Scientists Think They’ve Found 'Mitochondrial Eve’s' First Homeland

Dwustu tysięcy lat temu, najwcześniejsi wspólni przodkowie wszystkich żyjących ludzi na Ziemi spoczęli na stopach w zielonej oazie w środku afrykańskiej pustyni Kalahari.

Tutaj, w mozaice nieistniejących już jezior, lasów i łąk, znanej jako paleo-wetland Makgadikgadi, nasze najwspanialsze babki i pradziadkowie polowali, zbierali i wychowywali rodziny przez dziesiątki tysięcy lat. W końcu, gdy klimat Ziemi się zmienił, zmiany w opadach deszczu otworzyły nowe, żyzne drogi przez pustynię. Po raz pierwszy nasi dalecy krewni mieli szansę odkryć nieznane, pozostawiając za sobą to, co zespół badaczy nazywa teraz „ojczyzną przodków wszystkich żyjących dziś ludzi”.

Taką historię opowiada nowa praca opublikowana dziś (18 października) w czasopiśmie Nature.

Badając genomy ponad 1200 rdzennych Afrykańczyków żyjących dziś w południowej części kontynentu, zespół zebrał razem historię jednej z najstarszych linii DNA na Ziemi: zbiór genów zwany L0, który jest przekazywany matczynie przez mitochondria i przetrwał w sposób zadziwiająco niezmieniony w niektórych populacjach przez setki tysięcy lat. Śledząc gdzie i kiedy linia L0 po raz pierwszy podzieliła się na nieco inne sublinie nadal widoczne w niektórych rdzennych populacjach afrykańskich dzisiaj, naukowcy wierzą, że udało im się dokładnie wskazać, gdzie pierwsi nosiciele L0 żyli i prosperowali przez tysiące lat.

„Wiemy od dawna, że ludzie pochodzą z Afryki i około 200 000 lat temu”, autor badania Vanessa Hayes, genetyk w Garvan Institute of Medical Research i University of Sydney, zarówno w Australii, powiedział w konferencji prasowej. „Ale to, czego nie wiedzieliśmy aż do tego badania, to gdzie dokładnie była ta ojczyzna.”

To „dokładnie” ma niektórych innych badaczy sceptycznych. Chris Stringer, ludzki pochodzenia ekspert w Muzeum Historii Naturalnej w Londynie, powiedział Live Science jest „ostrożny” o użyciu nowoczesnych dystrybucji genetycznych wnioskować, gdzie starożytne populacje żyły 150.000 lat temu – zwłaszcza na kontynencie tak dużym jak Afryka. (Podobne badania prześledzić najwcześniejsze populacje ludzkie do różnych części Afryki wschodniej, zachodniej i południowej.)

Co więcej, dodał, ponieważ obecne badania śledzi tylko jedną sekwencję matczynego dziedziczonego kodu genetycznego, jego ustalenia mogą nie uchwycić pełny obraz ludzkości najwcześniejszych podróży przez Afrykę. Raczej, najlepsze dostępne dowody sugerują, że wiele genetycznie różnych populacji założycielskich może mieszkał w różnych częściach kontynentu, dając współczesnych ludzi nie jeden, ale kilka ojczyzn.

„Jak wiele badań, które koncentrują się na jednym małym kawałku genomu, lub jeden region, lub jeden przemysł narzędzi kamiennych, lub jeden 'krytyczny' skamieliny, to nie może uchwycić pełną złożoność naszych mozaikowych początków” Stringer powiedział.

Polowanie na genetyczną Ewę

Linia L0 jest sekwencją DNA zakodowaną wyłącznie w mitochondriach, małej strukturze w komórkach, która zamienia żywność w energię komórkową.

