Најновиот заеднички предок

Во биологијата и генетската генеалогија, најновиот заеднички предок (НЗП), познат и како последниот заеднички предок (ПЗП), на збир на организми — најновиот поединец од кој потекнуваат сите организми од множеството. Терминот исто така се користи во однос на потеклото на групи на гени (хаплотипови) наместо организми.

НЗП на збир на индивидуи понекогаш може да се одреди со повикување на воспоставено педигре. Сепак, генерално, невозможно е да се идентификува точната НЗП на голем сет на поединци, но често може да се даде проценка за времето во кое живеела НЗП. Таквото време на најновите проценки на заедничките предци (ВНЗП) може да се даде врз основа на резултатите од ДНК тестот и утврдените стапки на мутации како што се практикуваат во генетската генеалогија, или со повикување на негенетски, математички модел или компјутерска симулација.

Кај организмите кои користат сексуална репродукција, матрилинеалната НЗП и патрилинеалната НЗП се НЗП на дадена популација земајќи го предвид само матрилинеалното и патрилинеалното потекло, соодветно. НЗП на популација по дефиниција не може да биде постара ниту од нејзината матрилинеална ниту од нејзината патрилинеална НЗП. Во случајот на хомо сапиенс, матрилинеалната и патрилинеалната НЗП се познати и како „Митохондриска Ева“ (mt-НЗП) и „Y-хромозомски Адам“ (Y-НЗП), соодветно.

Возраста на човечката НЗП е непозната. Таа не е поголема од староста на Y-НЗП или на mt-НЗП, проценета на околу 200.000 години.

За разлика од педигре на поединечни луѓе или припитомени лоза каде што е познато историското потекло, во заклучоците за односите меѓу видовите или повисоките групи таксони (систематика или филогенетика), предците не се директно забележливи или препознатливи. Тие се заклучоци засновани на модели на врска помеѓу таксони заклучени во филогенетска анализа на постоечки организми и/или фосили.

Последниот универзален заеднички предок (ПУЗП) е најновиот заеднички предок на целиот сегашен живот на Земјата, кој се проценува дека живеел пред околу 3,5 до 3,8 милијарди години (во Палеоархејот).

 НЗП од различни видови 
Проектот за целосен опис на филогенетските односи меѓу сите биолошки видови е наречен „дрво на животот“. Ова вклучува заклучок за возраста на дивергенција за сите хипотезирани клади; на пример, НЗП на сите Ѕверови (т.е. НЗП на „мачки и кучиња“) се проценува дека се разликувала пред околу 42 милиони години (Миакидае).

Концептот на последниот заеднички предок од перспектива на човековата еволуција е опишан за популарната публика во „Приказната на предците“ од Ричард Докинс (2004). Докинс ги набројува „претходниците“ на човечката лоза по редослед на зголемување на возраста, вклучувајќи хоминин (човек – шимпанзо), хоминин (човек – горила), хоминид (човек – орангутан), хоминоид (човек – гибон) и така натаму во 40 фази. вкупно, сè до последниот универзален заеднички предок (човек – бактерии).

 НЗП на популација идентификувана со еден генетски маркер 
Исто така, можно е да се земе предвид потеклото на поединечни гени (или групи гени, хаплотипови) наместо организам како целина. Коалесцентната теорија опишува стохастички модел за тоа како потеклото на таквите генетски маркери се мапира со историјата на популацијата.

За разлика од организмите, генот се пренесува од генерација на организми на следната генерација или како совршени реплики на самиот себе или како малку мутирани потомци. Додека организмите имаат графикони за потеклото и графиконите на потомството преку сексуална репродукција, генот има единствен синџир на предци и дрво на потомци. Организмот произведен со сексуално вкрстено оплодување (алогамија) има најмалку двајца предци (неговите непосредни родители), но генот секогаш има еден предок по генерација.

 Патрилинеална и матрилинеална НЗП 
лево|мини|200x200пкс| Преку случаен дрифт или селекција, лозата ќе се следи до едно лице. Во овој пример во текот на 5 генерации, боите претставуваат изумрени матрилинеални линии, а црната матрилинеалната линија која потекнува од mt-НЗП.
Митохондриската ДНК (мтДНК) е речиси имуна на сексуалното мешање, за разлика од јадрената ДНК чии хромозоми се мешаат и рекомбинираат во менделово наследство. Затоа, митохондријалната ДНК може да се користи за следење на матрилинеалното наследство и за наоѓање на Митохондриската Ева (позната и како Африканска Ева), најновиот заеднички предок на сите луѓе преку митохондријалната ДНК патека.

