Unsere „Vorfahren“waren Um Ein Vielfaches Mehr Als „Vormütter“

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Video: 6. Jahrhundert – Wer sind unsere Vorfahren? – „Völkerwanderung" #jahr100 #6 | MrWissen2go | Terra X 2022, Dezember
Unsere „Vorfahren“waren Um Ein Vielfaches Mehr Als „Vormütter“
Unsere „Vorfahren“waren Um Ein Vielfaches Mehr Als „Vormütter“
Anonim
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Genetiker wundern sich über die Geschlechterzusammensetzung der Vorfahren der Europäer und Asiaten. Entweder kamen weit mehr Männer als Frauen aus Afrika, oder die Kolonialisten praktizierten Matriarchat und Polyandrie, oder Männer lebten viel länger als ihre Freundinnen. Autoren, die ein ungewöhnliches Ergebnis erhalten haben, glauben nicht vollständig an eine einzige Erklärung

Heutzutage zweifeln Wissenschaftler nicht mehr daran, dass die Menschheit in Afrika aufgetaucht ist. Von hier aus ließen sich Homo sapiens auf der ganzen Welt nieder, besetzten Kontinent um Kontinent und trafen manchmal mit ihren entfernten Brüdern zusammen, die Afrika Hunderttausende von Jahren zuvor verlassen hatten. Dies geschah in Europa, wo Menschen des modernen Typs vor etwa 30.000 Jahren die Neandertaler vertrieben haben. Vielleicht geschah etwas Ähnliches in Asien - zum Beispiel in Indonesien, wo die "Hobbits" der Insel Flores erst vor 20.000 Jahren lebten, als fast die gesamte Erde, außer vielleicht Amerika, von Homo sapiens bewohnt war.

Seit Jahrhunderten haben Historiker und Anthropologen versucht, den Ablauf der Besiedlung unseres Planeten durch Rassen und Völker zu rekonstruieren. In den letzten Jahren haben Genetiker ihnen Hilfe angeboten. Durch den Vergleich der Chromosomen von Vertretern verschiedener Völker können Wissenschaftler nun die familiären Bindungen zwischen ihnen wiederherstellen und versuchen (basierend auf Schätzungen der Anhäufungsrate von Mutationen im Genom) zu berechnen, wann es eine Trennung zwischen Völkern gab, deren Nachkommen jetzt bekannt sind wie etwa die Schweden und die Chinesen.

Driften Sie schneller auf dem X-Chromosom

Genetische Drift ist ein rein zufälliges Phänomen und gehorcht den Gesetzen der Wahrscheinlichkeitstheorie. Es kann berechnet werden, dass die genetische Drift in der Autosomen-DNA 25 % langsamer sein sollte als auf dem X-Chromosom.

Bei der Bildung von Gameten - Eiern und Spermatozoen - divergieren gepaarte Chromosomen auf zufällige Weise in verschiedene Gameten, und die Mutter kann das 15. Chromosom von seinem Großvater und das 22. von seiner Großmutter an das Kind weitergeben. Darüber hinaus kann sogar ein Chromosom aufgrund des Crossing-over-Phänomens Gene von zwei Vorfahren tragen, wenn gepaarte Chromosomen während der Zellteilung an den Enden ähnliche Abschnitte austauschen. Allerdings beginnen nicht jede Eizelle und sehr, sehr wenige der Spermatozoen ein neues Leben, indem sie Gene durch Vererbung weitergeben. Daher kann der Faktor Zufall die Häufigkeit des Auftretens von Genen bei Nachkommen im Vergleich zu Vorfahren radikal verändern.

Je weniger einzelne Chromosomen an diesem Vorgang beteiligt sind, desto stärker unterliegt die Endpopulation dem „Faktor Zufall“und die genetische Zusammensetzung kleiner Populationen ändert sich durch Drift viel schneller als bei großen. Aber wir haben zwei Arten von Chromosomen - die Geschlechtschromosomen X und Y, von denen das letzte in einer Menge von 1 Stück nur bei Männern verfügbar ist, und Autosomen, die zu gleichen Teilen in Männer und Frauen aufgeteilt sind. In einer Bevölkerung, in der Männer und Frauen gleich verteilt sind, kommen nur 75 X-Chromosomen auf 100 Autosomen jedes Typs.

Basierend auf dieser Analyse glauben Wissenschaftler, dass die Mehrheit (und vielleicht 100%) der heute außerhalb Afrikas lebenden Menschen Nachkommen einer Gruppe von Menschen sind, die den Kontinent vor etwa 60.000 Jahren (plus / minus 20.000 Jahren) verlassen haben. Wie lange dieser Exodus gedauert hat, ist schwieriger zu bestimmen, aber es ist klar, dass nur sehr wenige Menschen die vielen Milliarden Nicht-Afrikaner ins Leben riefen. Um davon überzeugt zu sein, genügt ein Blick auf die genetische Vielfalt – die Fülle verschiedener Genvarianten in einer bestimmten Population.Bei den Schwarzen ist sie um ein Vielfaches höher als für alle anderen Rassen und Völker zusammen berechnet.

Wenn man sich die genetische Ausstattung von Rassen und Völkern genau ansieht, kann man viel subtilere Effekte feststellen. Versuchen Sie zum Beispiel herauszufinden, wie viele der "Kolonialisten", die aus Afrika auf eine lange Reise gingen, Männer und wie viele Frauen waren.

Und es stellte sich heraus, dass es mehrere Male mehr Männer gab

Dies ist jedoch nur die einfachste Interpretation der Daten.

Um das Verhältnis von Männern zu Frauen in der Gründerpopulation der nichtafrikanischen Bevölkerung zu beurteilen, versuchten die Wissenschaftler, die Anzahl der weiblichen X-Chromosomen im Verhältnis zu den Autosomen zu schätzen – der Rest sind gepaarte, nicht geschlechtsspezifische Chromosomen. Da Männer nicht zwei X-Chromosomen haben, sondern nur eines, hat jeder Mann und jede Frau insgesamt nur 3 X-Chromosomen, während beispielsweise das erste oder 15 Chromosomen 4 Stück haben. Ebenso gibt es in jeder Population mit gleicher Geschlechtszusammensetzung – wo es die gleiche Anzahl von Männern und Frauen gibt – 33% (4/3-mal) mehr Autosomen (4/3-mal) als X-Chromosomen.

Aber so finden Sie heraus, wie viele Chromosomen bei Menschen vorhanden waren, die vor 60.000 Jahren gestorben sind.

Wir müssen uns die DNA ihrer Nachkommen ansehen, und zwar nicht nur einen, sondern eine große Anzahl. Und vergleichen Sie, wie sich der Genpool insgesamt im Laufe der Zeit verändert hat, nämlich wie sich die relativen Häufigkeiten verschiedener Varianten der DNA-Sequenz (Genallele) in der Population verändert haben. Dabei geht es weniger um die Entstehung einer neuen Mutation (die Entstehung eines neuen Allels), sondern darum, wie sehr sich der Anteil der Besitzer des einen oder anderen Allels in der untersuchten Personengruppe verändert hat.

Der Grund für diese Veränderungen ist die sogenannte genetische Drift.

Dies ist ein rein probabilistisches Phänomen, und seine Rate ist umgekehrt proportional zur Anzahl der Chromosomen in der Population.

Wenn also unter den Siedlern, die Afrika verlassen haben, gleich viele Männer und Frauen wären, würde sich der mit dem X-Chromosom verbundene Genpool 33 % schneller ändern als der autosomale Genpool.

Amerikanische Genetiker unter der Leitung von Alon Kanan und David Reich vom kürzlich von Harvard und MIT gegründeten Broad Institute versuchten, diese Geschwindigkeiten zu messen. Dazu verglichen sie drei Bevölkerungsgruppen – „Westafrikaner“, „Ostasiaten“und „Nordeuropäer“. Für sie wurden im Rahmen des internationalen Projekts „HapMap“Daten zu den relativen Häufigkeiten Tausender verschiedener DNA-Variationen gesammelt. Westafrika ist darin vertreten durch die Yoruba aus Niger, Ostasien - durch halb Japaner und Han-Chinesen, "Nordeuropa" - durch Amerikaner entsprechender Herkunft.

