אב קדמון משותף

בביולוגיה, אָב קַדְמוֹן מְשֻׁתָּף (באנגלית: Most recent common ancestor, ובראשי תיבות MRCA) של קבוצת אורגניזמים הוא הפרט המאוחר ביותר שכל האורגניזמים בקבוצה הם צאצאים שלו. אב קדמון משותף (להלן אק"מ) הוא המאוחר ביותר, במובן שכל צאצא שלו כבר אינו אב משותף לכל הקבוצה. האק"מ מוגדר לכל קבוצה ברמת כל טקסון. זאת תחת ההנחה שקיים אב קדמון משותף כולל (LUCA) שהוא האק"מ של קבוצת כל האורגניזמים בעולם. כך לדוגמה ניתן לדבר על האק"מ של העופות והזוחלים או האק"מ של כלל בני האדם, או אפילו האק"מ של כל בני משפחות כהן (שעל פי המסורת האק"מ הזכרי שלהם הוא אהרן). האק"מ משמש בפילוגנטיקה להערכת הקרבה בין אורגניזמים. ככל שהאק"מ של קבוצה מאוחר יותר בעץ המשפחה, כך האורגניזמים בקבוצה קרובים יותר. בעזרת האק"מ מגדירים את קבוצות האורגניזמים הבאות: קבוצה פוליפילטית היא קבוצה שאינה כוללת את האק"מ שלה. קבוצה פרפילטית היא קבוצה שכוללת את האק"מ שלה אך לא את כל צאצאיו. קבוצה מונופילטית היא קבוצה שכוללת את האק"מ שלה ואת כל צאצאיו. בעבר עסקה הטקסונומיה במיון אורגניזמים על פי תכונות מורפולוגיות, דבר שאיפשר מיון לקבוצות פוליפילטיות. אולם עם התפתחות הגנטיקה החל מיון על בסיס גנטי שאפשר רק קבוצות מונופילטיות או פרפילטיות, ומכאן החשיבות הרבה של האק"מ בטקסונומיה. בתיאור נאיבי, אם מתארים את קבוצת האורגניזמים בעץ פילוגנטי (אילן יוחסין), שמכל אורגניזם בו יוצאים ענפים לצאצאיו, האק"מ יהיה הפרט שדרך הענפים שיוצאים ממנו ניתן להגיע לכל אורגניזם בקבוצה, וכל אורגניזם אחר שהוא צאצא שלו לא מקיים זאת. מכשול ראשון שעולה הוא הגדרת האק"מ ביצורים המתרבים ברבייה זוויגית. במקרה כזה לכל פרט יש יותר מהורה אחד, דבר שיכול להוביל ליותר מאק"מ אחד. לכן במקרה כזה מגדירים אק"מ זכרי ואק"מ נקבי. אחד המתאים לכל שושלת. אין זה הכרח שהאק"מ הזכרי והנקבי חיו במקביל, ולקבוצות גדולות זה אף בלתי סביר. קושי נוסף, שהבנת השפעתו הגדולה על פילוגנטיקה החלה רק בסוף המאה ה-20, עולה מקיום העברה גנטית אופקית, שבה יצור מעביר מטען גנטי ליצור אחר שאינו צאצא שלו. תופעה זו מקשה על הסקת הקרבה ההתפתחותית בין שני יצורים שונים מן המרחק הגנטי בין רצפיהם הגנטיים. למשל, העברת גן בודד בין שני מיני חיידקים רחוקים התפתחותית זה מזה תגרום להם להיראות קרובים התפתחותית זה לזה על אילן היוחסין שייבנה. זאת אף אם קיימת שונות גדולה בין הגנים האחרים שלהם. עקב כך, מוטב להעריך את הקרבה המשפחתית על בסיס נתונים נוספים, כמו הימצאותם או היעדרם של גנים מתוך מבחר גנים רחב ככל האפשר. לדוגמה, הקרבה הגנטית בין יצורים פרוקריוטיים הוערכה בדרך כלל על בסיס הדמיון הרצפי בגן הרנ"א הריבוזומלי 16s rRNA. זאת משום שהרצף הגנטי של גן זה דומה עבור מינים קרובים, אך שונה דיו כדי לכמת את ההבדלים ביניהם. אולם במרוצת השנים הסתבר כי גם גן זה מועבר אופקית. העברה זו, גם אם אינה שכיחה, מחייבת בחינה מחדש של אילנות היוחסין שנבנו על בסיס הדמיון הרצפי בגן 16s rRNA. הביולוג פיטר גוגרטן מציע כי המטפורה של אילן יוחסין אינה מתאימה עוד לממצאי המחקר הגנומי. יש להחליפה במטפורה של מעשה פסיפס, שבו שושלות תורשתיות שונות המשתלבות זו בזו. לשיטתו, לא ניתן לתאר את יחסי הגומלין העשירים בין החיידקים באמצעות גרף של עץ, אלא באמצעות רשת. אם כן, כתוצאה מהעברה גנטית אופקית, ייתכן יותר ממסלול יחיד המקשר בין פרט בקבוצת אורגניזמים לאק"מ של הקבוצה. חוה המיטוכונדרית אדם כרומוזום Y האב הקדמון הכולל אב קדמון משותף אדם-שימפנזה מדיה וקבצים בנושא אב קדמון משותף בוויקישיתוף Mirkin BG, Fenner TI, Galperin MY, Koonin EV, Algorithms for computing parsimonious evolutionary scenarios for genome evolution, the last universal common ancestor and dominance of horizontal gene transfer in the evolution of prokaryotes, BMC Evol Biol. 2003 Jan 6;3:2 Esalen Center for Theory & Research | Esalen, Esalen Institute - Big Sur, California (באנגלית) http://web.uconn.edu/gogarten/articles/TIG2004_cladogenesis_paper.pdf