Какое событие приведет к тому, что нынешняя Митохондриальная Ева будет заменена новой?

Один из возможных сценариев может состоять в том, что у конкретной женщины развивается мутация, делающая ее гораздо более «подходящей» (в эволюционном смысле), чем ее сверстницы. В качестве аргумента давайте возьмем очень упрощенный случай рецессивной мутации, сцепленной с Х-хромосомой, из-за которой у женщин, которые ее вынашивают, рождается, скажем, 10 детей при каждом рождении. Если эту мутацию затем передать потомству, она очень быстро распространится по всей популяции.

Если это продолжится в течение нескольких поколений, подавляющее большинство населения земли будет потомками той единственной женщины, которая несла первоначальную мутацию, она станет новой митохондриальной Евой.

Я хочу подчеркнуть, что это не что иное, как очень упрощенный мысленный эксперимент. Такая мутация i) очень маловероятна, вероятно, невозможна, ii) вероятно, сделает носящего ребенка менее приспособленным, чем более, поскольку каждое рождение будет утомительным, увеличивая шансы умереть во время родов.

Обновлять:

Я указал, что мутация должна быть Х-сцепленной и рецессивной. Это означает, что он будет иметь фенотип только у гомозиготных по нему женщин, у которых оба родителя несут мутацию. Это потому, что, как очень правильно указал mgkrebbs в комментариях ниже, в противном случае ее сыновья спаривались бы с женщинами, которые не являются их сестрами, и у их детей была бы мутация, но не ее мДНК. Если фенотип проявляется только тогда, когда мутация является гомозиготной, только женщины, чья мать является носителем мутации (и мДНК Евы), будут проявлять ее, и только тогда возникнет новая мутация.

Новая митохондриальная Ева жива прямо сейчас.

Когда люди размножаются, матери передают свои митохондрии своим потомкам без участия отца. В результате каждый человек может проследить свою митохондриальную родословную как неразрывную цепь до одной отдельной женщины в прошлом. В силу случайного случая (генетический дрейф) или естественного отбора женщины в одних митохондриальных линиях передают потомство следующему поколению, а в других нет. Если женщине не удается передать потомство следующему поколению, то она представляет собой конец (то есть исчезновение) конкретной митохондриальной линии. С течением времени все больше и больше первоначальных митохондриальных линий будут вымирать, пока все люди не будут представлять одну оставшуюся линию.

Обратите внимание, что это непрерывный процесс, поскольку линии накапливают различия за счет мутации митохондриальной ДНК. Эта мутация является источником различных родословных, которые будут развиваться дальше. Основываясь на предполагаемой скорости мутации митохондриальной ДНК, мы можем оценить, сколько времени потребуется существующим митохондриям, чтобы развить генетические различия, которые мы сейчас наблюдаем.

Если вы сделаете снимок этого процесса в какой-то момент времени (например, современные люди), вы можете использовать это предполагаемое время, чтобы сказать, сколько времени потребуется для накопления нынешних различий — то есть, когда линия началась. Из-за постоянного вымирания существующих митохондриальных линий в будущем существует некоторый момент, когда, если бы мы сделали снимок, мы бы оценили, что митохондриальная ночь жива прямо сейчас.

РЕДАКТИРОВАТЬ на основе комментария:

Скорость формирования новой митохондриальной канвы основана на накоплении мутаций в некодирующих областях митохондриальной ДНК (т.е. молекулярных часах), которая зависит от размера популяции только в той мере, в какой вероятность того, что данная митохондриальная линия выживет, когда все остальные вымрут, в основном это ее начальная частота в популяции. Таким образом, в большой популяции с большим начальным разнообразием каждая линия будет иметь меньшую вероятность успеха.

Кроме того, если нет отбора за или против данной линии, то изменения в частоте обусловлены случайностью (генетический дрейф). В большой популяции эффект дрейфа меньше, чем в небольшой популяции. Таким образом, если размер популяции невелик, то вероятность того, что митохондриальная линия вымрет, выше, а вероятность того, что одна митохондриальная линия станет митохондриальным каналом, выше.

Что должно произойти, чтобы митохондриальный геном одной женщины оказался у всех живых людей?

Все остальные женщины должны были бы внезапно или постепенно быть исключены из генофонда. Ни одна другая женщина не могла войти в генофонд этого будущего человечества. Таким образом, наиболее вероятным сценарием является тот, в котором в какой-то момент нам придется свести нас к одинокой женщине.

Была поднята генетическая изоляция, но слова «все живые люди» на самом деле не означают «изоляцию». В изоляции есть другие люди, которые продолжают заниматься чем-то другим. Здесь речь идет только об изоляции в том смысле, что размножаться остаются только заводчики.

Даже в этом случае любая человеческая женщина все равно будет потомком MEve. Та первоначальная Ева по-прежнему была бы митохондриальной Евой, хотя геномная запись, указывающая на нее, исчезла бы.

Совершенно Новая Ева могла бы произойти, если бы появилась женщина, не имеющая отношения к МЭве , и ее потомство было бы настолько более успешным, чем все другие женщины, что со временем только дочери этой женщины были выбраны в качестве матерей. Она была бы невероятно успешной, поскольку все ее дети были ростом 6 футов 6 дюймов и были намного умнее, привлекательнее и т. д., тогда остальная часть генофонда могла бы сократиться, оставив только «новую Еву». Это могло бы произойти, скажем, если бы у нас появились неандертальцы. Хотя, похоже, они вряд ли возьмут верх .

Это похоже на сценарий, когда одна женская линия просто превосходит все другие женские линии, чтобы принять мантию М-Евы. Мне это кажется менее вероятным. Эта родословная должна иметь преимущество, которое должно перевешивать все варианты, существующие в то время и когда-либо возникавшие в следующих поколениях, прежде чем наша новая М-Ева окончательно доминирует. Учитывая количество генов и возможных вариантов во всем геноме, это статистически маловероятно.

Что касается нового Y Адама , то подобное едва не случилось с мужчинами. Напомним, что Y-хромосома передается исключительно от отца к сыну, поэтому Y-Адам будет единственным предком всех мужчин на планете.

Исследование геномов, спонсируемое National Geographic, показало, что в Центральной Азии 8% всех мужчин имеют одинаковую Y-хромосому . Во всем человечестве 0,5% всех мужчин имеют одинаковую Y-хромосому . Генетика указывает на монгольского царя-воина Чингисхана, чьи походы через Азию к порогу Европы включали в себя то, что он каждую ночь спал с одной или несколькими женщинами из покоренных народов, одна из которых, как считается, убила его . Не случайно он также убил многих мужчин, что устранило большую конкуренцию за его потомство в будущем.

Тем не менее, все это лишь малая часть того эффекта, о котором вы говорите. Трудно представить себе 100% замену потомками одного человека в сценарии, меньшем, чем вымирание. Или новая раса сверхсуществ, произошедшая от одного человека. Трудно представить, учитывая, что сейчас на планете миллиарды людей.

Это немного легче представить в случае с новым Адамом только потому, что у одного человека могут быть сотни или даже тысячи потомков за его жизнь. Даже в этом случае мужская психология , кажется, поднимает этот вопрос более чем рационально . Это все еще крайне маловероятно (не произойдет).

Также стоит отметить, что немногие виды смогли вернуться из такого небольшого генофонда и численности ...

Вот дерево Y-хромосом человека. Вы можете видеть ту толстую серую кляксу, которая является потомком GK.