Es wird angenommen, dass die ersten die Nachkommen von Menschen sind, die in Afrika geblieben sind, und die zweiten und dritten die Nachkommen der "Kolonisierer", die den schwarzen Kontinent verlassen haben. Vergleicht man die Variationen in Hunderttausenden von DNA-Positionen, kann man die Variationen statistisch trennen - um herauszufinden, welche entstanden, als alle Menschen Afrikaner wurden, welche - während des "Exodus" und welche - danach, als die Verstorbenen aufgeteilt wurden in Europäer und Asiaten.

Wie der Vergleich zeigte, veränderten sich die X-Chromosomen der „Colonizer“nicht um 33 %, sondern 60-70 % schneller als bei Autosomen.

Unter sonst gleichen Bedingungen bedeutete dies, dass 3 oder sogar 5 mal mehr Männer darunter waren als Frauen!

Entsprechende Arbeiten werden in Nature Genetics zur Veröffentlichung angenommen.

Dass mehr Männer auf der langen Reise waren, ist für Anthropologen kaum schockierend. Aus der Untersuchung der bis heute überlebten Jäger-Sammler-Gemeinschaften kommen die Wissenschaftler seit langem zu dem Schluss, dass Männer die treibende Kraft für die Fernwanderung sind, während Frauen für kleine Vertreibungen verantwortlich sind. Das Ausmaß der Diskrepanz - das 3-5-fache - und die Tatsache, dass Einwanderer aus Afrika nicht in benachbarte Dörfer gingen, sondern "in die Leere", wo sie niemanden hatten, um ihre Familie fortzusetzen, zwangen Kanan und Reich zum Nachdenken über alternative Erklärungen.

Zum Beispiel könnte die Größe der weiblichen Population in den Genen falsch eingeprägt sein, wenn Männer aus irgendeinem Grund nur einen kleinen Teil ihrer Gefährten bei den Nachkommen hinterlassen.

Dieses Verhalten wird bei vielen Hunden und sogar einigen Affen praktiziert, bei denen das dominante Weibchen anderen Rudelmitgliedern nicht erlaubt, sich mit zahlreichen Männchen zu paaren. Aber haben sich die Leute wirklich genauso verhalten? Es ist unwahrscheinlich, betonen die Autoren, da dieselben anthropologischen Studien eher auf die Verbreitung von Polygamie als Matriarchat und Polyandrie unter Jägerstämmen hinweisen.

Vielleicht lebten Männer länger? Denn genetische Drift bestimmt nicht die Zeit, sondern die Anzahl der veränderten Generationen. Wenn Frauen häufiger ersetzt werden als Männer, dann scheint uns ihre Driftgeschwindigkeit höher zu sein. Auch hier glauben Keinan und Reich und Kollegen, dass diese Erklärung auch anthropologischen Beobachtungen widerspricht.

Ist es schließlich möglich, dass wir die Driftgeschwindigkeit vergeblich zählen? Könnte es sein, dass sich der Genpool nicht durch Drift, sondern unter dem Einfluss natürlicher Selektion verändert hat? Schließlich haben sich mit dem Ausstieg aus Afrika die äußeren Rahmenbedingungen dramatisch verändert. Vielleicht haben sich im Nahen Osten plötzlich einige X-chromosomale Gene, von denen es in Afrika weder warm noch kalt war, als überlebenswichtig herausgestellt? Wieder unwahrscheinlich, schreiben die Autoren. Erstens ist nicht klar, warum nur auf dem X-Chromosom. Zweitens konnten die Wissenschaftler keine Unterschiede in der Änderungsrate des Genpools zwischen den kodierenden und nicht-kodierenden Bereichen der Chromosomen feststellen.

Letztendlich bleibt die beschleunigte genetische Drift entlang des X-Chromosoms ein Rätsel, geben Wissenschaftler zu.

Bei der weiteren Umsiedlung - während der Kolonisation Europas und Asiens - gab es übrigens keine Driftanomalien, und die Arbeit von Keinan und Reich zeigt das Verhältnis der Anzahl der X-Chromosomen zu den Autosomen bei 3/4 (innerhalb der Fehlergrenze). Wie war der afrikanische Exodus so anders? Auf diese Frage gibt es noch keine Antwort, aber es ist möglich, dass wir alle, mit Ausnahme der Afrikaner, Kinder einer sehr kleinen Zahl von Frauen und einer viel größeren Zahl von Männern sind.

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