Sólin Sólin Rís 08:54 • sest 18:29 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 18:18 • Sest 09:37 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:41 • Síðdegis: 19:01 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:33 • Síðdegis: 12:58 í Reykjavík

Er vitað hvenær sameiginlegur forfaðir allra núlifandi manna var uppi?

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson

Allar núlifandi manneskjur[1] geta rakið ættir sínar til forfeðra. Þeim mun aftar eða ofar í ættartréð sem farið er, þeim mun fleiri verða forfeðurnir. En greinar ættartrjáa tengjast iðulega eftir því sem lengra er rakið aftur. Því má ímynda sér að hægt sé að rekja ættartré allra núlifandi manna til eins forföðurs. Sá lifði í Afríku.

Hægt er að rekja skyldleika einstaklinga með því að nota erfðaupplýsingar, til dæmis skoða breytileika á ákveðnum stað innan gens, í heilum genum, hluta litninga eða jafnvel alls erfðamengisins. Litningar aðskiljast þegar kynfrumur myndast og einnig er endurröðun innan litninga. Erfðaefnið frá foreldrum stokkast upp og dreifist handahófskennt til afkomendanna.

Af þessu leiðir að ættartré einstaklinga og ættartré gena eru ekki eins.[2] Og ættartré ólíkra gena og litninga eru ekki eins. A-litningar og X-litningar endurraðast og því eiga ólíkir hlutir litninganna mismunandi sögu. En það eru tveir hlutar erfðamengis manna sem endurraðast ekki, Y-litningurinn og litningur hvatberans. Um hvatberalitninginn er fjallað sérstaklega í svari við spurningunni Hvernig er hægt að rekja skyldleika allra núlifandi manna til einnar formóður? en hér verður litið nánar á Y-litninginn.

Ættartré Y-litninga, út frá skilgreindum setraða-hópum (e. haplogroup).

Y-litningurinn er sérstakur því þótt hann sé rúmir 60.000.000 basar á lengd eru fá gen á honum. Hluti af honum parast við X-litningana, en eins og áður sagði endurraðast hann ekki. Y-litningurinn er einnig öðruvísi en aðrir litningar því einstaklingar geta aðeins haft eitt eintak af honum og erfist hann alltaf frá föður.[3]

Með erfðaupplýsingum um Y-litninga er hægt að rekja í beinan karllegg og finna forföður tiltekins hóps. Ef allir núlifandi karlmenn eru skoðaðir er hægt, að minnsta kosti fræðilega, að rekja sig aftur til sameiginlegs forföður þeirra. Þessi forfaðir hefur fengið nafnið Y-litninga-Adam (e. Y-chromosome Adam) en einnig má kalla hann Ask. Ekki geta allar núlifandi manneskjur rakið ættir sínar til þessa einstaklings því ólíklegt er að allar núlifandi konur eigi Ask sem forföður.

Það að Y-litningurinn erfist í beinan karllegg og endurraðast ekki gerir hann heppilegan til þess að skoða skyldleika mismunandi hópa manna og dreifingu þeirra, til dæmis drengja í ákveðinni fjölskyldu sem eiga sama langafa eða allra karlmanna á Hólmavík. Með aðferðum stofnerfðafræði er hægt að meta hvenær sameiginlegur forfaðir tiltekins hóps var uppi.[4] Aðferðirnar ganga út á að skoða ákveðnar stökkbreytingar sem eru á Y-litningum, skoða tíðni þeirra og bera saman við dreifingu annarra breytinga á ættartré með mislangar greinar (með hliðsjón af stökkbreytitíðni á erfðaefni mannsins). Hversu stór hluti litningsins (hversu margar breytingar) og hvaða hópar eru skoðaðir, eru mikilvægustu þættirnir í svona rannsóknum.

Lykilstærð í slíkum rannsóknum er hverjir gáfu blóð fyrir DNA-greiningar í hverri rannsókn. Ef, eins og í dæminu að ofan, við skoðum bara karlmenn/drengi sem eru afkomendur einhvers langafa í Húnaþingi, þá er hann Y-litnings forfaðir þeirra. Dæmi um stærri hóp frá mörgum svæðum er að finna í rannsókn sem Peter Underhill við Stanford University og samstarfsfólk hans gerðu og birt var árið 2000. Þar voru skoðaðar 167 stökkbreytingar á Y-litningi 1062 manna frá 21 svæði í heiminum til að meta hvenær sameiginlegur Y-litnings forfaðir var uppi. Niðurstaðan var sú að sameiginlegur forfaðir þeirra hafi verið upp fyrir um 59.000 árum og líklega búið í Afríku.

