Vea más imágenes de ADN. 2008 HowStuffWorks En 1987, un grupo de genetistas publicó un estudio sorprendente en la revista Nature. Los investigadores examinaron la ADN mitocondrial (ADNmt) tomado de 147 personas de todos los principales grupos raciales de la actualidad. Estos investigadores encontraron que el linaje de todas las personas vivas hoy cae en una de las dos ramas del árbol genealógico de la humanidad. Una de estas ramas consiste en nada más que linaje africano, el otro contiene todos los demás grupos, incluyendo algún linaje africano.
Aún más impresionante, los genetistas concluyeron que cada persona en la Tierra en este momento puede rastrear su linaje hasta un solo antepasado femenino común que vivió alrededor de 200, Hace 000 años. Debido a que una rama completa del linaje humano es de origen africano y la otra también contiene linaje africano, Los autores del estudio concluyeron que África es el lugar donde vivía esta mujer. Los científicos nombraron a este ancestro femenino común Eva mitocondrial .
Los investigadores tuvieron la idea de este proyecto basándose en un descubrimiento que hizo otro genetista en 1980. El Dr. Wesley Brown notó que cuando se compara el ADNmt de dos humanos, las muestras son mucho más similares que cuando el mtDNA de otros dos primates, por ejemplo, dos chimpancés - se compara. Brown encontrado, De hecho, que el mtDNA de dos humanos tiene sólo la mitad de diferencias que el mtDNA de otros dos primates dentro de la misma especie [fuente:Cann]. Esto sugiere que los humanos comparten un ancestro común mucho más reciente que otros primates, una idea lo suficientemente tentadora como para lanzar la investigación de Nature.
El autor principal del estudio, Rebecca Cann, llamó a sus colegas y su elección de usar a Eva como el nombre "un nombre inapropiado y divertido, "y señaló que el estudio no implicaba que la Eva mitocondrial no fuera la primera, o la única, mujer en la Tierra durante el tiempo que vivió [fuente:Cann]. En cambio, esta mujer es simplemente la persona más reciente a la que todas las personas pueden rastrear su genealogía. En otras palabras, hubo muchas mujeres que vinieron antes que ella y muchas mujeres que vinieron después, pero su vida es el punto a partir del cual crecieron todas las ramas modernas del árbol genealógico de la humanidad.
Cuando los investigadores del estudio de 1987 observaron muestras tomadas de 147 personas y fetos diferentes, encontraron 133 secuencias distintas de mtDNA. Algunas de las personas muestreadas, resultó, se relacionaron recientemente. Después de comparar el número de diferencias entre las muestras de ADNmt dentro de las razas, encontraron que los africanos tienen la mayor diversidad (es decir, el mayor número de diferencias) de cualquier grupo racial. Esto sugeriría que el mtDNA encontrado en africanos es el más antiguo:dado que ha tenido la mayor cantidad de mutaciones, un proceso que lleva tiempo, debe ser el más antiguo de los linajes que existen en la actualidad.
Las dos ramas distintas que descubrieron contenían el ADNmt que se encuentra en las cinco poblaciones principales del planeta:africana, Asiático, Europeo, Australiano y Nueva Guinea. Los investigadores encontraron que en la rama que no era exclusivamente africana, las poblaciones raciales a menudo tenían más de un linaje. Por ejemplo, un linaje de Nueva Guinea encuentra su pariente más cercano en un linaje presente en Asia, no Nueva Guinea. Todos los linajes y ambas ramas, sin embargo, todo se remonta a un punto teorizado:Eva mitocondrial.
Entonces, ¿cómo terminó Eva siendo el ancestro común más reciente de la humanidad? Veremos eso en este artículo, así como algunos argumentos presentados contra la teoría de la Eva mitocondrial. Pero primero, ¿Qué son las mitocondrias y por qué los científicos usan ADNmt para rastrear el linaje?
