Sólin Sólin Rís 09:53 • sest 17:32 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 18:01 • Sest 11:02 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:05 • Síðdegis: 19:23 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:55 • Síðdegis: 13:22 í Reykjavík

Hvernig er hægt að rekja skyldleika allra núlifandi manna til einnar formóður?

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson

Allar núlifandi manneskjur[1] geta rakið ættir sínar til baka til einnar formóður sem lifði í Afríku. Skyldleiki er meðal annars rakinn með því að nota erfðaupplýsingar, til dæmis um breytileika á ákveðnum stað innan gens, í heilum genum, hluta litninga eða jafnvel alls erfðamengisins. Hægt er að meta hversu langt er síðan þessi sameiginlega formóðir var uppi með því að rannsaka sérstaka litninga sem erfast bara frá mæðrum til afkvæma (hvatbera-litningurinn).

Hvatberar eru orkuverksmiðjur fruma heilkjörnunga, og eru sérstakir meðal frumulíffæra af því að þeir hafa sinn eigin litning (mtDNA). Annars er erfðaefnið okkar í kjarna fruma. Ólíkt erfðaefninu í kjarnanum, sem við erfum bæði frá móður og föður, þá erfist mtDNA aðeins frá móður. Þetta stafar af því að allir hvatberar sæðisfrumunnar eru staðsettir í halanum sem verður eftir fyrir utan eggfrumuna við frjóvgun, svo allir hvatberar hvers einstaklings koma alfarið frá móður. Þetta er nær algilt í dýraríkinu.[2] Erfðaefni hvatbera endurraðast ekki, og það hentar því mjög vel til að rekja ættir og meta aldur innan og milli hópa.

Hvatberar eru með litninga, sem erfast frá móður til afkvæma. Þeir eru ættaðir frá bakteríu sem gekk í bandalag við aðra frumu fyrir meira en milljarði ára. Þannig komu heilkjörnungar fram á þróunarsviðið.

Ef við skoðum hvatberalitninga í nógu mörgum einstaklingum víðsvegar úr heiminum er hægt að finna út hvenær sameiginleg formóðir mannkyns var uppi. Þetta er hugmyndin um konu sem fengið hefur nafnið Hvatbera-Eva (e. Mitochondrial Eve) þar sem hvatberaerfðaefni allra núlifandi manna má rekja til hennar. Aldur Hvatbera-Evu er fundinn út með því að skoða breytileika í hvatberalitningnum (mtDNA) sem eru tilkomnir vegna stökkbreytinga. Metið hefur verið að stökkbreytihraði mtDNA sé um ein SNP[3] breyting fyrir hver 3500 ár.

Árið 1987 var fyrst metið hvenær Hvatbera-Eva var uppi og var niðurstaðan milli 140 - 200 þúsund ár. Í rannsókn frá árinu 2013 var metið að hún hefði verið uppi fyrir um 99 - 148 þúsund árum. Það þýðir samt ekki að Eva og maður hennar hafi verið eina fólkið uppi á þeim tíma heldur þýðir bara að samtímakonur þeirra eigi engan beinan afkomanda (í kvenlegg) meðal nútímamanna.[4]

Hugtakið Hvatbera-Eva hefur alltaf sömu merkingu. Það fer þó eftir því hvar okkur ber niður í þróunarsögu mannkyns hver formóðirin var og fyrir hversu löngu hún var uppi. Ef stofn manna er stór og stöðugur er líklegt að formóðirin liggi djúpt í fortíðinni. Ef stofnar fara hins vegar í gegnum flöskuháls, það er að segja mjög fáir einstaklingar mynda hverja kynslóð, þá tapast erfðabreytileiki og þar með styttist tíminn frá síðustu formóður. Þetta er einmitt notað af stofnerfðafræðingum til að meta sögu stofna, stærð þeirra og breytileika djúpt aftur í aldir.

