Анализ происхождения с помощью ДНК-генеалогии

Кто были наши предки? Откуда мы родом? Большинство людей могут проследить свою родословную как минимум до трех-четырех поколений. Однако, благодаря генетическому анализу, можно оглянуться назад на тысячелетия прошлого.

"Родина - это не географический термин, а понятие, которое каждый несет его скорее в себе." (A.D. Sinjawsky)

История наших предков, пожалуй, одна из самых захватывающих за все время. Это история человечества. На протяжении десятилетий те немногие кости и предметы, которые оставались позади наших предков на их пути, служили единственным источником информации для антропологов и археологов. Таким образом, различные теории эволюции на самом деле не могут быть доказаны. Только за последние 20 лет исследователи обнаружили в ДНК живых людей доказательства миграции их предков в доисторические времена.

ДНК 99,9% идентична у всех людей. Оставшиеся 0,1% являются причиной индивидуальных различий (например, цвет глаз, определенные риски заболевания или отклонения без видимой функции). В каждом эволюционном периоде времени в этих бесфункциональных участках ДНК может происходить случайное, безвредное изменение ДНК (мутация), которое переходит ко всем потомкам соответствующего человека. Если такая же мутация появляется поколениями более поздно в ДНК двух людей, то понятно, что они имеют общего предка. Сравнение отдельных сегментов ДНК (маркерных генов) в различных популяционных сообществах позволяет проследить родственные связи.

Большая часть генетического материала многократно смешивается комбинацией ДНК матери и отца. Однако в двух областях генетического материала дело обстоит иначе:

В митохондриальная ДНК (мтДНК): мтДНК наследуется неповрежденной от матери к ребенку. Каждый человек, будь то мужчина или женщина, наследует свою мтДНК исключительно от матери.

В Y-хромосоме: Y-хромосома передается от отца к сыну без изменений, и каждый человек получает свою Y-хромосому исключительно от отца.

Сравнение mtDNA и Y хромосом у людей из разных популяционных слоев дает генетикам представление о том, когда и где эти группы совместно мигрировали по всему миру. Например, сравнение Y-хромосом европейцев и австралийских аборигенов выявляет характерные различия: мужчины-аборигены часто носят Y-хромосому с очень специфическим рисунком в определенном месте ДНК. Этот маркер с обозначением М130 не встречается у европейцев, но очень часто встречается маркер М89, которого, в свою очередь, у аборигенов не существует. Маркер M168 находится в обеих группах людей. Очевидно, существовал обыкновенный мужской предок европейцев и аборигенов, от которых происходит маркер М168. Однако в какой-то момент его потомки разошлись: одни поселились в Юго-Восточной Азии и Австралии, другие приехали в Европу со временем. По окончании контакта между группами происходили новые случайные мутации, которые передавались по наследству из поколения в поколение и сегодня могут быть обнаружены только в одной из этих двух популяций.

"Из Африки"

Согласно теории "За пределами Африки", человечество происходит из Африки. Оттуда Homo erectus отправился в путь по крайней мере 1,75 миллиона лет назад и обосновался в Азии и Европе. Из него локально развивались различные человеческие формы, такие как, например, неандерталец. Максимум 100 000 лет назад другой, новый человек отправился покорять Землю: Homo sapiens sapiens sapiens, который родился около 200 000 лет назад в Африке. Именно здесь начинается история современного человека. Эмигрировавшая группа охотников и собирателей состояла в общей сложности не более чем из нескольких сотен человек, но 200 000 лет спустя из них вышло более 6,5 миллиардов потомков: современное население Земли. Археологические находки, а также антропологические исследования черепа и последние результаты исследований ДНК подтверждают теорию "за пределами Африки".

Между первоначальным Homo sapiens sapiens sapiens и современным человеком лежат тысячелетия борьбы за выживание, миграции, изоляции и завоевания. Большая часть деталей до сих пор неизвестна. Совершенно очевидно, что эти люди покинули свой родной континент, чтобы колонизировать весь мир. Что побудило их эмигрировать из Африки 70 000 - 50 000 лет назад? Кто был первым современным человеком в Африке? Короче говоря: откуда мы родом?

Миграция

Около 70 000 - 50 000 лет назад небольшая группа африканцев мигрировала в Западную Азию. Все неафриканцы имеют специальные варианты ДНК, которые также были характерны для этих первых эмигрантов. Некоторые археологи считают, что эмиграция коррелирует с культурной революцией, которая включала в себя лучшие инструменты, большие социальные сети, произведения искусства и украшения для тела. Что касается их миграции в Азию, то для них открыты два пути. Один поднялся вверх по долине Нила, затем через Синайский полуостров и на север в Левант, второй на лодке через южные предгорья Красного моря в Аравию. Когда 70 000 лет назад начался последний ледниковый период, уровень моря понизился. Поэтому ширина водного пути в то время составляла чуть более нескольких километров.

Генетические данные указывают на то, что группа раскололась после прибытия в Азию. Один остался на Ближнем Востоке, другой переместился вдоль побережья Аравийского полуострова в Индию и еще дальше на восток. Вполне возможно, что каждое поколение продвинулось только на несколько километров за раз, так что это была не столько поход, сколько несколько шагов вдоль пляжа. 45'000 лет назад народ достиг юго-востока Австралии. Где-то в это время там похоронен человек в месте, которое мы сегодня называем озеро Мунго. Под могилой исследователи обнаружили предметы в слоях земли, возраст которых может достигать 50 000 лет. Они являются старейшими свидетельствами существования людей далеко за пределами Африки. На участке протяженностью 13 000 км между Африкой и Австралией нет никаких видимых свидетельств существования ранних людей. Они могут быть не заметны из-за повышения уровня моря после окончания ледникового периода. Однако генетический след сохранился: Коренное население Андаманского архипелага у побережья Мьянмы, Малайзии и Папуа - Новой Гвинеи имеет признаки древней митохондриальной линии, оставленной ранними мигрантами.

