podjęli próbę oszacowania liczby żeńskich chromosomów X w odniesieniu do autosomów - pozostałych, sparowanych, chromosomów niepłciowych. Ponieważ mężczyźni nie mają dwóch chromosomów X, ale tylko jeden, w sumie każdy mężczyzna i kobieta mają tylko 3 chromosomy X, podczas gdy na przykład pierwszy lub 15 chromosomów ma 4 części. Podobnie w każdej populacji o równym składzie płciowym - gdzie jest taka sama liczba mężczyzn i kobiet - będzie 33% (4/3 razy) więcej autosomów niż chromosomów X.
Ale oto jak dowiedzieć się, ile chromosomów było u ludzi, którzy zmarli 60 tysięcy lat temu?
Musimy przyjrzeć się DNA ich potomków, a ponadto nie jednemu, ale dużej liczbie. I porównajmy, jak pula genów jako całość zmieniała się w czasie, a mianowicie, jak względne częstości różnych wariantów sekwencji DNA (alleli genów) zmieniły się w populacji. W tym przypadku mówimy nie tyle o pojawieniu się nowej mutacji (pojawieniu się nowego allelu), ile o tym, jak bardzo zmienił się udział właścicieli danego allelu w badanej grupie osób.
Przyczyną tych zmian jest tzw. Dryf genetyczny.
Jest to zjawisko czysto probabilistyczne, a jego tempo jest odwrotnie proporcjonalne do liczby chromosomów w populacji.
Dlatego też, gdyby wśród kolonizatorów, którzy opuścili Afrykę, była taka sama liczba mężczyzn i kobiet, pula genów związana z chromosomem X zmieniłaby się o 33% szybciej niż pula genów autosomalnych.
Amerykańscy genetycy, kierowani przez Alona Kanana i Davida Reicha z niedawno utworzonego Broad Institute of Harvard i MIT, próbowali zmierzyć te prędkości. Aby to zrobić, porównali trzy populacje - „mieszkańców Afryki Zachodniej”, „Azjatów z Azji Wschodniej” i „mieszkańców Europy Północnej”. W ramach międzynarodowego projektu „HapMap” zebrano dane dotyczące względnych częstości tysięcy różnych wariacji DNA. Afrykę Zachodnią reprezentuje w niej lud Joruba z Nigru, Azja Wschodnia - przez połowę Japończyków i Chińczyków Han, „Europa Północna” - Amerykanie odpowiedniego pochodzenia.
Przyjmuje się, że pierwsi to potomkowie ludzi, którzy pozostali w Afryce, a drudzy i trzeci to potomkowie samych „kolonizatorów”, którzy opuścili czarny kontynent. Porównując wariacje w setkach tysięcy pozycji DNA, można statystycznie wyodrębnić wariacje - aby dowiedzieć się, które powstały, gdy wszyscy ludzie zostali Afrykanami, które - podczas „exodusu”, a które - po tym, kiedy zmarli zostali podzieleni na Europejczyków i Azjatów.
Jak wykazało porównanie, chromosomy X „kolonizatorów” zmieniły się nie o 33%, ale o 60-70% szybciej niż autosomy.
Przy wszystkich innych rzeczach równych oznacza to, że było wśród nich 3, a nawet 5 razy więcej mężczyzn niż kobiet!
Odpowiednia praca zostaje przyjęta do publikacji w Nature Genetics.
To, że podczas długiej podróży było więcej mężczyzn, nie jest wcale szokujące dla antropologów. Badając społeczności łowiecko-zbierackie, które przetrwały do dziś, naukowcy ci od dawna doszli do wniosku, że to mężczyźni są siłą napędową migracji na duże odległości, podczas gdy kobiety są odpowiedzialne za niewielkie wysiedlenia. Jednak skala rozbieżności - 3-5 razy - oraz fakt, że imigranci z Afryki nie udawali się do sąsiednich wiosek, ale „w pustkę”, gdzie nie mieli nikogo, kto mógłby kontynuować swoją rodzinę, zmusiły Kanana i Reicha do zastanowienia się nad alternatywnymi wytłumaczeniami.
Na przykład wielkość populacji kobiet mogłaby zostać nieprawidłowo zapisana w genach, gdyby mężczyźni z jakiegoś powodu pozostawili potomstwo tylko z niewielką częścią swoich towarzyszy.
Takie zachowanie jest praktykowane u wielu psów, a nawet u niektórych małp, gdzie dominująca samica nie pozwala innym członkom stada na kojarzenie się z licznymi samcami. Ale czy ludzie zachowywali się w ten sam sposób? Autorzy zwracają uwagę, że jest to mało prawdopodobne, ponieważ te same badania antropologiczne wskazują raczej na rozprzestrzenianie się poligamii niż matriarchatu i poliandrii wśród plemion myśliwskich.
Może mężczyźni żyli dłużej? Przecież dryf genetyczny determinuje nie czas, ale liczbę zmienionych pokoleń. Jeśli kobiety są wymieniane częściej niż mężczyźni, wydaje nam się, że ich prędkość dryfu jest większa. Ponownie Keinan i Reich oraz współpracownicy uważają, że to wyjaśnienie jest również sprzeczne z obserwacjami antropologicznymi.
Wreszcie, czy to możliwe, że na próżno liczymy prędkość znoszenia? Może pula genów nie zmieniała się z powodu dryfu, ale pod wpływem doboru naturalnego? Przecież warunki zewnętrzne zmieniły się dramatycznie wraz z wyjściem z Afryki. Może niektóre geny związane z chromosomem X, z których w Afryce nie było ani ciepło, ani zimno, nagle okazały się kluczowe dla przetrwania na Bliskim Wschodzie? Znowu, mało prawdopodobne, piszą autorzy. Po pierwsze, nie jest jasne, dlaczego tylko na chromosomie X. Po drugie, naukowcom nie udało się znaleźć żadnych różnic w tempie zmian w puli genów między regionami kodującymi i niekodującymi chromosomów.
Naukowcy przyznają, że ostatecznie przyspieszony dryf genetyczny wzdłuż chromosomu X pozostaje tajemnicą.
Nawiasem mówiąc, przy dalszym przesiedlaniu - podczas kolonizacji Europy i Azji - nie było anomalii dryfu, a praca Keinana i Reicha pokazuje stosunek liczby chromosomów X do autosomów na poziomie 3/4 (w granicach błędu). Czym różnił się afrykański exodus? Nie ma jeszcze odpowiedzi na to pytanie, ale możliwe jest, że wszyscy z wyjątkiem Afrykanów jesteśmy dziećmi bardzo małej liczby kobiet i znacznie większej liczby mężczyzn.