Адам и Ева в генетике

[sergey zhukov]

Несколько раз слышал об Y-хромосомном Адаме и митохондриальной Еве, когда речь идет о анализе генома больших популяций людей или всего человечества в целом. Я попробовал получше разобраться, что это значит. Правильно ли я понял, что оба эти персонажа - вполне реальные люди, жившие в прошлом (не обязательно в одно и то же время). Адам является последним общим пра...пра дедушкой (по отцовской линии) всех мужчин, живущих сегодня, а Ева - последней пра...пра бабушкой (по женской) всех женщин, живущих сегодня? Т.е. если построить отцовские линии всех сегодняшних мужчин, то они сойдутся на одном конкретном мужчине в прошлом, и то же для материнских линий женщин?

Можно рассмотреть такой упрощенный эксперимент. Начнем с замкнуто живущей общины, в которой жена сохраняет свою фамилию после замужества, причем в семье сыновья получают фамилию отца, а дочери - фамилию матери. Изначально все жители общины имеют уникальные фамилии. С течением времени фамилии одна за другой вымирают (последний носитель не оставил потомка), разнообразие фамилий сокращается, пока все жители общины сегодня не будут носить всего две фамилии: женщины - какую-то одну, мужчины - какую-то другую. И можно найти в прошлом мужчину, который дал свою фамилию всем живущим сейчас мужчинам, и женщину, которая дала свою фамилию всем живущим сейчас женщинам.

Это не обязательно будет мужчина/женщина из начала эксперимента (люди из начала не обязательно будут именно последними общими предками). Тем более это не будут библейские Адам и Ева, т.е. пара, с которой пошел человеческий род, и до которых людей вообще не было. Y-хромосомный Адам и митохондриальная Ева - это нечто более скромное и более относительное, чем библейские персонажы. Это хотя и конкретные люди в прошлом, но они конкретные для данного временного среза популяции (последние общие предки всех людей этого среза). Эти Адам и Ева как бы привязаны к текущему временному срезу и передвигаются вместе с ним в будущее (с течением времени конкретные носители этих ролей переопределяются). Для любого временного среза популяции можно определить своих Адама и Еву, причем окажется, что они лежат не сильно далеко в прошлом от этого среза (в общем случае на разных расстояниях, т.е. они не встречались), а начало популяции в библейском смысле будет лежать в общем случае гораздо дальше в прошлое.

Правильно?

[alisa-lebovski]

Да.

[GraNiNi]

sergey zhukov в сообщении #1563816 писал(а):

С течением времени фамилии одна за другой вымирают

В Китае, несмотря на огромное население, разных фамилий не так уж много - всего сотни.
Где-то читал, что самая популярная в мире - Ли, и эту фамилию носят миллионы полных тезок.

[Geen]

sergey zhukov в сообщении #1563816 писал(а):

Это не обязательно будет мужчина/женщина из начала эксперимента

Это как?

[EUgeneUS]

sergey zhukov в сообщении #1563816 писал(а):

Правильно ли я понял, что оба эти персонажа - вполне реальные люди, жившие в прошлом (не обязательно в одно и то же время).

1. Вообще говоря, это могли быть не конкретные индивиды, а небольшие популяции с низким генетическим разнообразием.
2. Они и жили в сильно разное время.

Кстати, есть распространенное заблуждение, что мужчины, жившие одновременно с Y-Адамом не оставили потомства. Или что они не оставили потомства мужского пола. Или что сейчас нет их потомков мужского пола.
Все эти утверждения ошибочные.
Аналогично и в отношении подобных утверждений в случае митохондриальной Евы.

-- 31.08.2022, 05:40 --

sergey zhukov в сообщении #1563816 писал(а):

Эти Адам и Ева как бы привязаны к текущему временному срезу и передвигаются вместе с ним в будущее (с течением времени конкретные носители этих ролей переопределяются)

Это утверждение неверно в заложенной в нём "линейности".
Если прошло, предположим" 20 поколений, то это совсем не означает, что Y-Адам и-или митохондриальная Ева тоже сместились из прошлого в будущее на 20 поколений. Скорее всего они останутся там, где были, в этом случае.