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Mientras que los óvulos femeninos contienen muchas mitocondrias, el esperma masculino contiene solo unos pocos, que se pierden después de la fertilización. iStockphoto Los biólogos conocen las mitocondrias desde el siglo XIX. Pero no fue hasta finales de la década de 1970 que se hizo evidente el valor de usar el ADN dentro de las mitocondrias para rastrear la historia humana antigua. El ADN mitocondrial se diferencia del ADN nuclear en algunas formas clave:la variedad de ADN ubicado dentro del núcleo de cada una de sus células determina el color de sus ojos, rasgos raciales, susceptibilidad a determinadas enfermedades y otras características definitorias. ADNmt, por otra parte, contiene códigos para fabricar proteínas y llevar a cabo los demás procesos que llevan a cabo las mitocondrias.
Los genes que portas en forma de ADN nuclear son el resultado de una fusión entre el ADN de tu madre y el de tu padre; esta fusión se llama recombinación . ADNmt, sin embargo, se deriva casi exclusivamente de su madre. Esto se debe a que el óvulo de una mujer humana contiene mucho ADNmt, mientras que los espermatozoides masculinos contienen solo un poco de mitocondrias. Una de las funciones de una sola mitocondria es generar energía para la célula que la contiene, y los espermatozoides usan algunas mitocondrias en la cola para impulsar su carrera hacia el óvulo para la fertilización. Estas mitocondrias se destruyen después de que el esperma fertiliza el óvulo, y así se pierde cualquier mtDNA que pudiera pasar del lado del padre.
Esto significa que el mtDNA es matrilineal - sólo el lado materno sobrevive de generación en generación. Una madre que sólo da a luz a hijos varones verá perder su linaje de ADNmt. El examen del mtDNA hasta ahora ha arrojado solo casos raros e inusuales en los que el mtDNA paterno sobrevive y se transmite al niño.
Las mitocondrias también son valiosas para los evolucionistas porque se pueden encontrar copias del mismo ADNmt que usted tiene en las células de todo el cuerpo. Dentro de cada celda, también, puede haber miles de copias de mtDNA. En cambio, el ADN nuclear de una célula suele contener solo dos copias. También es más fácil extraer ADNmt que ADN nuclear, ya que se encuentra fuera del núcleo frágil y que se descompone más rápidamente de la célula.
Todo esto se suma a que su ADNmt es el mismo que el de su madre, dado que no hay recombinación para formar una tercera versión, distintos de los de su madre y su padre, pero una combinación de ambos. Esto hace que el mtDNA sea mucho más fácil de rastrear desde un punto de vista antropológico.
Los humanos han existido durante mucho tiempo. En los cientos de miles de años que hemos estado caminando por el planeta nuestro número ha crecido. ¿Cómo es que solo unos 200, ¿Hace 000 años una mujer soltera se convirtió en la bisabuela de todos nosotros? ¿No debería la historia humana ir más atrás que eso?
Lea la página siguiente para descubrir cómo la humanidad pudo haber estado al borde de la extinción, preparando el escenario para que Eva mitocondrial deje su legado perdurable.
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Se cree que un volcán en Sumatra como este forzó a la humanidad a un cuello de botella evolutivo después de que hizo erupción 70, Hace 000 años. Jewel Samad / AFP / Getty Images Cann y sus colegas investigadores estimaron que la Eva mitocondrial vivió alrededor de 200, Hace 000 años. Con su margen de error incluido, ella habría estado viva entre 500, 000 y 50, Hace 000 años. Dado que se cree que Eva vivió durante una época en la que había otras mujeres vivas, ¿Cómo es que todos los que vivimos hoy descendimos solo de ella? Hay un par de explicaciones de cómo solo el mtDNA de Eve pudo haber sobrevivido, y lo más probable es que sea una combinación de factores convergentes.
La posibilidad más probable es que un cuello de botella evolutivo ocurrió entre la humanidad mientras Eva estaba viva. Esta es una situación en la que una gran mayoría de los miembros de las especies mueren repentinamente, llevando la especie al borde de la extinción. Esta repentina disminución en el número no se debe a ningún tipo de falla en la adaptación. En lugar de, es más probable que sea el resultado de una catástrofe de algún tipo, por ejemplo, el resultado de un cometa que choca contra la Tierra. Después, solo quedan unos pocos miembros para repoblar el grupo y seguir evolucionando. Se sospecha que se han producido cuellos de botella en diferentes momentos de la historia de la humanidad, así que no es una idea descabellada que un evento como este pudiera haber tenido lugar durante la vida de Eve.
Un informe publicado en 1998 concluyó que alrededor de 70, 000 años atrás, la humanidad se redujo a solo unos 15, 000 personas en todo el planeta [fuente:Whitehouse]. Con muy pocas personas repartidas por todo el planeta, De hecho, la humanidad estaba al borde de la extinción. El evento que causó la casi pérdida de nuestra especie fue una erupción del Monte Toba en Sumatra. Esta erupción volcánica fue tan inmensa que bajó las temperaturas globales, mató a los animales y plantas que alimentaban a los seres humanos y provocó la edad de hielo más fría que el planeta haya visto, duradera 1, 000 años.
La teoría de la Eva mitocondrial evoca escenarios similares. Si la población humana se redujera drásticamente, y no había muchas mujeres para tener hijos, el escenario está listo para una "Madre afortunada, "Como dice Cann, emerger como un ancestro común más reciente. Es posible que después de algunas generaciones, el mtDNA de las otras mujeres se extinguió. Si una mujer engendra solo hijos varones, su ADNmt no se transmitirá, ya que los niños no reciben mtDNA de su padre. Esto significa que, si bien los hijos de la mujer tendrán su ADNmt, sus nietos no lo harán, y su línea se perderá.
Es posible que esta fuera la causa de que Eve emergiera como la única "Madre Afortunada" que, en esencia, nos dio a luz a todos.
¿Tiene problemas para entender? No es para preocuparse. Lea la página siguiente para ver una ilustración de lo que el mtDNA es teóricamente capaz de hacer en la página siguiente. Aclarará un poco las cosas.
Chuck Kennedy / Getty Images El ADN mitocondrial es útil para identificar parientes. Se utiliza aquí en el Laboratorio de Identificación de ADN de las Fuerzas Armadas en Rockville, Maryland., para su uso en la identificación de restos de soldados. Chuck Kennedy / Getty Images Aunque hablar de mutaciones genéticas y secuencias de ADN lo hace parecer complejo, en su centro, el seguimiento del mtDNA se basa en una noción engañosamente simple:las personas cuyos antepasados alguna vez estuvieron estrechamente relacionados deberían tener mtDNA casi idéntico. El mtDNA puede sufrir mutaciones con el tiempo, pero se necesita tiempo para que ocurran estas mutaciones. Lógicamente cuantos menos hay, ha pasado menos tiempo desde que los antepasados de dos familias divergieron. Aquellas personas que tienen solo unas pocas diferencias en sus secuencias de mtDNA estarían relacionadas más recientemente que aquellas secuencias que tienen muchas diferencias.
Piensa en ello de esta manera. Digamos que su tatarabuela por parte de su madre, a quien llamaremos Mildred, tenía una hermana, a quien llamaremos Tillie. Ambos compartían ADNmt idéntico que recibieron de su madre. Pero imagina que Tillie y Mildred tuvieron una terrible discusión, y Tillie se mudó por todo el país, mientras que los descendientes de Mildred, incluido usted, se quedaron quietos.
Tillie y Millie nunca volvieron a hablar. Ambas mujeres dieron a luz a niñas y así se transmitió su ADNmt matrilineal. Pero a medida que las generaciones continuaron, las familias de los dos se volvieron cada vez menos conscientes de la existencia de la otra rama, hasta que ninguna línea se dio cuenta de la otra. Pero las dos líneas están a punto de reunirse inadvertidamente. Los investigadores colocaron un anuncio nacional solicitando sujetos de prueba para un estudio de las tendencias recientes de la población humana utilizando ADNmt para el mapeo. Por coincidencia, usted y un primo lejano suyo del lado de la familia de Tillie deciden ser voluntarios.
Después de que obtengan una muestra de ADN suya, los investigadores comparan su ADNmt con las secuencias de los otros candidatos. He aquí que descubren que dos voluntarios son primos. Comparando su ADNmt con el de su primo, los genetistas deberían poder decir cuánto tiempo hace que Tillie y Mildred tuvieron su discusión. Si verificaron las poblaciones locales de su área y el área de su primo, también deberían poder saber si fue Tillie o Millie quien migró, al encontrar qué población compartió más del mtDNA presente en su línea familiar, más personas con el mismo mtDNA significa que esa secuencia ha existido por más tiempo. Y lo que es más, También pueden concluir que, dado que usted y su primo comparten ADNmt similar, tienes un antepasado reciente más común, la mujer que es madre de Tillie y Mildred.
Dado que se necesita un tiempo para que ocurran las mutaciones del mtDNA, Sería bastante difícil para estos genetistas imaginarios identificarte a ti y a tu primo con precisión, pero cuando esta técnica se extrapola a un período que abarca decenas o cientos de miles de años, se vuelve mucho más viable.
No todo el mundo compra la teoría de la Eva mitocondrial, sin embargo. Lea la página siguiente para conocer las críticas al estudio.
Después de recibir críticas por recolectar muestras de ADN de afroamericanos en lugar de africanos en su estudio, Cann y sus colegas visitaron a personas que viven en África, como estos sudaneses, para recopilar su información genética. Los resultados fueron los mismos. Natalie Behring-Chisholm / Getty Images El mapeo evolutivo mediante el uso de mtDNA es inexacto. A medida que el estudio del ADNmt continuó después de finales de la década de 1970, Los científicos descubrieron una propiedad conocida como heteroplasmia - la presencia de más de una secuencia de mtDNA encontrada en la misma persona. Incluso dentro de una sola persona, Existen diferencias entre el ADNmt que dificultan la comparación de una persona o grupo con otro.
El estudio de 1987 que introdujo el concepto de Eva mitocondrial en el mundo fue atacado cuando se señaló que la población "africana" que los investigadores muestrearon en realidad estaba compuesta casi en su totalidad por afroamericanos. ¿Es posible que en los pocos cientos de años transcurridos desde que se importaron africanos a las Américas en contra de su voluntad, el ADNmt de los afroamericanos haya mutado lo suficiente como para inutilizar la muestra? Frente a las críticas, Cann y sus colegas tomaron una muestra adicional de africanos que viven en África, pero encontró prácticamente los mismos resultados.
Otro problema con el estudio del mtDNA son las diferencias en la tasa de mutación. Piensa en ello de esta manera, si observa cuánto tiempo tardó una secuencia particular de ADNmt en desarrollar un cambio, una mutación, y concluye que tomó 1, 000 años, entonces dos cepas de mtDNA del mismo linaje con dos mutaciones habrían divergido alrededor de 2, 000 años atrás, ¿Derecha? Así es como Cann y compañía decidieron que Eva mitocondrial vivía alrededor de 200, Hace 000 años.
Los investigadores dijeron que en su estudio asumieron que el mtDNA muta a un ritmo constante. El problema es, la ciencia no está exactamente segura de cuál es la tasa de mutación del mtDNA, si es que existe una tasa mensurable. Si observa la tasa de mutación entre un grupo completo de organismos, decir, todas las personas vivas hoy - llamado el tasa filogenética - podría concluir que el mtDNA muta a un ritmo constante. Pero si nos fijamos en una sola línea familiar dentro de ese grupo más grande, el tasa de pedigrí - Lo más probable es que encuentre una tasa de mutación completamente diferente.
Dado que el "reloj mutacional" utilizado por Cann y sus coautores fue cuestionado, ampliaron la fecha de la existencia de Eva a entre 500, 000 y 50, Hace 000 años.
Décadas después de la publicación del estudio Mitochondrial Eve, los resultados todavía se debaten acaloradamente. ¿Somos todos descendientes de un ancestro común más reciente que vivió 200, ¿Hace 000 años? ¿Puede el ADNmt siquiera decirnos con precisión? Estas preguntas siguen sin respuesta y enmarcan el trabajo futuro de los genetistas evolutivos. Pero el estudio de 1987 fue lo suficientemente innovador como para cambiar la forma en que pensamos sobre nosotros mismos como seres humanos. Señaló que en algún lugar de la historia, todos estamos relacionados.
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