Spurningin er hvort að þetta úrtak hafi spannað breytileikann á meðal manna nægilega vel. Voru nógu margir einstaklingar skoðaðir frá nógu ólíkum svæðum? Í rannsókn frá árinu 2013 voru fleiri erfðabreytileikar skoðaðir (um það bil 9000) í 69 einstaklingum sem spönnuðu jörðina. Sú rannsókn ályktaði að síðasti sameiginlegi forfaðir þessara karla hefði verið upp fyrir 120.000 til 156.000 árum. Mögulegt er að eldri grein eigi eftir að finnast, eða jafnvel Y-litningur sem hafi borist frá öðrum hópi eins og neanderdalsmönnum. Á hinn bóginn getur ættartréð líka styst, ef einhverjar djúpar greinar í ættartré Y-litningsins deyja út. Ef síðasti karl sem er fulltrúi slíkrar greinar eignast ekki karlkyns afkomendur, þá færist titilinn til þess manns sem er sameiginlegur forfaðir Y-litningshafa á þeim tímapunkti.

En hvenær var síðasti forfaðir hvatberalitningsins uppi? Matið á aldri Hvatbera-Evu (eða Emblu) er á svipuðu róli, 99.000 til 148.000 ár.[5] Það eru nær engar líkur á að Hvatbera-Embla og Y-litnings-Askur hafi verið par. Vissulega var mannkynið ekki fjölmennt á þessum tíma, en það er mjög ólíklegt að þessir tveir einstaklingar hafi hreinlega verið upp á sama tíma.

Að síðustu viljum við árétta að allir hinir litningarnir og hlutar þeirra eiga aðra sögu. Sumir hlutar erfðamengisins eru mjög gamlir á meðan aðrir eru mun yngri. Genin fara hvert sína leið í gegnum ættartré mannkyns.

Samantekt
  • Y-litningar erfist í karllegg og endurraðast ekki.
  • Það gefur tækifæri á að meta hvenær síðasti sameiginlegi forfaðir allra karla var uppi.
  • Erfðafræði bendir til að Y-litnings-Askur hafi verið upp fyrir 120 - 156 þús árum.
  • Ólíkir hlutar erfðamengja eiga mismunandi sameiginlega forfeður.

Tilvísanir:
  1. ^ Sem voru nýlega orðnir 8 milljarðar þegar þessi pistill var skrifaður í nóvember 2022.
  2. ^ Margir á Íslandi eiga Egil Skallagrímsson sem forföður, fyrir einhverjum 40 kynslóðum. En stofnerfðafræðin hefur sýnt að minni en 50% líkur eru á að forfeður í 9. lið hafi gefið okkur eitt einasta gen og við 14. kynslóð eru líkurnar orðnar minni en 5%. Langfæstir afkomendur Egils hafa því fengið eitt einasta gen frá honum, eins og lesa má um í svari sama höfundar við spurningunni Hversu mörg gen fáum við frá hverjum forföður?
  3. ^ Reyndar eru til einstaklingar með XYY, en í þeim tilfellum eru báðir Y-litningarnir afrit af Y-litningi föðurins og endurröðun breytir því engu.
  4. ^ Með töluverðri skekkju, því tilviljun hefur áhrif á nýjar stökkbreytingar og aðra þætti.
  5. ^ Margir hafa sett spurningamerki við að nota nöfn úr biblíusögunum á þessa einstaklinga. Sama á við um Ask og Emblu, og önnur nöfn úr sköpunarsögum trúarbragða. Ef vandlega er farið með vísindin og staðreyndir ættu þó engin vandkvæði að fylgja slíku.

Heimildir og mynd:

Mynd:

Höfundar

Arnar Pálsson

erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ

Útgáfudagur

31.1.2023

Spyrjandi

Þórdís, Kristín

Tilvísun

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson. „Er vitað hvenær sameiginlegur forfaðir allra núlifandi manna var uppi?“ Vísindavefurinn, 31. janúar 2023. Sótt 24. febrúar 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=84555.