[sergey zhukov]

Geen
Возьмем, например, эту общину в состоянии, когда все мужские фамилии, кроме одной, уже давно вымерли. Мужское население ее будем считать постоянным по численности (в этом примере - 21 мужчина).

Возьмем небольшой кусок ее генеалогического дерева и рассмотрим два разных сечения по времени для этого дерева. Для каждого сечения найдем последнего общего мужского предка, давшего свою фамилию всем мужчинам в этом сечении. Получатся два разных человека, причем это не обязательно будут "отцы-основатели" этой общины:

Конечно, эти два человека получили свою фамилию от одного из "отцов-основателей", но именно они являются последними (а не предпоследними или еще более древними) общими предками всех людей в сечении.

EUgeneUS
Да, последний общий предок не жестко привязан к сечению, для которого он ищется, из-за случайного роста генеалогического дерева. Но вероятностная связь существует: при перемещении сечения в будущее последний общий предок тоже в среднем будет перемещаться за ним в будущее.

1. Мужчины, жившие одновременно с Y-Адамом, не оставили потомства.
Да, это неверно. У многих из них (даже у всех) в то время могли быть и сыновья и дочери. Вообще, Y-Адам в свое время не был кем-то выдающимся вроде Чингизхана или турецкого султана (хотя для таких людей вероятность стать Y-Адамом выше). В свое время Y-Адам, возможно, был самым обычным средним человеком;

2. Сейчас нет потомков мужского пола от мужчин, живших одновременно с Y-Адамом.
По определению все мужчины сейчас носят Y-хромосому, доставшуюся им от Y-Адама. Все прочие Y-хромосомы от мужчин, которые жили одновременно с Y-Адамом, не дошли до наших дней. Поэтому это утверждение выглядит верным, если добавить "потомков по мужской линии". Конечно, если у мужчины была дочь, которая родила сына, то этот сын будет потомком мужского пола этого мужчины т.к. содержит четверть его генома, но он не будет иметь его Y-хромосомы. Так что потомки (любого пола) мужчин, живших одновременно с Y-Адамом, могут жить в настоящее время, но Y-хромосомы тех мужчин - не могут.

[Anton_Peplov]

EUgeneUS в сообщении #1563840 писал(а):

Кстати, есть распространенное заблуждение, что мужчины, жившие одновременно с Y-Адамом не оставили потомства. Или что они не оставили потомства мужского пола. Или что сейчас нет их потомков мужского пола.
Все эти утверждения ошибочные.

Поскольку верно лишь то, что в каком-то поколении прервались все чисто мужские линии "прадед - дед - отец - сын". Но линии с участием женщин прерываться не обязаны. Простейший пример. Если у Васи три дочери и ни одного сына, то его Y-линия прервется, но род продолжится. В том числе и мальчиками, если Васины дочери родят мальчиков. То же самое будет, если сыновья у Васи были, но произвели на свет только девочек (при этом дочери Васи могли родить и мальчиков). И так далее. Резюмируя: у Васи, которому не повезло быть Y-Адамом, может быть сколько угодно ныне живущих потомков любого пола. Но если мы проведем линию "предок - потомок" от Васи до любого его ныне живущего потомка, в этой линии обязательно будет хотя бы одна женщина.

[zykov]

sergey zhukov в сообщении #1563816 писал(а):

Адам является последним общим пра...пра дедушкой (по отцовской линии) всех мужчин, живущих сегодня

Что-то какая-то дегенеративаная картина получается. А как же наследственная изменчивость?

[Anton_Peplov]

zykov в сообщении #1563923 писал(а):

Что-то какая-то дегенеративаная картина получается.

Что Вы имеете в виду?

zykov в сообщении #1563923 писал(а):

А как же наследственная изменчивость?

Имеет место. А разве она отменяет факт, что Вы сын своего отца и правнук своего прадеда? При этом новых по сравнению с ними мутаций у Вас уже достаточно много (их происходит в среднем 60 на один акт зачатия).

[zykov]

Anton_Peplov в сообщении #1563928 писал(а):

Что Вы имеете в виду?

Разнообразие катастрофически падает, если все имеют гены только одного праотца.

Anton_Peplov в сообщении #1563928 писал(а):

А разве она отменяет факт, что Вы сын своего отца и правнук своего прадеда?

