Όχι, μια μιτοχονδριακή «παραμονή» δεν είναι η πρώτη γυναίκα σε ένα είδος

Πρόσφατα, οι ερευνητές έκαναν κύματα με την ανακοίνωση ότι είχαν βρει τη μητέρα όλων των φαλαινών σπερματοζωαρίων: δηλαδή της γυναίκας από την οποία κατεβαίνουν όλες οι σύγχρονες φάλαινες σπέρματος. «Οι φάλαινες σπέρματος έχουν« παραμονή », « έτρεξαν τους τίτλους των ειδήσεων, εκμεταλλευόμενοι την βιβλική ιδέα της «πρώτης γυναίκας». Η ιδέα μιας μιτοχονδριακής «Εύας» δεν είναι καινούργια. οι ερευνητές συχνά το χρησιμοποιούν για να αναφερθούν στον πρώτο θηλυκό γενετικό πρόγονο ενός είδους. Το πρόβλημα είναι, οι περισσότεροι άνθρωποι παρερμηνεύουν ακριβώς τι σημαίνει ο όρος, νομίζοντας ότι σημαίνει την πρώτη γυναίκα σε ένα είδος.

σχετικό περιεχόμενο

• Κάθε σφαίρα σπέρματος ζωντανή σήμερα μπορεί να κατέβηκε από την ίδια γυναίκα

Στην πραγματικότητα, η φάλαινα σπέρματος "Eve" προέκυψε πολύ αργότερα από την πρώτη φάλαινα σπέρματος. Μελετώντας 1.600 φάλαινες σπερματοζωαρίων σε ολόκληρο τον κόσμο, οι ερευνητές υπολόγισαν ότι αυτός ο μεγαλοπρεπής μητριάρχης εμφανίστηκε κάποια στιγμή στην περιοχή των 10.000-80.000 ετών. Εν τω μεταξύ, το απολιθωμένο αρχείο των φαλαινών σπερματοζωαρίων τα τοποθετεί πίσω εκατομμύρια χρόνια.

"Δεν λέμε ότι υπήρχε μόνο μια γυναίκα που κολυμπεί γύρω από τον ωκεανό εκείνη την εποχή και ξαφνικά όλες αυτές οι φάλαινες σπέρματος προέκυψαν από αυτήν", δήλωσε ο Alana Alexander, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Βιοποικιλότητας του Πανεπιστημίου του Κάνσας και επικεφαλής συγγραφέας μελέτη, λέει ο Smithsonian.com. Αντίθετα, αυτή η λεγόμενη Εύα "ήταν ένα από τα πολλά θηλυκά, αλλά συνέβαινε να είναι το μόνο που πέρασε το μιτοχονδριακό DNA σε ένα αδιάσπαστο γυναικείο-θηλυκό τρόπο".

Για όσους είναι νέοι στη συζήτηση: μια «μιτοχονδριακή παραμονή» αναφέρεται στο μιτοχονδριακό DNA, ο μοναδικός γενετικός κώδικας που μεταφέρεται από θηλυκό σε θηλυκό. Το μιτοχονδριακό ϋΝΑ, το οποίο είναι υπεύθυνο για τον ενεργειακό μεταβολισμό, απομονώνεται από το υπόλοιπο DNA μας, καθισμένος στο δικό του δοχείο. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι σε κάποιο σημείο νωρίς στην εξέλιξή μας ο μονοκύτταρος οργανισμός που είναι ο παλαιότερος πρόγονος μας έπληξε ένα άλλο βακτήριο και τελικά οι δύο ανέπτυξαν αργά μια συμβιωτική σχέση που συνεχίζεται μέχρι σήμερα. Τα βακτήρια αυτά έγιναν τα πρώτα μιτοχόνδρια.

Αν θέλετε να πάτε μέχρι την πραγματική βιολογική Εύα, θα πρέπει να αναζητήσετε τον πρόγονο των μιτοχονδρίων μας, λέει ο Roger Bull, ανώτερος ερευνητικός βοηθός στο εργαστήριο μοριακής βιοποικιλότητας στο Καναδικό Μουσείο Φύσης. "Εάν υπήρχε ποτέ ένας οργανισμός που θα έπρεπε να θεωρηθεί ως η μιτοχονδριακή Εύα, είναι αυτό το λιτό μόνο κύτταρο που περιβάλλει ένα ενιαίο κελλί για να κάνει την ασυναγώνιστη βιολογική ομάδα: τον πρόγονο των δεινοσαύρων, των δένδρων, των πεταλούδων, του Donald Trump, "Λέει ο Bull σε ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου.

Σε όλους σχεδόν τους πολυκύτταρους οργανισμούς, το μιτοχονδριακό ϋΝΑ μεταφέρεται από τη γενεά σε γενιά. Αυτό το γεγονός είναι εξαιρετικά βολικό για τους ερευνητές, οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτούς τους βιοδείκτες DNA για να ανιχνεύσουν την ιστορική εξέλιξη ενός είδους. Είναι επίσης δροσερό για σας, αν είστε κυρία: Αυτό σημαίνει ότι τα μιτοχόνδρια σε κάθε κύτταρο του σώματός σας μπορούν να ανιχνευθούν πίσω από τη μεγάλη γιαγιά σας. Δυστυχώς, ενώ οι μητέρες περνούν επίσης το μιτοχονδριακό DNA τους σε άνδρες, αυτοί οι γιοι δεν μπορούν να περάσουν αυτό το DNA στα δικά τους παιδιά.

Στη δεκαετία του 1980, όταν άρχισε να αναπτύσσεται η έννοια της μιτοχονδριακής Εύας στα δημοφιλή μέσα μαζικής ενημέρωσης, προκάλεσε άμεσα ένα βαθμό τραυματισμού των μαλλιών μεταξύ των ερευνητών. "Η χρήση του όρου ήταν μια παρερμηνεία, δεδομένου ότι η έρευνα αφορούσε τον πιο πρόσφατο κοινό μιτοχονδρικό πρόγονο όλων των ζωντανών ανθρώπων ... όχι την πρώτη ανθρώπινη γυναίκα ποτέ», λέει ο Bull.

Στην πραγματικότητα, μια μιτοχονδριακή Εύα δεν είναι η πρώτη γυναίκα ενός είδους, αλλά απλώς η πιο πρόσφατη γυναίκα ιστορικά από την οποία όλα τα ζώντα ζώα ενός είδους μπορούν να ανιχνεύσουν την καταγωγή τους. Σκεφτείτε την σαν την κορυφή μιας γενεαλογικής πυραμίδας, στην οποία συναντώνται όλοι οι πρόγονοι ενός είδους. Ενώ όλοι οι κάτω από αυτό προέρχονται από αυτήν, αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει άλλη γυναίκα πάνω από αυτήν, ή που έζησε ταυτόχρονα με αυτήν. Ίσως μερικοί από τους συγχρόνους της να μην είχαν επιζώντα παιδιά. Ή είχαν μόνο γιους, που δεν θα είχαν περάσει στο μιτοχονδριακό DNA τους.

"Σε οποιαδήποτε γενεά θα υπάρξουν μερικά άτομα που δεν θα αφήσουν απογόνους", λέει ο Smithsonian.com Marek Kimmel, καθηγητής στατιστικής γενετικής και μοριακής εξέλιξης στο Πανεπιστήμιο Ράις. «Τα γονίδια τους θα εξαλειφθούν». Προσθέτει ότι ο αριθμός των ατόμων που μεταδίδουν τα γονίδιά τους στις επόμενες γενιές συρρικνώνεται συνεχώς, πράγμα που σημαίνει ότι η μιτοχονδριακή Εύα δεν είναι σταθερό άτομο με την πάροδο του χρόνου, αλλά θα μπορούσε να γίνει πιο πρόσφατη, καθώς οι γενεές ξεθωριάζουν.

"Εάν φτάσετε αρκετά βαθιά στο παρελθόν, βρίσκετε πάντα έναν κοινό πρόγονο όλων", λέει ο Kimmel, ο οποίος δημοσίευσε μια μελέτη το 2010 η οποία τοποθετεί την μιτοχονδριακή Εύα των ανθρώπων πίσω σε περίπου 100.000 έως 250.000 χρόνια πριν (μια μελέτη του 2013 εκτιμούσε ηλικία ως λίγο πιο πρόσφατη).

Πώς λοιπόν αυτή η ιδιαίτερα επιτυχημένη μητέρα της φάλαινας σπερματοζωαρίων ανέλαβε, γενετικά; Συνήθως, οι θηλυκές φάλαινες σπερματοζωαρίων είναι πιο καθιστικές, τείνουν να κολλήσουν σε μικρότερα μέρη του ωκεανού από τους άνδρες, λέει ο Αλέξανδρος. Αυτό θα μπορούσε να σημάνει ότι αυτή η Εύα ήταν ένα είδος ταξιδευμένου σκλάβου που πήγε από τον ωκεανό στον ωκεανό αφήνοντας τους απογόνους της - ουσιαστικά τον Τζένγκις Χαν από τις μητέρες των φαλαινών σπέρματος.