Mitochondrialne DNA stanowi zaledwie ułamek Twojego genomu, z większością DNA zamkniętego w jądrach komórkowych. Jednakże, podczas gdy jądrowe DNA jest dziedziczone od obojga rodziców i rekombinuje z każdym pokoleniem, mitochondrialne DNA jest dziedziczone wyłącznie od matki i może pozostać niezmienione przez dziesiątki tysięcy lat. Jako takie, 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 w linii matczynej od kobiety, która jako pierwsza nosiła tę sekwencję, hipotetycznej kobiety zwanej „mitochondrialną Ewą”. Obecnie linia L0 występuje najczęściej u ludu Khoisan, dwóch rdzennych grup żyjących w południowej Afryce. Liczne inne grupy rdzennych Afrykańczyków noszą mitochondrialne DNA, które pochodzi z tej linii, ale z subtelnymi różnicami. Porównując te różnice od grupy do grupy, genetycy mogą poskładać razem ogólną oś czasu, kiedy te starożytne linie genetyczne rozeszły się.

W nowym badaniu naukowcy zsekwencjonowali około 200 mitogenomów L0 u rdzennych mieszkańców południowej Afryki. Po porównaniu z bazą danych ponad 1000 istniejących sekwencji L0, zestaw danych stworzył jeden z najbardziej kompleksowych migawek, jakie kiedykolwiek podjęto, jak starożytna linia i jej najbliższe odrosty są rozproszone w południowej Afryce dzisiaj. Ta dystrybucja danych pozwoliła zespołowi oszacować, gdzie i kiedy potomkowie mitochondrialnej Ewy po raz pierwszy podzielili się na oddzielne, genetycznie odrębne grupy.

„Używając tego, mogliśmy wskazać, co naszym zdaniem jest naszą ludzką ojczyzną,” Hayes said.

Ta ojczyzna, naukowcy zasugerowali, jest Makgadikgadi, rozległe tereny podmokłe około 46.000 mil kwadratowych (120.000 kilometrów kwadratowych) w obszarze, lub mniej więcej dwa razy obszar Jeziora Wiktorii, największego jeziora Afryki dzisiaj. Zespół stwierdził, 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, a nie wyjechać” w tym czasie, powiedział Hayes.

Zielona ścieżka

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

Używając 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 na pustyni wokół Makgadikgadi. Korytarze na północny zachód i południowy wschód od mokradeł mogły przyciągnąć migrantów w tych kierunkach, prowadząc ich w stronę obszarów, na których do dziś żyją różne grupy tubylcze – piszą badacze. Ten ruch może odpowiednio wyjaśnić dystrybucję podgrup L0 wokół południowej Afryki.

Co nie wyjaśnia, jednak, jest druga połowa naszej linii genetycznej (męska połowa). Według Stringer, nie ma wiele dowodów, że nasi najwcześniejsi męscy przodkowie chodzili ścieżką jak ten opisany tutaj.

„Patrząc na męskiej dziedziczone chromosomu Y, najbardziej rozbieżne linie obecnie znane w extantant ludzi znajdują się w zachodniej Afryce, a nie Afryki Południowej, sugerując nasze Y-chromosom przodków może pochodzić stamtąd” Stringer powiedział.

Autorzy badania przyznają, że współcześni ludzie mogli mieć wiele „ojczyzn”, gdzie różne linie genetyczne zapuściły korzenie; L0 jest po prostu najlepiej zachowaną linią, dzięki swojemu ściśle matczynemu pochodzeniu. Tak więc, podczas gdy badacze mogą być teraz bliżej wskazania małego Edenu, gdzie mitochondrialna Ewa założyła swoją rodzinę, wciąż jest za wcześnie, aby powiedzieć, że wszyscy znaleźliśmy naszą ojczyznę.

• W Zdjęciach: Nowy ludzki krewny wstrząsa naszym drzewem genealogicznym
• Na zdjęciach: Przodek człowieka o małej stopie chodził z Lucy
• Homo Naledi na zdjęciach: Images of the Small-Brained Human Relative

Originally published on Live Science.