Слично на тоа, Y хромозомот е присутен како единечен полов хромозом кај машкиот поединец и се пренесува на машките потомци без рекомбинација. Може да се користи за следење на патрилинеалното наследство и за пронаоѓање на Y-хромозомскиот Адам, најновиот заеднички предок на сите луѓе преку Y-ДНК патеката.

Приближните датуми за Митохондријалната Ева и Y-хромозомскиот Адам се утврдени од истражувачите користејќи генеалошки ДНК тестови. Се проценува дека митохондријалната Ева живеела пред околу 200.000 години. Еден труд објавен во март 2013 година утврди дека, со 95% доверба и под услов да нема систематски грешки во податоците од студијата, Y-хромозомскиот Адам живеел помеѓу 237.000 и 581.000 години. (primary source)

Според тоа, НЗП на сите живи луѓе денес би требало да живее поскоро од било кој друг.

Покомплицирано е да се заклучи човечкото потекло преку автосомните хромозоми. Иако автосомниот хромозом содржи гени кои се пренесуваат од родителите на децата преку независен асортиман од само еден од двајцата родители, генетската рекомбинација (хромозомски вкрстување) ги меша гените од не-сестринските хроматиди од двата родители за време на мејозата, со што се менува генетскиот состав на хромозомот.

 Време е до проценките на НЗП 
Се проценува дека различни типови на НЗП живееле во различно време во минатото. Проценките за времето до НЗП (ВНЗП) исто така се пресметуваат различно во зависност од видот на НЗП што се разгледува. Патрилинеалните и матрилинеалните НЗП (Митохондриска Ева и Y-хромозомскиот Адам) се проследени со маркери од еден ген, така што нивниот ВНЗП се пресметува врз основа на резултатите од ДНК тестовите и утврдените стапки на мутации како што се практикува во генетската генеалогија. Времето до генеалошкото НЗП (последниот заеднички предок по која било линија на потекло) на сите живи луѓе не може да се следи генетски бидејќи ДНК на големото мнозинство на предци е целосно изгубена по неколку стотици години. Затоа се пресметува врз основа на негенетски, математички модели и компјутерски симулации.

Бидејќи митохондријалната Ева и Y-хромозомскиот Адам се проследени со единечни гени преку единствена родителска линија на предците, времето до овие генетски НЗП нужно ќе биде поголемо од она за генеалошкото НЗП. Ова е затоа што поединечните гени ќе се спојат побавно отколку следењето на конвенционалната човечка генеалогија преку двајцата родители. Вториот ги зема предвид само поединечните луѓе, без да земе предвид дали некој ген од пресметаната НЗП всушност преживува кај секое поединечно лице во сегашната популација.

 ВНЗП преку генетски маркери 
Митохондријалниот ДНК може да се користи за следење на потеклото на збир на популации. Во овој случај, популациите се дефинираат со акумулација на мутации на mtДНК, а се создаваат посебни дрвја за мутациите и редоследот по кој тие се случиле кај секоја популација. Дрвото се формира преку тестирање на голем број индивидуи ширум светот за присуство или недостаток на одреден сет на мутации. Откако ќе се направи ова, можно е да се одреди колку мутации одвојуваат една популација од друга. Бројот на мутации, заедно со проценетата стапка на мутација на mtДНК во тестираните региони, им овозможува на научниците да го одредат приближното време до НЗП (ВНЗП), што укажува на поминато време откако популациите последен пат го делеле истиот сет на мутации или припаѓале на истата хаплогрупа.

