סיקור מקיף

האם המשותפת לכל בני האדם חיה לפני 200 אלף שנה

מדענים ביצעו את הבחינה הסטטיסטית המורכבת ביותר עד כה של הקווים הגנטיים שלנו עד לאם הראשונה של כל בני האדם החיים כיום. המחקר עשוי לסייע למדענים להבין את ההסטוריה של החיים על כדור הארץ וכמה מהמנגנונים הבסיסיים של האבולוציה

סטטיסטיקאים מאוניברסיטת רייס תיארכו את חווה המיטוכונדריאלית בשיטות חדשות. איור: אוניברסיטת רייס
סטטיסטיקאים מאוניברסיטת רייס תיארכו את חווה המיטוכונדריאלית בשיטות חדשות. איור: אוניברסיטת רייס

מיטוכונדריה הם אברונים זעירים הנמצאים בתוך כל תא אנושי ויש להם גנום משל עצמם. כל בעלי החיים ירשו את המיטוכונדריה שלהם, וביחד עם זאת את ה-DNA המיטוכונדריה מאימותיהם. צילום: NIH
הניתוח הסטטיסטי המקיף ביותר שנעשה עד כה של הקשרים הגנטיים של המין האנושי הובילו ל"חווה המיטוכונדריאלית" – האם הקדמונית של כל בני האדם החיים כיום – ואישרו כי היא חיה לפני כ-200 אלף שנה. המחקר של אוניברסיטת רייס התבסס על השוואה של 10 מודלים של גנים אנושיים זה לצד זה, כאשר כל אחד מהם אמור לקבוע באורח עצמאי מתי חיה חווה, תוך שימוש בסדרת הערכות אודות הדרך שבה היגרו בני האדם, התפשטו ונפוצו על פני כל כדור הארץ. המחקר זמין בגרסה המקוונת של כתב העת Theoretical Population Biology.

"הממצאים שלנו מדגישים את החשיבות של הצורך לקחת בחשבון את האופי האקראי של התהליכים העוברים על אוכלוסייה כמו צמיחה והכחדה", אמר אחד ממחברי המחקר מרק קימל, פרופסור לסטטיסטיקה באוניברסיטת רייס רייס. " מודלים דטרמיניסטיים גלאסיים, לרבות כמה שניסו לתארך את זמנה של חווה המיטכונדריאלית לא הביאו בחשבון במלואם את כל התהליכים האקראיים הללו".

אברוני המיטוכונדריה. צילום: NIH (המכונים האמריקנים לבריאות)
אברוני המיטוכונדריה. צילום: NIH (המכונים האמריקנים לבריאות)

השאיפה לתארך את חווה המיטוכונדריאלית (mtEve) היא דוגמה לאופן שבו המדענים חקור את העבר הגנטי כדי ללמוד עוד אודות מוטציות, הברירה ושאר תהליכים הגנטיים המשחקים תפקידי מפתח במחלות. "זו הסיבה שאנחנו מתעניינים בדפוסים של השתנות גנטית בכלל", אמר קימל. "הם חשובים מאוד לצורך פיתוח תרופות."

לדוגמה, הדרך שבה מנסים המדענים לתארך את mtEve מסתמכת על טכניקות גנטיות מודרניות. פרופילים גנטיים של תורמי דם אקראיים מושווים ובהסתמך על דמיון ושוני בין גנים מסוימים, יכולים המדענים להקצות מספר המתאר את הדרגה בה כל שני תורמים קשורים זה לזה.
שימוש בגנום המיטוכונדריאלי לאמוד קרבה גנטית היא הדרך עבור הגנטיקאים שנועדה לפשט את המשימה של מציאת אבות ואמהות קדמונים שחיו לפני זמן רב. הדבר נובע מהעובדה שהגנום האנושי מכיל למעלה מ-20 אלף גנים, והשוואת כל ההבדלים בקרב כל כך הרבה גנים כדי לאתר קרבה משפחתית רחוקה, היא בעייתית אפילו עם מחשבי העל המהירים והגדולים של היום.

אבל למיטוכונדריה – אברונים זעירים המשמשים כמפעלי האנרגיה בתוך כל תא אדם יש גנום משלהם. מלבד העובדה שהוא מכיל 37 גנים שכמעט לא משתנים , הם מכילים איזור משתנה במהירות "hypervariable". השינויים המהירים באיזור זה מייצרים עבור המדענים שעון מולקולרי מכויל להשוואה עם הגיל של האנושות המודרנית. מכיוון שכל אדם ירש את הגנום המיטוכונדריאלי שלו מאמו, כל שושלות המיטוכונדריה הi אימהיות .

