В конце XX века, когда стремительными шагами развивалась генетика, мир поразило заявление Аллана Уилсона, ученого, изучавшего геном человека, о том, что все люди происходят от одной-единственной женщины, жившей в Африке около 200 тысяч лет назад. Креационисты возликовали и тут же окрестили праматерь человечества Евой. Затем оказалось, что и предок по мужской линии был один у всех живущих ныне людей. Его, по аналогии, стали называть Адамом. Однако случилось неувязочка: Адам и Ева никогда не встречались! Как же так?
Митохондриальная Ева
Для начала следует понять, как вообще сделали эти замечательные открытия. А начать следует издалека - еще с того времени, когда возникали самые первые ядерные клетки.
Живая клетка - удивительно сложный механизм со множеством органелл (так называются отдельные структуры, "органы" клетки, например, ядро). Одной из таких органелл являются митохондрии - некие организмы (бактерии) захваченные клеткой на заре эволюции и фактически являвшиеся в начале ее симбионтами. Митохондрия - что-то вроде энергетической станции клетки. Не будем вдаваться в биохимические подробности, это тема отдельной статьи, а в данном случае нас интересует удивительный факт, что митохондрии, являясь клеточными органеллами, сохранили свою собственную ДНК! Это как если бы наш желудок был отдельным существом, жил своей жизнью и сам по себе размножался, переваривая для нас пищу только потому, что находится внутри нашего живота. Но вернемся к митохондриям и Еве. В организме женщины яйцеклетки несут те же самые митохондрии, что и все остальные, а митохондрии сперматозоида при оплодотворении разрушаются. Получается, что будущий отпрыск счастливой пары наследует ядерную ДНК и от папы и от мамы, а вот митохондриальную (мтДНК) - только от мамы. Дальше вступает в силу математическая модель, показывающая, что в отдельной популяции выживает в конце концов только одна линия мтДНК. Не утомляя мозг математикой, объясним все просто, на примере.
Допустим, у нас есть популяция, в которой находятся три репродуктивные женщины - соответственно они обладают тремя линиями мтДНК. Допустим, первая родила мальчика и девочку, вторая двух девочек, а третья - только мальчиков. Очевидно, что третья линия мтДНК прервалась - мальчики не смогут передать гены митохондрий матери потомкам. Во втором поколении у нас снова три женщины, дочери женщин первого поколения, но всего две генетический линии, причем носителем первой является только одна дама, а носителем второй - две. И если наша первая мама родит в следующем поколении только мальчиков, в популяции останется лишь одна линия мтДНК - вторая. Вот так вот примерно это работает.
Это все не значит, что наша праматерь была особенной. Она жила вместе с такими же женщинами, как она сама, собирала корешки и плоды, варила кашу, любила мужа и детей. Просто статистически ее митохондриям повезло выжить и распространиться по всей популяции, что неизбежно (статистически) случилось бы с одной из генетических линий.
Справедливости ради следует заметить, что Аллан Уилсон, первооткрыватель вот этого всего, возражал против пафосного термина "митохондриальная Ева", предлагая более нейтральный Lucky Mother (счастливая мать).
А что же Адам? (Чуть было не сказал "Титов" =) )
Y-хромосомный Адам
Если рождается девочка, в ее геноме обнаружатся в соответствующем месте две Х-хромосомы, если же мальчик, соответствующая пара хромосом будет содержать одну Х, и одну Y. Они и правда так выглядят, похожими на эти буквы.
Так как у женщин нет Y-хромосомы, получается, что она передается от отца сыну без изменений, что дает нам возможность выделить предковые линии и свести их все к одному Y-хромосомному Адаму. Однако в отличие от праматери, наш праотец обладал, видимо, какими-то преимуществами перед остальными мужчинами популяции. Дело в том, что мтДНК передается пассивно - практически ничего не зависит от того, какая у Вас мтДНК, а вот Y-хромосома содержится в ядерном геноме и участвует в половом отборе.
Так, например, большая часть населения Восточной Азии ведет свой род от некоего человека, жившего в Монгольских степях примерно в XIII веке. Практически наверняка это Чингис-Хан. Если когда-нибудь будет найдена могила великого завоевателя, мы узнаем это точно. А общий предок всего человечества жил около ста тысяч лет назад. Статья про Y-хромосомного Адама лежит здесь.
Как определили время жизни Адама и Евы
Y-хромосома и мтДНК передаются, конечно, без изменений, но это не значит, что иногда не возникают небольшие мутации. Эти мутации и являются маркерами отдельных генетических линий. Кроме того, скорость появления этих мутаций можно примерно посчитать, что и даст нам время жизни наших общих предков.