|
История человечества в ДНК маркировании
27 декабря 2004 года в синем зале нового здания Российской Академии Наук проходил интересный семинар. Докладчик, Лев Анатольевич Животовский, специалист в области популяционной биологии, рассказывал слушателям о работах в области датирования событий, происходивших в древних популяциях, по данным ДНК различий. Исследования проводились группой ученых из 17 человек из разных городов России и стран мира (Новосибирск, Уфа, Москва, Аризона, Германия, Италия, Эстония, Австралия), в числе которых сам Лев Анатольевич, Джеймс Вебер, Манфред Кайзер и другие. Для проведения исследований были взяты анализы крови на ДНК у 1056 индивидов из 52 популяций, изучалось 377 аутосомных нейтральных локуса. По этим данным, с использованием фактов и знаний из истории человечества, популяционной генетики, математической статистики ученые смогли оценить темпы мутирования, дать примерную дату начала дифференциации человеческой популяции, выделить общий центр происхождения. В этой статье приведены лишь некоторые тезисы этого доклада. В дальнейшем мы надеемся опубликовать целую научную статью по материалам Льва Анатольевича.
☺ Факторы, обуславливающие различие популяций:
1. Дрейф генов
2. Мутации
3. Миграции (обмен, поток генов)
4. Отбор
Локальные мутации и миграции больше всего определяют характер различий.
☺ ДНК датирование древних событий использует подходы и методы следующих наук:
1. Популяционная генетика
2. Молекулярная биология
3. Математическая теория процессов
4. Статистика
5. Биоинформатика
☺ Участки генома – ДНК-маркеры:
1. ДНК Y – хромосомы
2. Митохондриальная ДНК
3. ДНК аутосом
В данном исследовании использовалась ДНК аутосом и Y - хромосом, характеризующая мужское население популяции. При изучении ДНК митохондрий можно заметить примерно те же самые закономерности, но она характеризует женское население. Различия могут быть обусловлены миграциями.
☺ Варианты маркеров:
1. Нуклеотидная последовательность
2. SNP - однонуклеотидный полиморфизм
3. STR - микросателлиты (быстро мутирующие локусы – «Биологические часы»)
SNP и STR маркеры имеются в Y-хромосомах
☺ Мутация - гаплогруппа возникает 1 раз в одном месте и распространяется с помощью миграций. У человека известно 250 гаплогрупп, архаичные встречаются только в Африке. Этнос состоит из определенных гаплогрупп различного времени происхождения. Гаплогруппы мигрантов сохраняются, но к ним позже прибавляются и гаплогруппы коренного населения.
☺ У американских индейцев и европеоидов есть сходные гаплогруппы.
☺ По изменению локусов можно узнать предка. Для этого нужно знать:
1. Темпы мутирования
2. Статистические данные
3. Математические модели
☺ В результате расчетов данная группа ученых пришла к выводу, что темпы мутирования составляют 0.69*103 в среднем на локус на 25 лет.
☺ Расы различаются генетически.
☺ Дифференциация человеческих популяций произошла примерно 70-140 тыс. лет назад.
☺ Люди появились сначала в Африке и только потом – за ее пределами, начались миграции. По современным данным, именно здесь находился единственный центр происхождения человечества – генный пул. Другие малые центры вполне могли существовать, но генетически не зафиксированы.
☺ Современному генофонду дали начало примерно 2000 человек.
☺ Генетическая история популяций основана на:
1. Популяционной генетике
2. Молекулярной биологии
3. Статистике
4. Моделировании
☺ В работе не учитывается вымирание некоторых популяций по причине эпидемий различных болезней, так как исследуемые локусы берутся из нейтральных мест ДНК. Вероятно «болезненные локусы» мало влияют на общую картину.
☺ Китайцы в Евразии (генетически) - один из самых молодых народов.
☺ Полученные в ходе исследования данные нельзя распространять на всю историю человечества.
Проблемы доклада:
1. Не соответствие истории Земли и рассчитанной в ходе исследования датой появления человечества и дифференциации популяции. Это произошло по причине построения математических моделей и нуждается в доработке.
2. В работе не учитывается действие таких факторов, как естественный отбор и вымирание.
3. Нужно учесть, что важно совокупное действие факторов: генетический фактор взаимодействует с условиями среды. Правы и генетики, и эволюционные морфологи.
Возможное будущее этой работы:
1. Создание биогеологической характеристики.
2. Совмещение результатов исследования и генетики популяций. Использование этого нового метода учета скорости мутаций на уровне популяций диких животных.
Материал подготовлен Поляковой Марией.