כדי להסיק את גילה של חווה היו המדענים חייבים להפוך את קשרי הקרבה בין תורמי הדם האקראיים לקנה מידה של זמן.
"צריך לתרגם את ההבדלים בין רצפי הגנים לתוך מסגרת שבה מודדים כיצד הם התפתחו עם הזמן," אמר קז'יזטוף קרייאן, סגן ראש המכון לאינפורמטיקה באוניברסיטה השלזית לטכנולוגיה בגליוויצי, פולין. "וכיצד הם התפתחו עם הזמן בתלות במודל האבולוציוני שבו משתמשים. לכן, לדוגמה, מהו קצב המוטאציות הגנטיות והאם קצב שינויים זה אחיד על פני הזמן? וכן מה בדבר התהליך של אובדן אקראי של שונות גנטית, שאנו מכנים סחיפה גנטית?"

במסגרת כל מודל כזה, התשובות לשאלות הללו לובשות צורה של מקדמים – קבועים מספריים המוכנסים לתוך המשוואה שמחזירה את התשובה מתי חיה חווה המיטוכונדריאלית.

גנום האדם כולו מכיל יותר מ -20,000 גנים. אשראי איור: NIH
גנום האדם כולו מכיל יותר מ -20,000 גנים. אשראי איור: NIH

לכל דגם יש הנחות משלן, ולכל הנחה יש השלכות מתמטיות. כדי לסבך את העניינים עוד יותר, כמה הנחות אינן תקפות עבור אוכלוסיות האדם. לדוגמה, מודלים מסוימים מניחים כי גודל האוכלוסייה אינו משתנה לעולם. זה לא נכון עבור בני אדם, שאוכלוסייתם גדלה במהירות במשך כמה אלפי דורות לפחות. מודלים אחרים מניחים ערבוב מושלם של גנים, כלומר שלכל שני בני אדם בכל מקום בעולם יש סיכוי שווה להביא צאצאים.

לדברי קרייאן, המודלים הגנטיים האנושים הפכו יותר מסובכים במהלך כעשרים השנים האחרונות ככל שהתיאורטיקנים ניסו לתקן את ההנחות השגויות. אך כמה מהתיקונים כגון הוספת תהליכי הסתעפות המנסים לכוד את הדינמיקה של צמיחת אווכלוסיות בהגירות האדם הראשונות – הם מורכבים מאוד. דבר זה מעלה את השאלה האם מודלים מורכבים פחות יהיו טובים דיים כדי ללכוד את מה שהתרחש בפועל.

"רצינו לראות כמה רגישות היו ההנחות של מודלים", אמר קימל. "מצאנו כי כל המודלים אשר התחשבו בגודל אקראי של אוכלוסיות, כגון תהליכי הסתעפות שונים – נתנו הערכות דומות. הדבר מרגיע, כי הוא מראה ששיפור הנחות המודל, מעבר לנקודה מסוימת, עשוי לא להיות חשוב בכל הנוגע לצפיה בתמונה הגדולה. "

לידיעה באתר נאס"א

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

15 תגובות

  1. עירן:
    הרעיון הזה של "אם מיטוכונדריאלית" הוא רעיון פשוט שמתחייב משיקולים מתמטיים.
    חשוב על כל הנשים שחיות היום.
    נגיד שגודלה X.
    עכשיו חשוב על קבוצת האימהות של נשים אלו.
    ברור שגודלה של קבוצה זו קטן מ X (כי לכל אישה בת זמננו יש רק אמא אחת בשעה שיש אמהות שילדו כמה בנות).
    אז נאמר שגודל קבוצת האימהות של הנשים בנות זמננו הוא Y וכבר ידוע לנו שY קטן מX.
    עכשיו נחשוב על קבוצת האמהות של הנשים הללו.
    קבוצה זו תהיה בגודל Z שהוא קטן מ Y בדיוק בגלל אותה סיבה.
    לכן ברור שאם תלך מספיק אחורה בזמן תגיע לקבוצה שבה יש רק אישה אחת שכל הנשים החיות כיום הן צאצאיותיה.

    דוד:
    אתה ממהר לקבוע שלא הבינו אותך.
    לפחות אחת התשובות שקיבלת מאד רלוונטית לשאלתך וזו ההמלצה על הספר "הדג שבתוכנו".
    יש בז'אנר הזה המון ספרים ואני יכול לתת לך רשימה מאד ארוכה אבל אם אתה רוצה מענה לשאלה הספציפית ששאלת – "הדג שבתוכנו" הוא תשובה טובה וספר אחר, שעדיין לא הוזכר בדיון זה, ושעונה לשאלתך אפילו יותר טוב הוא הספר Endless Forms Most Beautiful

  2. לשחר ולאחרים
    תודה על ההמלצות
    אולי השאלה שלי ב-8 היא מתחום קצת אחר ולא מספיק ברורה.
    אנסח זאת כך:
    בכל דור ודור מועבר חומר פיזית:בדורורת אחרונים מאז שאנו יונקים (ואף לפני כן) זרע+ביצית.
    אך הכל התחיל הרבה לפני כן -מתא בודד שהחל להתחלק.
    השאלה שלי איזה "חומר"יש לנו ממנו?

