Генетиците са озадачени от половия състав на предците на европейците и азиатците. Или далеч повече мъже, отколкото жени са излезли от Африка, или колониалистите са практикували матриархат и полиандрия, или мъжете са живели много по-дълго от приятелките си. Авторите, получили необичаен резултат, не вярват напълно на едно обяснение
В днешно време учените вече не се съмняват, че човешката раса се е появила в Африка. Оттук Homo sapiens се заселват по целия свят, заемайки континент след континента и понякога се срещат с далечните си братя, напуснали Африка стотици хиляди години по-рано. Това се случи в Европа, където хора от съвременния тип изгониха неандерталците преди около 30 хиляди години. Може би нещо подобно се е случило в Азия - например в Индонезия, където „хобитите“на остров Флорес са живели само преди 20 хиляди години, когато почти цялата Земя, с изключение на може би Америка, е била обитавана от Homo sapiens.
От векове историци и антрополози се опитват да реконструират последователността на заселването на нашата планета от раси и народи. През последните години генетиците им предлагат помощ. Сравнявайки хромозомите на представители на различни народи, учените вече могат да възстановят семейните връзки между тях и да се опитат да изчислят (въз основа на оценките за степента на натрупване на мутации в генома), когато е имало разделение между народи, чиито потомци сега са известни като, да речем, шведите и китайците.
Дрифт по Х хромозома по-бързо
Генетичният дрейф е чисто случаен феномен и се подчинява на законите на теорията на вероятностите. Може да се изчисли, че генетичният дрейф в автозомната ДНК трябва да бъде с 25% по-бавен, отколкото в Х хромозомата.
По време на образуването на гамети - яйца и сперматозоиди - сдвоени хромозоми се разминават в различни гамети по случаен начин и майката може да предаде 15-та хромозома на детето от дядо си, а 22-ра от баба си. Освен това, дори една хромозома може да носи гени от двама предци поради феномена на кръстосване, когато сдвоените хромозоми обменят части, подобни на краищата по време на клетъчното делене. Въпреки това, не всяка яйцеклетка и много, много малко от сперматозоидите ще инициират нов живот, преминавайки гени по наследство. Следователно факторът на шанса може да промени коренно честотата на поява на гени сред потомците в сравнение с предците.
Колкото по-малко индивидуални хромозоми участват в този процес, толкова повече крайната популация е подложена на „случаен фактор“, а генетичният състав на малките популации се променя много по-бързо поради дрейфа, отколкото при големите. Но имаме два типа хромозоми - полови хромозоми X и Y, последната от които в размер на 1 брой е налична само при мъже, и автозоми, които са еднакво разделени при мъжете и жените. В популация, където мъжете и жените са еднакво разделени, има само 75 X хромозоми на всеки 100 автозоми от всеки тип.
Въз основа на този анализ учените смятат, че по-голямата част (и може би 100%) от живеещите извън Африка сега са потомци на група хора, напуснали континента преди около 60 хиляди години (плюс / минус 20 хиляди години). Колко дълго е продължило това изселване е по-трудно да се определи, но е ясно, че много малко хора са започнали многото милиарди неафриканци. За да сме убедени в това, достатъчно е да разгледаме генетичното разнообразие - изобилието от различни варианти на гени в дадена популация. Сред чернокожите е няколко пъти повече от изчисленото за всички други раси и народи, взети заедно.
Ако погледнете отблизо генетичния състав на расите и народите, можете да намерите много по-фини ефекти. Например, опитайте се да разберете колко от „колониалистите“, тръгнали на дълъг път от Африка, са били мъже и колко жени.
И се оказва, че е имало няколко пъти повече мъже
Това обаче е само най-простата интерпретация на данните.
Промоционално видео:
За да оценят съотношението мъже и жени в популацията на основоположниците на неафриканската популация, учените се опитаха да преценят броя на женските Х хромозоми спрямо автозомите - останалите, сдвоени, несексуални хромозоми. Тъй като мъжете имат не две X хромозоми, а само една, общо всеки мъж и жена имат само 3 X хромозоми, докато например първата или 15 хромозоми имат 4 броя. По същия начин, във всяка популация с равен полов състав - където има равен брой мъже и жени - ще има 33% (4/3 пъти) повече автозоми от X хромозомите.
Но ето как да разберете колко хромозоми имаше при хора, починали преди 60 хиляди години?
Трябва да разгледаме ДНК на техните потомци и освен това не един, а голям брой. И сравнете как генофондът като цяло се е променил с течение на времето, а именно как са се променили относителните честоти на различни варианти на ДНК последователността (генни алели) в популацията. В този случай говорим не толкова за появата на нова мутация (появата на нов алел), колкото за това колко се е променил делът на собствениците на определен алел в изследваната група хора.
Причината за тези промени е така нареченият генетичен дрейф.
Това е чисто вероятностно явление и скоростта му е обратно пропорционална на броя на хромозомите в популацията.
Следователно, ако имаше еднакъв брой мъже и жени сред колонизаторите, напуснали Африка, генофондът, свързан с Х хромозомата, би се променил с 33% по-бързо от автозомния генен фонд.
Американските генетици, водени от Алон Канан и Дейвид Райх от наскоро сформирания Институт на Харвард и MIT, се опитват да измерят тези скорости. За да направят това, те сравниха три популации - „западноафриканци“, „източноазиатци“и „северноевропейци“. Данните за относителните честоти на хиляди различни вариации на ДНК за тях бяха събрани в рамките на международния проект "HapMap". Западна Африка е представена в нея от жителите на Йоруба от Нигер, Източна Азия - от половината японци и хан китайци, „Северна Европа“- от американци със съответния произход.
Предполага се, че първите са потомци на хора, останали в Африка, а вторите и трети са потомците на самите „колонизатори“, напуснали черния континент. Сравнявайки вариациите в стотици хиляди позиции на ДНК, човек може статистически да раздели вариантите - за да разбере кои са възникнали, когато всички хора са станали африканци, кои - по време на "изселването" и кои - след това, когато заминалите са били разделени на европейци и азиатци.
Както показа сравнението, Х-хромозомите на "колонизаторите" се промениха не с 33%, а с 60-70% по-бързо от автозомите.
При всички останали неща това означава, че сред тях е имало 3 или дори 5 пъти повече мъже, отколкото жени!
Съответната работа се приема за публикуване в Nature Genetics.
Това, че в дългото плаване е имало повече мъже, едва ли е шокиращо за антрополозите. Проучвайки общността на ловците-събирачи, оцелели до наши дни, тези учени отдавна са заключили, че именно мъжете са движещата сила за миграцията на далечни разстояния, докато жените са отговорни за малките разселвания. Въпреки това, мащабът на разминаването - 3-5 пъти - и фактът, че имигранти от Африка не отиват в съседни села, а „в пустотата“, където няма кой да продължи семейството си, накараха Канан и Райх да се замислят за алтернативни обяснения.
Например, размерът на женската популация може да бъде отпечатан неправилно в гените, ако мъжете по някаква причина оставят потомство само с малка част от своите придружители.
Това поведение се практикува при много кучета и дори при някои маймуни, където доминиращата женска не позволява на други членове на глутницата да се чифтосват с многобройни мъжки. Но хората се държаха по същия начин? Малко вероятно е, подчертават авторите, тъй като същите антропологични проучвания показват разпространението на многоженството, а не на матриархат и полиандрия сред ловните племена.
Може би мъжете са живели по-дълго? В крайна сметка генетичният дрейф определя не времето, а броя на променените поколения. Ако жените се заменят по-често от мъжете, тогава ни се струва, че скоростта на дрейфа им е по-висока. Отново Кийнан и Райх и колегите му смятат, че това обяснение противоречи и на антропологичните наблюдения.
И накрая, възможно ли е напразно да броим скоростта на дрейфа? Може би генофондът не се променя поради дрейфа, но под влияние на естествения подбор? В крайна сметка външните условия драстично се промениха с излизането от Африка. Може би някои X-свързани гени, от които в Африка не беше нито топло, нито студено, изведнъж се оказаха критични за оцеляването в Близкия изток? Отново, малко вероятно, пишат авторите. Първо, не е ясно защо само на Х хромозомата. Второ, учените не успяха да намерят разлики в скоростта на промяна в генофонда между кодиращите и некодиращите региони на хромозомите.
В крайна сметка ускореният генетичен дрейф по Х хромозомата остава загадка, признават учените.
Между другото, по време на по-нататъшното преселване - по време на колонизацията на Европа и Азия - не е имало дрейфови аномалии, а работата на Кейнан и Райх показва съотношението на броя на Х хромозомите към автозомите при 3/4 (в границите на грешката). Как африканското изселване беше толкова различно? Все още няма отговор на този въпрос, но е възможно всички ние, с изключение на африканците, да сме деца на много малък брой жени и много по-голям брой мъже.