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson. (2023, 31. janúar). Er vitað hvenær sameiginlegur forfaðir allra núlifandi manna var uppi? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=84555

Arnar Pálsson og Kristján Þórhallsson. „Er vitað hvenær sameiginlegur forfaðir allra núlifandi manna var uppi?“ Vísindavefurinn. 31. jan. 2023. Vefsíða. 24. feb. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=84555>.

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

=

Er vitað hvenær sameiginlegur forfaðir allra núlifandi manna var uppi?
Allar núlifandi manneskjur[1] geta rakið ættir sínar til forfeðra. Þeim mun aftar eða ofar í ættartréð sem farið er, þeim mun fleiri verða forfeðurnir. En greinar ættartrjáa tengjast iðulega eftir því sem lengra er rakið aftur. Því má ímynda sér að hægt sé að rekja ættartré allra núlifandi manna til eins forföðurs. Sá lifði í Afríku.

Hægt er að rekja skyldleika einstaklinga með því að nota erfðaupplýsingar, til dæmis skoða breytileika á ákveðnum stað innan gens, í heilum genum, hluta litninga eða jafnvel alls erfðamengisins. Litningar aðskiljast þegar kynfrumur myndast og einnig er endurröðun innan litninga. Erfðaefnið frá foreldrum stokkast upp og dreifist handahófskennt til afkomendanna.

Af þessu leiðir að ættartré einstaklinga og ættartré gena eru ekki eins.[2] Og ættartré ólíkra gena og litninga eru ekki eins. A-litningar og X-litningar endurraðast og því eiga ólíkir hlutir litninganna mismunandi sögu. En það eru tveir hlutar erfðamengis manna sem endurraðast ekki, Y-litningurinn og litningur hvatberans. Um hvatberalitninginn er fjallað sérstaklega í svari við spurningunni Hvernig er hægt að rekja skyldleika allra núlifandi manna til einnar formóður? en hér verður litið nánar á Y-litninginn.

Ættartré Y-litninga, út frá skilgreindum setraða-hópum (e. haplogroup).

Y-litningurinn er sérstakur því þótt hann sé rúmir 60.000.000 basar á lengd eru fá gen á honum. Hluti af honum parast við X-litningana, en eins og áður sagði endurraðast hann ekki. Y-litningurinn er einnig öðruvísi en aðrir litningar því einstaklingar geta aðeins haft eitt eintak af honum og erfist hann alltaf frá föður.[3]

Með erfðaupplýsingum um Y-litninga er hægt að rekja í beinan karllegg og finna forföður tiltekins hóps. Ef allir núlifandi karlmenn eru skoðaðir er hægt, að minnsta kosti fræðilega, að rekja sig aftur til sameiginlegs forföður þeirra. Þessi forfaðir hefur fengið nafnið Y-litninga-Adam (e. Y-chromosome Adam) en einnig má kalla hann Ask. Ekki geta allar núlifandi manneskjur rakið ættir sínar til þessa einstaklings því ólíklegt er að allar núlifandi konur eigi Ask sem forföður.

Það að Y-litningurinn erfist í beinan karllegg og endurraðast ekki gerir hann heppilegan til þess að skoða skyldleika mismunandi hópa manna og dreifingu þeirra, til dæmis drengja í ákveðinni fjölskyldu sem eiga sama langafa eða allra karlmanna á Hólmavík. Með aðferðum stofnerfðafræði er hægt að meta hvenær sameiginlegur forfaðir tiltekins hóps var uppi.[4] Aðferðirnar ganga út á að skoða ákveðnar stökkbreytingar sem eru á Y-litningum, skoða tíðni þeirra og bera saman við dreifingu annarra breytinga á ættartré með mislangar greinar (með hliðsjón af stökkbreytitíðni á erfðaefni mannsins). Hversu stór hluti litningsins (hversu margar breytingar) og hvaða hópar eru skoðaðir, eru mikilvægustu þættirnir í svona rannsóknum.