Во случајот со Y-хромозомска ДНК, до ВНЗП се доаѓа на поинаков начин. Хаплогрупите на Y-ДНК се дефинирани со еднонуклеотиден полиморфизам во различни региони на Y-ДНК. Времето до НЗП во рамките на хаплогрупата се дефинира со акумулација на мутации во STR секвенците на Y-хромозомот само на таа хаплогрупа. Анализата на Y-ДНК мрежата на Y-STR хаплотиповите кои покажуваат кластер без ѕвезди укажува на варијабилност на Y-STR поради повеќе основачки индивидуи. Анализата што дава ѕвездено јато може да се смета дека претставува популација која потекнува од еден предок. Во овој случај, варијабилноста на Y-STR секвенцата, исто така наречена варијација на микросателитот, може да се смета како мерка за времето поминато откако предокот ја основал оваа конкретна популација. Потомците на Џингис Кан или на еден од неговите предци претставуваат познато ѕвездено јато кое може да се датира уште од времето на Џингис Кан.Tatiana Zerjal (2003), The Genetic Legacy of the Mongols, 

Пресметките на ВНЗП се сметаат за критични докази кога се обидуваат да ги одредат датумите на миграција на различни популации додека се шират низ светот. На пример, ако се смета дека мутација се случила пред 30.000 години, тогаш оваа мутација треба да се најде кај сите популации кои се разделиле по овој датум. Ако археолошките докази укажуваат на културно ширење и формирање на регионално изолирани популации, тогаш тоа мора да се одрази во изолацијата на последователните генетски мутации во овој регион. Ако генетската дивергенција и регионалната дивергенција се совпаѓаат, може да се заклучи дека забележаната дивергенција се должи на миграцијата како што е потврдено од археолошките записи. Меѓутоа, ако датумот на генетската дивергенција се случи во различно време од археолошкиот запис, тогаш научниците ќе мора да погледнат алтернативни археолошки докази за да ја објаснат генетската дивергенција. Прашањето најдобро се илустрира во дебатата околу демиската дифузија наспроти културната дифузија за време на европскиот неолит.

 ВНЗП на сите живи луѓе 
Возраста на НЗП на сите живи луѓе е непозната. Таа е нужно помлада од возраста или на матрилинеарната или на патрилинеарната НЗП, и двете имаат проценета старост помеѓу приближно 100.000 и 200.000 години.

Студијата на математичарите Џозеф Т. Чанг, Даглас Род и Стив Олсон користела теоретски модел за да пресмета дека НЗП можеби живеела извонредно неодамна, можеби дури пред 2.000 години. Се заклучува дека НЗП на сите луѓе веројатно живееле во Источна Азија, што би им овозможило клучен пристап до екстремно изолираните популации во Австралија и Америка. Можните локации за НЗП вклучуваат места како што се полуостровите Чукчи и Камчатка кои се блиску до Алјаска, места како Индонезија и Малезија кои се блиску до Австралија или место како Тајван или Јапонија што е посредно до Австралија и Америка. За европската колонизација на Америка и Австралија, Чанг откри дека е премногу неодамнешна за да има значително влијание врз староста на МРЦА. Всушност, ако Америка и Австралија никогаш не биле откриени од Европејците, НЗП би бил само околу 2,3% подалеку во минатото отколку што е.

Забележете дека возраста на НЗП на популацијата не одговара на тесно грло на населението, а камоли на „првата двојка“. Тоа попрво го одразува присуството на една единка со висок репродуктивен успех во минатото, чиј генетски придонес стана распространет низ популацијата со текот на времето. Исто така, не е точно да се претпостави дека НЗП ги донел сите, или навистина какви било, генетски информации на секој жив човек. Преку сексуалната репродукција, предок пренесува половина од своите гени на секој потомок во следната генерација; во отсуство на колапс на педигре, по само 32 генерации придонесот на еден предок би бил од редот на 2−32, број пропорционален на помалку од еден базен пар во човечкиот геном.

 Идентични предци точка 
НЗП е најновиот заеднички предок што го споделуваат сите поединци во популацијата што се разгледува. Овој НЗП може да има современици кои исто така се предци на некои, но не на целото постоечко население. Идентичната точка на предците е точка во минатото пооддалечена од НЗП во која повеќе не постојат организми кои се предци на некои, но не на целата модерна популација. Поради падот на педигре, современите индивидуи сè уште може да покажуваат кластерирање, поради многу различни придонеси од секоја популација на предците.

 Наводи 

 Дополнителна литература 




Категорија:Популациона генетика
Категорија:Филогенија
Категорија:Родословие
Категорија:Генетска генеалогија
Категорија:Еволутивна биологија
Категорија:CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори