Sind Wir Alle Von Einer Gemeinsamen Vorfahrenin Abstammen?

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Ein gemeinsamer weiblicher vorfahre könnte das sein, worauf alle menschen ihre abstammung zurückverfolgen können. Erfahren sie mehr über den gemeinsamen weiblichen vorfahren und die mitochondriale eva.

1987 veröffentlichte eine Gruppe von Genetikern eine überraschende Studie in der Fachzeitschrift Nature.- Die Forscher untersuchten die mitochondriale DNA (mtDNA) von 147 Personen aus allen heutigen Rassengruppen. Diese Forscher fanden heraus, dass die Abstammung aller heute lebenden Menschen auf einen von zwei Zweigen im Stammbaum der Menschheit fällt. Einer dieser Zweige besteht aus nichts außer der afrikanischen Abstammung, der andere enthält alle anderen Gruppen, einschließlich einiger afrikanischer Abstammung.

Noch eindrucksvoller sind die Genetiker zu dem Schluss gekommen, dass jeder Mensch auf der Erde seine Abstammung auf eine einzige gemeinsame Vorfahrin zurückführen kann, die vor rund 200.000 Jahren lebte. Da ein ganzer Zweig menschlicher Abstammung afrikanischer Abstammung ist und der andere auch afrikanische Abstammung enthält, kamen die Autoren der Studie zu dem Schluss, dass Afrika der Ort ist, an dem diese Frau lebte. Die Wissenschaftler nannten diesen gemeinsamen weiblichen Vorfahren Mitochondrialer Abend.

Die Forscher hatten die Idee zu diesem Projekt, basierend auf einer Entdeckung eines anderen Genetikers aus dem Jahr 1980. Dr. Wesley Brown stellte fest, dass beim Vergleich der mtDNA von zwei Menschen die Proben viel ähnlicher sind als bei der mtDNA von zwei anderen Primaten - zum Beispiel zwei Schimpansen - wird verglichen. Brown stellte in der Tat fest, dass die mtDNA von zwei Menschen nur etwa halb so viele Unterschiede aufweist wie die mtDNA von zwei anderen Primaten innerhalb derselben Spezies [Quelle: Cann]. Dies deutet darauf hin, dass Menschen einen viel jüngeren gemeinsamen Vorfahren haben als andere Primaten, eine Idee, die so verlockend ist, dass die Nature-Untersuchung eingeleitet wird.

Die Hauptautorin der Studie, Rebecca Cann, nannte ihre Kollegen und ihre Entscheidung, Eve als Namen zu verwenden, "eine verspielte Fehlkandidatur", und wies darauf hin, dass die Studie nicht implizierte, dass die Mitochondrial-Eva nicht die erste oder einzige war - Frau auf der Erde während ihrer Zeit [Quelle: Cann]. Stattdessen ist diese Frau die jüngste Person, auf die alle Menschen ihre Genealogie zurückführen können. Mit anderen Worten, es gab viele Frauen, die vor ihr kamen, und viele Frauen, die danach kamen, aber ihr Leben ist der Punkt, von dem aus alle modernen Zweige im Stammbaum der Menschheit gewachsen sind.

Als die Forscher in der Studie von 1987 Proben von 147 verschiedenen Personen und Feten untersuchten, fanden sie 133 unterschiedliche Sequenzen von mtDNA. Es stellte sich heraus, dass einige der befragten Personen kürzlich in Verbindung standen. Nachdem sie die Anzahl der Unterschiede zwischen den mtDNA-Proben innerhalb der Rassen verglichen hatten, stellten sie fest, dass die Afrikaner die größte Vielfalt (dh die meisten Unterschiede) einer einzelnen Rassengruppe aufweisen. Dies lässt vermuten, dass die bei Afrikanern gefundene mtDNA die älteste ist: Da sie die meisten Mutationen hatte, ein Vorgang, der Zeit braucht, muss er die älteste der heutigen Linien sein.

Die zwei unterschiedlichen Zweige, die sie entdeckten, enthielten die mtDNA, die in den fünf Hauptpopulationen der Erde gefunden wurde: in Afrika, Asien, Europa, Australien und Neu Guinean. Die Forscher fanden heraus, dass die Rassenpopulationen in dem nicht ausschließlich afrikanischen Zweig häufig mehr als eine Abstammungslinie hatten. Eine neuguinische Abstammungslinie findet beispielsweise ihren engsten Verwandten in einer in Asien vorkommenden Abstammung, nicht in Neuguinea. Alle Linien und beide Zweige lassen sich jedoch auf einen theoretischen Punkt zurückführen: Mitochondrial Eve.

Wie wurde Eve der jüngste gemeinsame Vorfahr der Menschheit? Wir werden uns das in diesem Artikel ansehen und einige Argumente gegen die Theorie der Mitochondrialen Eva vorbringen. Aber was sind Mitochondrien und warum verwenden Wissenschaftler mtDNA, um die Abstammung zu verfolgen?

Ein bisschen über Mitochondrien

Während weibliche Eier viele Mitochondrien enthalten, enthalten männliche Spermien nur wenige, die nach der Befruchtung verloren gehen.

Während weibliche Eier viele Mitochondrien enthalten, enthalten männliche Spermien nur wenige, die nach der Befruchtung verloren gehen.

Seit dem 19. Jahrhundert kennen Biologen Mitochondrien. Aber erst in den späten 70er Jahren wurde der Wert der Verwendung von DNA in Mitochondrien für die Verfolgung der menschlichen Geschichte deutlich. Mitochondriale DNA unterscheidet sich in einigen wichtigen Punkten von der Kern-DNA. Die DNA-Vielfalt im Zellkern Ihrer Zellen bestimmt Ihre Augenfarbe, Rassenmerkmale, Anfälligkeit für bestimmte Krankheiten und andere definierende Merkmale. mtDNA enthält dagegen Codes für die Herstellung von Proteinen und die Durchführung anderer Prozesse, die Mitochondrien durchführen.

Die Gene, die Sie in Form von Kern-DNA tragen, sind das Ergebnis einer Fusion der DNA Ihrer Mutter und Ihres Vaters - diese Fusion heißt Rekombination. mtDNA wird jedoch fast ausschließlich von Ihrer Mutter abgeleitet. Dies liegt daran, dass das Ei eines weiblichen Menschen viel mtDNA enthält, während männliches Sperma nur ein bisschen Mitochondrien enthält. Eine der Funktionen eines einzelnen Mitochondriums besteht darin, Energie für die Zelle zu erzeugen, in der sich das Sperma befindet, und die Spermien verwenden einige Mitochondrien im Schwanz, um ihre Rasse auf das Ei zur Befruchtung anzutreiben. Diese Mitochondrien werden zerstört, nachdem das Sperma das Ei befruchtet hat, und somit geht jegliche mtDNA, die von der Vaterseite weitergegeben werden könnte, verloren.

Dies bedeutet, dass mtDNA ist Matrilineal - Nur die mütterliche Seite überlebt von Generation zu Generation. Eine Mutter, die nur Söhne gebiert, wird ihre mtDNA-Linie verloren sehen. Die Untersuchung von mtDNA hat bisher nur seltene und ungewöhnliche Fälle ergeben, in denen väterliche mtDNA überlebt und an das Kind weitergegeben wird.

Mitochondrien sind auch für Evolutionisten wertvoll, da Kopien der gleichen mtDNA, die Sie besitzen, in Ihrem ganzen Körper in Zellen gefunden werden können. Auch in jeder Zelle können Tausende von mtDNA-Kopien vorhanden sein.Umgekehrt enthält die Kern-DNA einer Zelle normalerweise nur zwei Kopien. Es ist auch einfacher, mtDNA zu extrahieren als Kern-DNA, da sie außerhalb des fragilen und schneller zerfallenden Zellkerns gefunden wird.

Das alles summiert sich damit, dass Ihre mtDNA der Ihrer Mutter entspricht, da es keine Rekombination gibt, um eine dritte Version zu bilden, die sich von der Ihrer Mutter und Ihres Vaters unterscheidet, aber eine Kombination aus beiden. Dies macht mtDNA aus anthropologischer Sicht viel einfacher zu verfolgen.

Menschen gibt es schon lange. In den Hunderttausenden von Jahren, in denen wir den Planeten betreten haben, ist unsere Zahl gewachsen. Wie kam es, dass erst vor etwa 200.000 Jahren eine einzelne Frau die Urgroßmutter von uns allen wurde? Sollte die menschliche Geschichte nicht weiter zurückgehen?

Lesen Sie die nächste Seite, um zu erfahren, wie die Menschheit dem Aussterben nahe gekommen sein könnte und die Bühne für Mitochondrial Eve bereitet, um ihr Erbe zu hinterlassen.

Videogalerie: DNA-Forschung

-Forscherin Daphne Preuss hat einen Weg gefunden, Pflanzen genetisches Material hinzuzufügen. Erfahren Sie in diesem Video von der University of Chicago, was dies zur Verbesserung von Ernten und medizinischen Durchbrüchen bedeuten kann.

Eine neue webbasierte DNA-Datenbank kann Forschern die Hinweise geben, die sie benötigen, um bestimmte Krankheiten zu besiegen. Sehen Sie in diesem Video von ScienCentral.

In diesem Video von ScienCentral erfahren Sie, wie Forscher DNA-Beweise in Menschen und Affen gefunden haben, die erklären, warum menschliche Gehirne so viel größer sind.

Alles über Eva

Es wird angenommen, dass ein Vulkan in Sumatra wie dieser die Menschheit nach einem Ausbruch vor 70.000 Jahren zu einem Engpass in der Evolution gezwungen hat.

Es wird angenommen, dass ein Vulkan in Sumatra wie dieser die Menschheit nach einem Ausbruch vor 70.000 Jahren zu einem Engpass in der Evolution gezwungen hat.

Cann und ihre Kollegen schätzten, dass Mitochondrial Eve vor etwa 200.000 Jahren lebte. Mit ihrer Fehlerquote wäre sie vor 500.000 bis 50.000 Jahren am Leben gewesen. In Anbetracht der Tatsache, dass Eva vermutlich zu einer Zeit gelebt hat, als es noch andere Frauen gab, wie kommt es, dass wir heute alle von uns alleine abstammen? Es gibt ein paar Erklärungen dafür, wie nur Eves mtDNA alleine überlebt haben könnte, und höchstwahrscheinlich ist eine Kombination aus konvergierenden Faktoren dafür verantwortlich.

Die wahrscheinlichste Möglichkeit ist, dass eine evolutionärer Engpass trat unter der Menschheit auf, als Eva lebte. Dies ist eine Situation, in der eine große Mehrheit der Artenmitglieder plötzlich aussterben und die Arten zum Aussterben bringen. Dieser plötzliche Rückgang der Zahlen ist nicht auf irgendeine Art von Anpassungsversagen zurückzuführen. Vielmehr ist es eher das Ergebnis einer Katastrophe, zum Beispiel eines Kometen, der die Erde trifft. Danach bleiben nur noch wenige Mitglieder, um die Gruppe neu zu füllen und sich weiterzuentwickeln. Es wird vermutet, dass Engpässe zu verschiedenen Zeiten in der Geschichte der Menschheit stattgefunden haben. Daher ist es keine weit hergeholte Vorstellung, dass ein solches Ereignis zu Lebzeiten Evas stattgefunden haben könnte.

Ein Bericht aus dem Jahr 1998 kam zu dem Schluss, dass die Menschheit vor rund 70.000 Jahren auf nur etwa 15.000 Menschen auf dem gesamten Planeten reduziert wurde [Quelle: Whitehouse]. Da sich nur wenige Menschen auf dem ganzen Planeten ausbreiteten, stand die Menschheit tatsächlich am Aussterben. Das Ereignis, das den Beinahe-Verlust unserer Spezies verursachte, war ein Ausbruch des Mount Toba in Sumatra. Dieser Vulkanausbruch war so immens, dass er die globalen Temperaturen senkte, die Tiere und Pflanzen abtötete, die den Menschen nährten und die kälteste Eiszeit anregte, die der Planet seit 1000 Jahren gesehen hat.

- Die Theorie der Mitochondrialen Eva evoziert ähnliche Szenarien. Wenn die menschliche Bevölkerung drastisch zurückging und es nicht viele Frauen gab, um Kinder zu haben, ist die Bühne für eine „glückliche Mutter“ bereit, wie Cann es sagt, als jüngster gemeinsamer Vorfahr. Es ist möglich, dass die mtDNA der anderen Frauen nach einigen Generationen ausgestorben ist. Wenn eine Frau nur männliche Nachkommen hervorbringt, wird ihre mtDNA nicht weitergegeben, da Kinder keine mtDNA von ihrem Vater erhalten. Dies bedeutet, dass die Söhne der Frau zwar ihre mtDNA haben werden, ihre Enkel jedoch nicht, und ihre Linie wird verloren gehen.

Es ist möglich, dass dies die Ursache dafür war, dass Eva als einzige „glückliche Mutter“ auftauchte, die uns alle geboren hat.

Probleme mit dem Verständnis haben? Keine Sorgen machen. Auf der nächsten Seite finden Sie eine Erläuterung der theoretischen Möglichkeiten von mtDNA auf der nächsten Seite. Es wird ein bisschen klären.

Ein Beispiel für mtDNA-Forschung

Chuck Kennedy / Getty Images Mitochondriale DNA ist nützlich, um Verwandte zu identifizieren. Es wird hier im Armed Forces DNA Identification Laboratory in Rockville, Maryland, verwendet, um die Überreste von Soldaten zu identifizieren.

Chuck Kennedy / Getty Images Mitochondriale DNA ist nützlich, um Verwandte zu identifizieren. Es wird hier im Armed Forces DNA Identification Laboratory in Rockville, Maryland, zur Identifizierung von Überresten von Soldaten verwendet.

Auch wenn die Rede von genetischen Mutationen und DNA-Sequenzen komplex erscheint, basiert das Tracking von mtDNA im Kern auf einer täuschend einfachen Vorstellung: Menschen, deren Vorfahren einst eng miteinander verwandt waren, sollten eine fast identische mtDNA haben. mtDNA kann im Laufe der Zeit Mutationen durchmachen, aber es dauert einige Zeit, bis diese Mutationen auftreten. Je weniger es gibt, desto weniger Zeit ist vergangen, seit die Vorfahren zweier Familien auseinandergegangen sind. Personen, die nur wenige Unterschiede in ihren mtDNA-Sequenzen haben, wären in jüngerer Zeit verwandt als Sequenzen, die viele Unterschiede aufweisen.

Denken Sie so darüber nach. Nehmen wir an, Ihre Ururgroßmutter neben Ihrer Mutter, die wir Mildred nennen, hatte eine Schwester, die wir Tillie nennen. Beide hatten eine identische mtDNA, die sie von ihrer Mutter erhielten. Aber stellen Sie sich vor, Tillie und Mildred hätten einen schrecklichen Streit gehabt, und Tillie bewegte sich quer durch das Land, während Mildreds Nachkommen - auch Sie - darunter blieben.

Tillie und Millie sprachen nie wieder. Beide Frauen haben Mädchen zur Welt gebracht, und so wurde ihre matrilinale mtDNA weitergegeben.Im Laufe der Generationen wurden sich die Familien der beiden jedoch immer weniger der Existenz des anderen Zweiges bewusst, bis sich keine der beiden Linien der anderen bewusst war. Die beiden Linien werden jedoch versehentlich wiedervereinigt. Die Forscher stellten eine nationale Anzeige auf, in der sie nach Testpersonen gefragt wurden, um die neuesten Trends der menschlichen Bevölkerung unter Verwendung von mtDNA für Kartierungen zu untersuchen. Zufällig entscheiden Sie und ein entfernter Cousin von Tillie, dass beide sich freiwillig melden.

Nachdem sie eine DNA-Probe von Ihnen gesammelt haben, vergleichen die Forscher Ihre mtDNA mit den Sequenzen der anderen Kandidaten. Sieh und siehe, sie stellen fest, dass zwei Freiwillige Cousins ​​sind. Wenn Sie Ihre mtDNA mit der Ihres Cousins ​​vergleichen, sollten die Genetiker in der Lage sein zu sagen, wie lange Tillie und Mildred vor langer Zeit gestritten haben. Wenn sie die lokale Bevölkerung Ihrer Gegend und die Ihres Cousins ​​überprüften, sollten sie auch in der Lage sein zu erkennen, ob es sich bei Tillie oder Millie um die Migration handelte, indem sie herausfanden, welche Population mehr von der in Ihrer Familie vorhandenen mtDNA hatte - mehr Menschen mit Dieselbe mtDNA bedeutet, dass diese Sequenz länger ist. Darüber hinaus können sie auch zu dem Schluss kommen, dass Sie und Ihr Cousin eine ähnliche mtDNA haben. Sie haben einen der häufigsten Vorfahren, die Frau, die Mutter von Tillie und Mildred ist.

Da mtDNA-Mutationen eine Weile brauchen, ist es für diese imaginären Genetiker ziemlich schwierig, Sie und Ihren Cousin genau zu bestimmen, aber wenn diese Technik über einen Zeitraum von zehn bis hunderttausenden von Jahren extrapoliert wird, wird es viel lebensfähiger.

Nicht jeder kauft jedoch die Theorie der Mitochondrialen Eva. Lesen Sie die nächste Seite, um mehr über die Kritik an der Studie zu erfahren.

Eva unter Beschuss

Nach Kritik an der Erhebung von DNA-Proben von Afroamerikanern statt Afrikanern in ihrer Studie, besuchten Cann und ihre Kollegen in Afrika lebende Menschen wie diese Sudanesen, um ihre genetischen Informationen zu sammeln. Die Ergebnisse waren die gleichen.

Nach Kritik an der Erhebung von DNA-Proben von Afroamerikanern statt Afrikanern in ihrer Studie, besuchten Cann und ihre Kollegen in Afrika lebende Menschen wie diese Sudanesen, um ihre genetischen Informationen zu sammeln. Die Ergebnisse waren die gleichen.

Das evolutionäre Mapping durch die Verwendung von mtDNA ist ungenau. Als die mtDNA-Studie nach den späten 70er Jahren fortgesetzt wurde, entdeckten Wissenschaftler eine Eigenschaft, die als bekannt ist Heteroplasmie - das Vorhandensein von mehr als einer mtDNA-Sequenz in derselben Person gefunden wurde. Selbst bei einer einzelnen Person gibt es Unterschiede zwischen mtDNA, die es schwierig machen, eine Person oder Gruppe mit einer anderen Person zu vergleichen.

Die Studie aus dem Jahr 1987, die das Konzept der Mitochondrial Eve der Welt vorstellte, wurde angegriffen, als darauf hingewiesen wurde, dass die von den untersuchten Forschern untersuchte "afrikanische" Bevölkerung eigentlich fast ausschließlich aus Afroamerikanern bestand. Ist es möglich, dass in den wenigen hundert Jahren, seit die Afrikaner gegen ihren Willen nach Amerika importiert wurden, die mtDNA der Afroamerikaner genug mutiert war, um die Probe unbrauchbar zu machen? Angesichts der Kritik nahmen Cann und ihre Kollegen eine zusätzliche Probe von Afrikanern, die in Afrika lebten, fanden jedoch praktisch die gleichen Ergebnisse.

Ein weiteres Problem der mtDNA-Studie sind die Unterschiede in der Mutationsrate. Denken Sie so darüber nach, wenn Sie nachsehen, wie lange es dauerte, bis eine bestimmte Sequenz von mtDNA eine Veränderung - eine Mutation - entwickelt hat, und zu dem Schluss kam, dass es 1.000 Jahre dauerte, dann zwei mtDNA-Stämme derselben Linie mit zwei Mutationen wäre vor etwa 2000 Jahren divergiert, richtig? So entschieden Cann und ihr Unternehmen, dass Mitochondrial Eve vor rund 200.000 Jahren lebte.

Die Forscher sagten, dass sie in ihrer Studie davon ausgegangen sind, dass mtDNA mit einer konstanten Rate mutiert. Das Problem ist, dass die Wissenschaft nicht genau weiß, wie hoch die Mutationsrate für mtDNA ist, wenn überhaupt eine messbare Rate vorliegt. Wenn Sie sich die Mutationsrate unter einer ganzen Gruppe von Organismen anschauen, sagen wir, alle heute lebenden Menschen - genannt phylogenetische Rate - Sie könnten daraus schließen, dass mtDNA mit einer konstanten Rate mutiert. Aber wenn Sie sich eine einzige Familienlinie innerhalb dieser größeren Gruppe ansehen - die Pedigree-Rate - Sie werden höchstwahrscheinlich eine völlig andere Mutationsrate feststellen.

Da die von Cann und ihren Mitautoren verwendete "Mutationsuhr" in Frage gestellt wurde, verlängerten sie das Datum für Evas Existenz auf 500.000 bis 50.000 Jahre.

Jahrzehnte nach der Veröffentlichung der Mitochondrial Eve-Studie werden die Ergebnisse immer noch heftig diskutiert. Sind wir alle von einem jüngsten gemeinsamen Vorfahren abstammen, der vor 200.000 Jahren gelebt hat? Kann mtDNA uns sogar genau sagen? Diese Fragen bleiben unbeantwortet und rahmen die zukünftige Arbeit von Evolutionsgenetikern ein. Die Studie von 1987 war jedoch bahnbrechend genug, dass sie die Art und Weise verändert hat, wie wir über uns als Menschen denken. Es wurde darauf hingewiesen, dass wir uns irgendwo entlang der Geschichte miteinander verbunden haben.

Weitere Informationen zu Evolution und verwandten Themen finden Sie auf der nächsten Seite.


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