Ή, η γενετική της εξαγορά θα μπορούσε να ήταν απλώς το αποτέλεσμα μιας αργής επέκτασης των απογόνων της σε πολλές γενιές. "Γνωρίζουμε ότι πρέπει να είχε πετύχει να αφήσει θηλυκά απογόνους", λέει ο Αλέξανδρος. "Η υποψία μου είναι ότι αν η Εύα ήταν παρόμοια με τους απογόνους της στην οικολογία, τότε δεν περιπλανιζόταν σε όλους τους ωκεανούς, αλλά επειδή τόσο η ίδια όσο και οι κόρες της ήταν επιτυχείς, τελικά επεκτάθηκαν από τις οποίες ωκεανόταν αρχικά. "

Οι φάλαινες των σπερματοζωαρίων και οι άνθρωποι δεν είναι οι μόνοι οργανισμοί για τους οποίους οι ερευνητές βρήκαν μιτοχονδριακή Εύα. Ο Inger Winkelmann, ερευνητής της εξελικτικής γενετικής στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Δανίας, και οι συνάδελφοί του έχουν επίσης εκτιμήσει μια δύσκολη ημερομηνία για την εποχή της περιβόητης εμμήνου φάλαινας του σπερματοζωαρίου: το γιγαντιαίο καλαμάρι. Είναι δύσκολο να τοποθετηθεί μια εποχή για καλαμάρια, καθώς ο μαλακός ιστός χωρίς κόκαλα δεν απολινώνεται καλά, λέει ο Winkelmann, αλλά αυτή και οι συνάδελφοί της χρησιμοποίησαν το ποσοστό μετάλλαξης των σαλιγκαριών - ένα σχετικά κοντινό είδος - για να βάλουν την ημερομηνία του μιτοχονδριακού καλαμάριου Eve γύρω Πριν από 35.000 χρόνια.

Οι ερευνητές συχνά επιτηρούν το μιτοχονδριακό DNA επειδή υπάρχουν πολλά από αυτά στα κύτταρα, επιβιώνουν καλά σε παλαιά δείγματα ιστών και ξεχωρίζουν σαν ένα πονόλαιμο αντίχειρα. Αλλά, θεωρητικά, οποιοδήποτε τμήμα του DNA θα μπορούσε να ανιχνευθεί. Για παράδειγμα, στα θηλαστικά, το Υ-χρωμόσωμα απαντάται μόνο στα αρσενικά, και τμήματα του θα μπορούσαν να ανιχνευθούν πίσω σε έναν μόνο πρόγονο επίσης. Αυτό σημαίνει ότι, στο είδος της εξελικτικής γλώσσας που μιλάμε, υπάρχει ένα αρσενικό ισοδύναμο: ο "Υ-χρωμοσωματικός Αδάμ".

Αυτό που θα ήταν συναρπαστικό, λέει ο Αλέξανδρος, θα ήταν αν είχατε μια κατάσταση όπου θα μπορούσατε να ανιχνεύσετε αυτό το χρωμόσωμα Y του Adam σε μια παρόμοια στιγμή με την μιτοχονδριακή Εύα, καθώς αυτό θα έδειχνε κάποια γρήγορη ή ξαφνική επέκταση του πληθυσμού-το είδος που έρχεται όταν είδος μετακινείται σε νέα εδάφη. Στην περίπτωση των καλαμαριών και των φαλαινών σπερματοζωαρίων, θα μπορούσε επίσης να επισημάνει τον λόγο για μια επέκταση του πληθυσμού μεταξύ των απογόνων της μιτοχονδριακής Εύας. Θα μπορούσε να υπάρξει ένα είδος παράλληλης συμφόρησης, όπως μια μεγάλη περιβαλλοντική αλλαγή, που οδήγησε σε ένα παρόμοιο πρότυπο χαμηλής μιτοχονδριακής ποικιλομορφίας.

Αλλά ο Αλέξανδρος είναι προσεκτικός να επισημάνει μια πιθανή σύνδεση. "Είναι μια πολύ σέξι ιστορία, αλλά αισθάνομαι επίσης την τιμή να επισημάνω ότι το γιγαντιαίο καλαμάρι είναι μόνο ένα από τα πολλά είδη που τρώνε οι φάλαινες σπέρματος", λέει αυτό είναι πολύ κακό, θα ήταν μια φάλαινα μιας ιστορίας .