Факта не отменяет, но этот факт уже не означает схожести геномов, если прошло много поколений и геном данной особи уже мало что имеет общего с геномом того праотца.

[Anton_Peplov]

zykov в сообщении #1563933 писал(а):

Разнообразие катастрофически падает, если все имеют гены только одного праотца.

Кажется, Вы не прочли остальных сообщений в теме.

EUgeneUS в сообщении #1563840 писал(а):

Кстати, есть распространенное заблуждение, что мужчины, жившие одновременно с Y-Адамом не оставили потомства. Или что они не оставили потомства мужского пола. Или что сейчас нет их потомков мужского пола.
Все эти утверждения ошибочные.

Anton_Peplov в сообщении #1563918 писал(а):

Поскольку верно лишь то, что в каком-то поколении прервались все чисто мужские линии "прадед - дед - отец - сын". Но линии с участием женщин прерываться не обязаны. Простейший пример. Если у Васи три дочери и ни одного сына, то его Y-линия прервется, но род продолжится. В том числе и мальчиками, если Васины дочери родят мальчиков. То же самое будет, если сыновья у Васи были, но произвели на свет только девочек (при этом дочери Васи могли родить и мальчиков). И так далее. Резюмируя: у Васи, которому не повезло быть Y-Адамом, может быть сколько угодно ныне живущих потомков любого пола. Но если мы проведем линию "предок - потомок" от Васи до любого его ныне живущего потомка, в этой линии обязательно будет хотя бы одна женщина.

zykov в сообщении #1563933 писал(а):

Факта не отменяет, но этот факт уже не означает схожести геномов, если прошло много поколений и геном данной особи уже мало что имеет общего с геномом того праотца.

А кто здесь, кроме Вас, говорил о схожести геномов?

[sergey zhukov]

zykov
Чтобы не усложнять, я привел пример с фамилиями - наследственными единицами, которые (теоретически) не имеют мутаций. Если стартовать с определенного разнообразия фамилий, то некоторые из них неизбежно будут вымирать, а новых не появляется. В итоге всегда остается только одна фамилия. Это и есть то самое катастрофическое падение разнообразия, оно неизбежно для единиц, не имеющих мутаций.

Y-хромосомы и вообще весь геном постоянно мутируют. Мы говорим "сын имеет Y-хромосому своего отца", хотя это не совсем точно: они немного различаются. Просто Y-хромосома не перемешивается с прочими хромосомами генома в каждом поколении (в результате кроссинговера), как это происходит со всеми прочими парными хромосомами, ведь у нее нет пары. Так что Y-хромосома сына отличается от Y-хромосомы отца только малыми случайными мутациями, а все остальные хромосомы его генома отличаются от хромосом отца наполовину (и плюс те же случайные мутации).

Любое генеалогическое дерево сходится к общему предку. Это факт математический. А вот насколько точно можно восстановить генеалогическое дерево по данным генетики - это вопрос. По данному срезу генеалогического дерева (т.е. по всем живущим сегодня людям) можно восстановить это дерево только до последнего общего предка, поэтому он и важен. Да и то эта реконструкция будет лишь статистической, библейской точности вроде "Тот родил этого, а этот - того" из нее не получишь. По мере углубления в прошлое вероятностные предположения быстро нарастают, случайные события не восстанавливаются наверняка. Кто-то кого-то точно родил, но по геному восстановить это уже невозможно т.к. "прошло много поколений и геном данной особи уже мало что имеет общего с геномом того праотца".

[zykov]

sergey zhukov
Понятно, спасибо.

[mihaild]

(Оффтоп)

sergey zhukov в сообщении #1563965 писал(а):

Любое генеалогическое дерево сходится к общему предку. Это факт математический.

Вроде бы только если оно растет не слишком быстро.

[EUgeneUS]

mihaild

(Оффтоп)

mihaild в сообщении #1563978 писал(а):

sergey zhukov в сообщении #1563965

писал(а):
Любое генеалогическое дерево сходится к общему предку. Это факт математический. Вроде бы только если оно растет не слишком быстро.

Вообще говоря, это утверждение ТС весьма странное.
Пусть в предковой популяции $N$ мужчин. Пусть в каждом поколении у каждого мужчины ровно один сын.
Размер популяции не меняется, а общего предка-мужчины в непрерывной мужской линии не появляется.