Lykilstærð í slíkum rannsóknum er hverjir gáfu blóð fyrir DNA-greiningar í hverri rannsókn. Ef, eins og í dæminu að ofan, við skoðum bara karlmenn/drengi sem eru afkomendur einhvers langafa í Húnaþingi, þá er hann Y-litnings forfaðir þeirra. Dæmi um stærri hóp frá mörgum svæðum er að finna í rannsókn sem Peter Underhill við Stanford University og samstarfsfólk hans gerðu og birt var árið 2000. Þar voru skoðaðar 167 stökkbreytingar á Y-litningi 1062 manna frá 21 svæði í heiminum til að meta hvenær sameiginlegur Y-litnings forfaðir var uppi. Niðurstaðan var sú að sameiginlegur forfaðir þeirra hafi verið upp fyrir um 59.000 árum og líklega búið í Afríku.

Spurningin er hvort að þetta úrtak hafi spannað breytileikann á meðal manna nægilega vel. Voru nógu margir einstaklingar skoðaðir frá nógu ólíkum svæðum? Í rannsókn frá árinu 2013 voru fleiri erfðabreytileikar skoðaðir (um það bil 9000) í 69 einstaklingum sem spönnuðu jörðina. Sú rannsókn ályktaði að síðasti sameiginlegi forfaðir þessara karla hefði verið upp fyrir 120.000 til 156.000 árum. Mögulegt er að eldri grein eigi eftir að finnast, eða jafnvel Y-litningur sem hafi borist frá öðrum hópi eins og neanderdalsmönnum. Á hinn bóginn getur ættartréð líka styst, ef einhverjar djúpar greinar í ættartré Y-litningsins deyja út. Ef síðasti karl sem er fulltrúi slíkrar greinar eignast ekki karlkyns afkomendur, þá færist titilinn til þess manns sem er sameiginlegur forfaðir Y-litningshafa á þeim tímapunkti.

En hvenær var síðasti forfaðir hvatberalitningsins uppi? Matið á aldri Hvatbera-Evu (eða Emblu) er á svipuðu róli, 99.000 til 148.000 ár.[5] Það eru nær engar líkur á að Hvatbera-Embla og Y-litnings-Askur hafi verið par. Vissulega var mannkynið ekki fjölmennt á þessum tíma, en það er mjög ólíklegt að þessir tveir einstaklingar hafi hreinlega verið upp á sama tíma.

Að síðustu viljum við árétta að allir hinir litningarnir og hlutar þeirra eiga aðra sögu. Sumir hlutar erfðamengisins eru mjög gamlir á meðan aðrir eru mun yngri. Genin fara hvert sína leið í gegnum ættartré mannkyns.

Samantekt
  • Y-litningar erfist í karllegg og endurraðast ekki.
  • Það gefur tækifæri á að meta hvenær síðasti sameiginlegi forfaðir allra karla var uppi.
  • Erfðafræði bendir til að Y-litnings-Askur hafi verið upp fyrir 120 - 156 þús árum.
  • Ólíkir hlutar erfðamengja eiga mismunandi sameiginlega forfeður.

Tilvísanir:
  1. ^ Sem voru nýlega orðnir 8 milljarðar þegar þessi pistill var skrifaður í nóvember 2022.
  2. ^ Margir á Íslandi eiga Egil Skallagrímsson sem forföður, fyrir einhverjum 40 kynslóðum. En stofnerfðafræðin hefur sýnt að minni en 50% líkur eru á að forfeður í 9. lið hafi gefið okkur eitt einasta gen og við 14. kynslóð eru líkurnar orðnar minni en 5%. Langfæstir afkomendur Egils hafa því fengið eitt einasta gen frá honum, eins og lesa má um í svari sama höfundar við spurningunni Hversu mörg gen fáum við frá hverjum forföður?
  3. ^ Reyndar eru til einstaklingar með XYY, en í þeim tilfellum eru báðir Y-litningarnir afrit af Y-litningi föðurins og endurröðun breytir því engu.
  4. ^ Með töluverðri skekkju, því tilviljun hefur áhrif á nýjar stökkbreytingar og aðra þætti.
  5. ^ Margir hafa sett spurningamerki við að nota nöfn úr biblíusögunum á þessa einstaklinga. Sama á við um Ask og Emblu, og önnur nöfn úr sköpunarsögum trúarbragða. Ef vandlega er farið með vísindin og staðreyndir ættu þó engin vandkvæði að fylgja slíku.

Heimildir og mynd:

Mynd:...