Люди в других частях Азии и Европы имеют различную, но также первобытную ДНК и Y-хромосомную линию. Они указывают на происхождение второй, более медленно формирующейся ветви африканской эмиграции. Вначале непроходимый рельеф и ледниковый климат задерживали его развитие. Неандертальцы, потомки гораздо более раннего, досовременного африканского народа, также проживали в Европе. Около 40 000 лет назад, Homo sapiens sapiens окончательно вторглись на землю неандертальцев. В пещере Ле Конте во Франции неандертальцы и ранние современные объекты в наложенных слоях земли указывают на то, что два человеческих рода могли встретиться. То, как они общались друг с другом, до сих пор остается загадкой. Известно только, что современный человек, имевший в своем распоряжении гораздо лучшие инструменты, все чаще вытеснял неандертальцев, пока в какой-то момент они не вымерли полностью. Недавние исследования показывают, что у современного человека и неандертальца было общее потомство. На всех континентах, за исключением Африки, содержание неандертальской ДНК у современных людей достигает 5%. Поэтому предполагается, что современный человек встречался с неандертальцами во время миграции на Ближний Восток, и смешение этих двух групп происходило там.

Примерно в то же время, когда в Европу приехал современный человек, члены одной группы распространились от Ближнего Востока до Центральной Азии. Около 40 000 лет назад они достигли южной Сибири. Группы населения пошли разными путями, и поэтому их генетические линии разделились. Некоторые группы жили изолированно, но не полностью изолированно.

ДНК живых индейцев может помочь прояснить некоторые из этих противоречий. Большинство из них имеют варианты ДНК, связывающие их с Азией - одни и те же гены встречаются в большом количестве у людей, проживающих в Алтайском регионе Южной Сибири. Не исключено, что поход через Берингов пролив начался именно здесь. Пока нет никаких генетических данных о том, были ли Северная и Южная Америка колонизированы одним движением раньше или двумя-тремя волнами. Временные рамки также неясны: 15 000 или 20 000 лет назад. Первые американцы, вероятно, двигались вниз по побережью, перемещаясь с одного участка суши на другой, всегда между холодным морем и возвышающейся ледяной стеной. С американским двойным континентом люди поселились на большей части земли.

Ева, первобытная мать, Адам, первобытный отец...

В середине восьмидесятых годов генетик Аллан Уилсон из Калифорнийского университета определил, откуда появились первые люди с помощью митохондриальной ДНК. Сравнение этой части генома привело к выводу, что у женщин африканского происхождения вариантов ДНК в два раза больше, чем у других женщин. Поскольку мутации происходят регулярно, он пришел к выводу, что Homo sapiens sapiens sapiens живет в Африке в два раза дольше, чем в других частях мира.

Исследователи сегодня предполагают, что все люди связаны с одной женщиной: митохондриальной канунью. Она жила около 150 000 лет назад в Африке и, безусловно, была не единственной женщиной на тот момент. Но анализ наших генов показывает, что вся человеческая раса происходила от этой женщины по неразрывной материнской цепи. Аналогично митохондриальной канун, существует "Y-хромосома Адам", все наши предки. Он также родом из Африки. Все более детальные исследования ДНК неоднократно подтверждали эту начальную главу нашей истории: Все люди на земле, независимо от цвета кожи, происходят от африканских охотников и собирателей.

Ошибки копирования имеют различия

Каждая из клеток нашего тела содержит копию нашей ДНК. Всякий раз, когда клетка делится, она должна скопировать свою ДНК, чтобы каждая дочерняя клетка снова получила полную ДНК. Этот процесс очень точный. Однако этот процесс не идеален. Например, если мтДНК копируется и упаковывается в яичную клетку, то последовательность нуклеотидов митохондрий в яйце почти всегда точно соответствует последовательности в других клетках матери. Иногда, однако, возникает ошибка. Например, сращивается структурный блок ДНК (нуклеотид), и вместо A может быть G. Любая такая ошибка при копировании ДНК называется мутацией.

Такие мутации являются ключом к восстановлению нашей генетической истории. Предположим, что у митохондриальной Евы было две дочери, у одной из которых была одна мутация в митохондриальной ДНК. Все женщины, живущие сегодня и происходящие от этой дочери, подверглись бы этой мутации, в то время как все женщины, происходящие от другой дочери, не имели бы такой мутации. Митохондриальная Ева произвела бы две разные митохондриальные линии (гаплогруппы). Две разные митохондриальные последовательности ДНК называются гаплотипами.

Гаплотипы и гаплогруппы подобны родословным, которые дают генетику знать, кто с кем связан. Кольцо ДНК, содержащееся в митохондриях, настолько мало, что мутации происходят редко. Последовательности ДНК наших хромосом в 40 000 раз длиннее последовательностей митохондрий.

По мере взросления человека мутации, унаследованные им от родителей, размножаются в сперме или яйцах, а также новые мутации, составляющие генетическую уникальность следующего поколения. Таким образом, каждое поколение формирует ДНК, унаследованную им с новыми мутациями. В результате получается сложная генеалогия, хитроумное, разветвленное семейное древо генетических изменений.

» Как использовать генеалогию ДНК для семейных исследований?

Так работает анализ происхождения ДНК

Анализа слюны достаточно, чтобы получить образец Вашей ДНК. Взятие анализа проходит просто и безболезненно, это можно сделать дома. К набору для взятия анализа прилагается контейнер, в котором его можно отправить по почте.