Ef til dæmis stofn manna færi í gegnum slíkan flöskuháls, myndu margir afkomendur formóðurinnar deyja, jafnvel allir fulltrúar allra greina nema einnar. Ef þetta gerist, þá færist titillinn til þeirrar konu sem er ættmóðir þeirra eftirlifandi. Talið er að menn sem yfirgáfu Afríku fyrir 50.000 til 60.000 árum hafi farið í gegnum slíkan flöskuháls og þess vegna sé minni erfðabreytileiki (að meðaltali) í hópum utan Afríku en innan.

Samantekt:

  • Erfðaefnið í hvatberum erfist bara í kvenlegg.
  • Formóðir allra núlifandi manna er kölluð Hvatbera-Eva (en gæti verið kölluð Embla með hliðsjón af norrænni goðafræði).
  • Miðað við núverandi gögn er talið að Hvatbera-Eva hafi verið uppi fyrir um 99-149 þúsund árum.
  • Annað fólk sem var uppi á sama tíma og Hvatbera-Eva á afkomendur í dag, en enginn þeirra í beinan kvenlegg.

Tilvísanir:
  1. ^ Sem voru nýlega orðnar 8 milljarðar þegar þessi pistill var skrifaður í nóvember 2022.
  2. ^ Ef hvatberar föður berast inn í egg, þá eru þeir í svo miklum minnihluta að þeir verða undir þegar frumur fjölfrumungsins taka að fjölga sér.
  3. ^ SNP (Single Nucleotide Polymorphism) eða kirnabreytileiki er frávik á einum tilteknum stað í erfðamenginu.
  4. ^ Eða að minnsta kosti þeirra sem skoðaðir voru í rannsókninni sem um ræðir. Einnig gæti titilinn færst aftar í tíma ef enn eldri lína mtDNA uppgötvast líkt og gerðist með Y-litninga Adam.

Heimildir og mynd:

Höfundar

Arnar Pálsson

erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ

Útgáfudagur

24.1.2023

Spyrjandi

Hafrún S.

Tilvísun

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson. „Hvernig er hægt að rekja skyldleika allra núlifandi manna til einnar formóður?“ Vísindavefurinn, 24. janúar 2023. Sótt 6. febrúar 2023. http://visindavefur.is/svar.php?id=84536.

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson. (2023, 24. janúar). Hvernig er hægt að rekja skyldleika allra núlifandi manna til einnar formóður? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=84536

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson. „Hvernig er hægt að rekja skyldleika allra núlifandi manna til einnar formóður?“ Vísindavefurinn. 24. jan. 2023. Vefsíða. 6. feb. 2023. <http://visindavefur.is/svar.php?id=84536>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig er hægt að rekja skyldleika allra núlifandi manna til einnar formóður?
Allar núlifandi manneskjur[1] geta rakið ættir sínar til baka til einnar formóður sem lifði í Afríku. Skyldleiki er meðal annars rakinn með því að nota erfðaupplýsingar, til dæmis um breytileika á ákveðnum stað innan gens, í heilum genum, hluta litninga eða jafnvel alls erfðamengisins. Hægt er að meta hversu langt er síðan þessi sameiginlega formóðir var uppi með því að rannsaka sérstaka litninga sem erfast bara frá mæðrum til afkvæma (hvatbera-litningurinn).

Hvatberar eru orkuverksmiðjur fruma heilkjörnunga, og eru sérstakir meðal frumulíffæra af því að þeir hafa sinn eigin litning (mtDNA). Annars er erfðaefnið okkar í kjarna fruma. Ólíkt erfðaefninu í kjarnanum, sem við erfum bæði frá móður og föður, þá erfist mtDNA aðeins frá móður. Þetta stafar af því að allir hvatberar sæðisfrumunnar eru staðsettir í halanum sem verður eftir fyrir utan eggfrumuna við frjóvgun, svo allir hvatberar hvers einstaklings koma alfarið frá móður. Þetta er nær algilt í dýraríkinu.[2] Erfðaefni hvatbera endurraðast ekki, og það hentar því mjög vel til að rekja ættir og meta aldur innan og milli hópa.

Hvatberar eru með litninga, sem erfast frá móður til afkvæma. Þeir eru ættaðir frá bakteríu sem gekk í bandalag við aðra frumu fyrir meira en milljarði ára. Þannig komu heilkjörnungar fram á þróunarsviðið.

Ef við skoðum hvatberalitninga í nógu mörgum einstaklingum víðsvegar úr heiminum er hægt að finna út hvenær sameiginleg formóðir mannkyns var uppi. Þetta er hugmyndin um konu sem fengið hefur nafnið Hvatbera-Eva (e. Mitochondrial Eve) þar sem hvatberaerfðaefni allra núlifandi manna má rekja til hennar. Aldur Hvatbera-Evu er fundinn út með því að skoða breytileika í hvatberalitningnum (mtDNA) sem eru tilkomnir vegna stökkbreytinga. Metið hefur verið að stökkbreytihraði mtDNA sé um ein SNP[3] breyting fyrir hver 3500 ár.

Árið 1987 var fyrst metið hvenær Hvatbera-Eva var uppi og var niðurstaðan milli 140 - 200 þúsund ár. Í rannsókn frá árinu 2013 var metið að hún hefði verið uppi fyrir um 99 - 148 þúsund árum. Það þýðir samt ekki að Eva og maður hennar hafi verið eina fólkið uppi á þeim tíma heldur þýðir bara að samtímakonur þeirra eigi engan beinan afkomanda (í kvenlegg) meðal nútímamanna.[4]

Hugtakið Hvatbera-Eva hefur alltaf sömu merkingu. Það fer þó eftir því hvar okkur ber niður í þróunarsögu mannkyns hver formóðirin var og fyrir hversu löngu hún var uppi. Ef stofn manna er stór og stöðugur er líklegt að formóðirin liggi djúpt í fortíðinni. Ef stofnar fara hins vegar í gegnum flöskuháls, það er að segja mjög fáir einstaklingar mynda hverja kynslóð, þá tapast erfðabreytileiki og þar með styttist tíminn frá síðustu formóður. Þetta er einmitt notað af stofnerfðafræðingum til að meta sögu stofna, stærð þeirra og breytileika djúpt aftur í aldir.

Ef til dæmis stofn manna færi í gegnum slíkan flöskuháls, myndu margir afkomendur formóðurinnar deyja, jafnvel allir fulltrúar allra greina nema einnar. Ef þetta gerist, þá færist titillinn til þeirrar konu sem er ættmóðir þeirra eftirlifandi. Talið er að menn sem yfirgáfu Afríku fyrir 50.000 til 60.000 árum hafi farið í gegnum slíkan flöskuháls og þess vegna sé minni erfðabreytileiki (að meðaltali) í hópum utan Afríku en innan.

Samantekt:

  • Erfðaefnið í hvatberum erfist bara í kvenlegg.
  • Formóðir allra núlifandi manna er kölluð Hvatbera-Eva (en gæti verið kölluð Embla með hliðsjón af norrænni goðafræði).
  • Miðað við núverandi gögn er talið að Hvatbera-Eva hafi verið uppi fyrir um 99-149 þúsund árum.
  • Annað fólk sem var uppi á sama tíma og Hvatbera-Eva á afkomendur í dag, en enginn þeirra í beinan kvenlegg.

Tilvísanir:
  1. ^ Sem voru nýlega orðnar 8 milljarðar þegar þessi pistill var skrifaður í nóvember 2022.
  2. ^ Ef hvatberar föður berast inn í egg, þá eru þeir í svo miklum minnihluta að þeir verða undir þegar frumur fjölfrumungsins taka að fjölga sér.
  3. ^ SNP (Single Nucleotide Polymorphism) eða kirnabreytileiki er frávik á einum tilteknum stað í erfðamenginu.
  4. ^ Eða að minnsta kosti þeirra sem skoðaðir voru í rannsókninni sem um ræðir. Einnig gæti titilinn færst aftar í tíma ef enn eldri lína mtDNA uppgötvast líkt og gerðist með Y-litninga Adam.

Heimildir og mynd:

...