  3. עירן – היו אז גם נשים אחרות; אך יצא שכולנו בנים של חווה. הצאצאים או צאצאי הצאצאים של האחרות לא הותירו שושלות שנמשכו עד ימינו.

  4. אני לא מבין משהו אחד מכל זה…

    אוקי יש אמא אחת מקורית לכולנו…אז עם מי הילדים שלה שכבו….ואם כן ..איך לא היה להם פגמים גנטים כמו שאצלנו יש בחתונה של קרובים…( עיינו ערך מה שקורה במגזר הדרוזי שמה אין חוק נגד גילוי עריות )

    זה מה שתמיד מוזר לי …איך רק אמא אחת מצליחה להתפצל להרבה..זה לא כאילו שאנחנו דו חיים כמו צפרדעים ומשריצים אלפי ביצים הרי…

    מישהו?? הסבר?

  5. לשחר
    קבל המלצה

    2 ספרים שאהבתי בזאנר

    דווקא החלשים שורדים של ד"ר שרון מועלם

    זרעים הם מגברים ביציות הן מנשים של ג'ו קווירק

  6. לדוד
    אני ממליץ מאוד על ספר שנקרא הדג שבתוכנו בשביל ההתחלה. סיימתי אותו עכשיו וזה היה מרתק. זה ייתן לך את החיבור שלנו / של היונקים אל הדגים וגם קצת על הרקע של מקור החיים
    אבל לפני כל דבר אחר לך אל הספר "הגן האנוכי" קצת ישן אבל חזק בדיוק על מקור החיים
    וגם השען העיוור מומלץ

    אשמח להמלצות נוספות אם משיהו קרא משהו בזאנר הזה.

    אגב בנוגע לאם הקדמונית יש ספר מדהים ששמו 7 בנות חווה. מדבר גם על מיפוי אמהות על בסיס DNA של מיטוכנדריה

  7. שאלה שלא כל כך קשורה למאמר אך מעניינת אותי: האם ניתן לומר שיש לנו קשר חומרי לתא הראשון שנוצר לפני 3.5 מליארד שנה? כלומר באיזשהו אופן אנו בגופינו נושאים את אבותינו עד לדור הראשון של תחילת החיים?

  8. כמובן הסימנים הללו של החייזרים קיימים היכן שניבירו קיים – בדמיונו של סיטשין. קווי נאסקה והפירמידות הן עבודות אנושיות, בעולם העתיק אם מלך משתגע ורוצה משהו, יימצאו העבדים שיבנו לו את זה בטכנולוגיות הזמינות באותה תקופה. לא צריך חוצנים בשביל זה.

  9. אני סותר למחצה את מי שאמר שזכריה אידיוט כי באזור הפירמידות באמריקה התגלו סימני חוצנים כמו גולגולות "ילדי הכוכב" וגם קווי נאסקא {לילידים לא היו כלים הנדסיים טובים מספיק כדי לבנות את הפירמידות ובעצם עד היום אין כאלה}

  10. ""זכריה סיטשין הוא אדיוט. הוא המציא את כל הדברים שהוא טוען שלכאורה גילה, ובגללו אנחנו סובלים היום מהשטות של ניבירו והבלגן סביב 2012.""
    !!!
    אשריך אבי

  11. זה לא קשור למאמר אבל קשור לאידיוטים. התחילו שוב להפיץ את המייל על זה שמאדים יתקרב אלינו ויראה בגודל של הירח. תתכוננו.

  12. הסופר זכריה סיטשין הוא אדיוט. הוא המציא את כל הדברים שהוא טוען שלכאורה גילה, ובגללו אנחנו סובלים היום מהשטות של ניבירו והבלגן סביב 2012.

  13. מפתיע.
    זה בדיוק מה שהלוחות השומרים העתיקים מתעדים –
    תחילת האדם מלפני בערך 200-250 אלף שנה

    רק לא עקב אבולוציה טבעית אלא דרך הינדוס בידי האנונאקי (חוצנים?) של הדי.אן.איי שלהם עם
    הילידים (פריימיטים?)

  14. המספר הזה (200,000) מביא אותנו לתחילת קיומו של ההומו ספיאנס סאפיאנס – אז מה הפלא שאז חיה חווה המיטוכונדריאלית. או בצורת התבטאות אחרת – הדברים תומכים אחד בשני.
    לעומת זאת, בתוכנית תחקיר מקיפה בערוץ ניישונל גיאוגרפיק, למדתי על אב קדמון משותף יותר מאוחר. ממיפוי גנטי (דומני מוטציה מסויימת) של כרומוזום Y (הגברי) נמצא שהאב הקדמון המשותף לכל הגברים בעולם, חי לפני כששים אלף שנה. הוא היה כמובן שחור עור שחי באפריקה – כל האנשים היו אז כאלה. אב קדמון משותף למחצית מהגברים בעולם, חי לפני כארבעים אלף שנה (אם אני זוכר נכון – אי שם בגבול אירופה אסיה).

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן