Сможет ли человечество выжить, если все, кроме нескольких мужчин, погибнут от чумы?

Завтра внезапная эпидемия чумы, передающаяся воздушно-капельным путем, убивает почти всех мужчин — женщин это не касается. ООН и разные страны стараются изо всех сил, но не могут найти лекарство. Бывают беспорядки и некоторые срывы, но в целом глобальному обществу удается оставаться в некоторой степени стабильным в процессе. Многие знания, особенно технические знания, теряются, но большинство правительств либо остаются у власти (с некоторыми заменами), либо заменяются новыми, но похожими. Все во всем мире инфицированы, а те, у кого нет иммунитета, умирают в течение нескольких месяцев. Все остальные по-прежнему являются носителями болезни.

Единственными выжившими мужчинами должны быть те, кто лечился и вылечился от определенной редкой болезни - как выясняется, всего 5 мужчин. Все новые младенцы мужского пола, созданные из замороженной спермы, быстро умирают в утробе матери. Предполагается, что причина, по которой эти мужчины невосприимчивы, носит генетический характер, поскольку зачатые ими дети мужского пола выживают и совершенно здоровы. Использование лекарства на женщинах не имеет значения. Поскольку лечение редкого заболевания довольно дорогое, все эти мужчины живут в развитых странах.

Вопрос в следующем: сможет ли человечество сохранить достаточно генетического разнообразия для долгосрочной устойчивости населения или мы на пути к неизбежному вымиранию?

(Основы этой предпосылки я почерпнул из манги, в которой явно не уделялось должного внимания своей предпосылке, но она заставила меня задуматься о ее практичности. В том мире технологии были более продвинутыми, но не очень четко определенными, вот почему Я устанавливаю это в современном мире.)

Термин, который вы ищете, — генетическое узкое место . Примером из реального мира может быть гепард . См., например , Датирование генетического узкого места африканского гепарда , M Menotti-Raymond и SJ O'Brien, Proc Natl Acad Sci US A. 1993 Apr 15; 90(8): 3172–3176.
Я видел эту историю не в манге, а в западном комиксе. Ю: Последний человек . Очень хорошее чтение.
Это другой вопрос. Обратите внимание, что женщин (почти по любым меркам) много. Ограничены только самцы. Эти два вопроса, безусловно, связаны, но ни в коем случае не дублируются.
@Brythan, я не уверен, что это действительно повлияет на окончательный вердикт; генетические соображения будут по-прежнему очень похожи. Тем не менее, именно поэтому в комментарии говорится о возможном дублировании!
Даже если бы окончательный вердикт был таким же, первое соображение здесь должно заключаться в том, меняет ли он положение дел. И дело в том, что окончательный вердикт (ИМО) не тот. Кроме того, это также мнение трех из четырех ответов. Проблемы, возникающие при ограниченном генетическом материале, в основном решаются за счет большого количества самок. Единственная оставшаяся проблема — это Y-хромосома, и очевидно, что Y-хромосомы выживают, поскольку выживают пятеро мужчин. Теперь у них могут быть проблемы с определенными комбинациями XY, но для этого есть много разнообразия X.
Как мужчина, я разрываюсь между плюсами и минусами такой ситуации...
«Фактор мужественности» Роберта Мерля анализирует аналогичную ситуацию .
Главный вопрос, который, я думаю, был упущен; Насколько сложно клонировать сперматозоиды в наши дни? Я чувствую, что это сильно изменит правила игры.
amazon.com/Handmaids-Tale-Margaret-Atwood/dp/038549081X/… то же самое, но мало фертильных женщин.
Еще одна книга, также с небольшим количеством женщин, а не мужчин: amazon.com/White-Plague-Frank-Herbert/dp/0765317737
По мудрым словам Зеппа Браннигана: «Дух желает, но плоть рыхлая и в синяках».
Звучит как серия Sliders ...
Да, но это было бы УТОЧНИТЕЛЬНО!!!! ("Далее!!"...Далее!..."Далее!"... "Далее,,,"...пыхтение... пыхтение...пыхтение..."Далее..!" ...пыхтение...пыхтение..."следующий..?"...( стук! ))
была старая польская комедия с похожим сценарием: en.wikipedia.org/wiki/Sexmission
Если период сразу после чумы не имеет решающего значения для вашей истории, вы можете заменить его чумой, которая вызывает почти всеобщее мужское бесплодие, поскольку для этого существуют хорошо известные биологические механизмы (например, свинка).

Ответы (13)

Я не думаю, что даже с методами искусственного осеменения можно успешно заселить только 5 мужчин. Проверьте математику здесь https://en.wikipedia.org/wiki/Sperm_donation . Мужчине требуется 2-3 дня, чтобы получить хороший образец спермы, но даже при ЭКО вы получите лишь несколько успешных зачатий из каждого образца. Таким образом, эти 5 мужчин могут оплодотворить только несколько сотен женщин в год. Даже если предположить значительное увеличение показателя успешности, большой разрыв между тем, когда новые самцы смогут размножаться (12-13 лет или около того), будет означать, что в то время будет всего несколько тысяч детей. Кроме того, вы предполагаете, что 5 мужчин относительно молоды со здоровой спермой и не умерли от других причин за эти 13 лет.

Тогда возникает проблема поддержания современных технологий при таком небольшом населении. Даже если существующие женщины смогут прикрыться во всех аспектах, у вас будет всего несколько десятилетий, прежде чем задачи и знания должны будут передаваться, и я не думаю, что будет достаточно способных молодых людей для этого. По мере упадка технологий способность поддерживать оплодотворение помимо естественных методов также будет снижаться, что еще больше снизит уровень рождаемости. Не говоря уже о том, что эти новые дети, или, по крайней мере, мальчики, страдают от этого редкого заболевания, для лечения которого требуются технологии первого мира, и если оно будет утеряно, то младенцы умрут от этого, а не только от этой смертельной болезни.

Таким образом, лучший сценарий надежды - это несколько племен низкотехнологичных выживших, которые способны по крайней мере лечить это генетическое заболевание, которое приводит к тому, что мужчины выживают после вируса, или что вирус вымирает сам по себе, а новые мужчины без генетического заболевания могут затем выжить. . Человечество пришло в норму после ОЧЕНЬ низкой численности в прошлом (70 тысяч лет назад супервулкан сбросил человечество до нескольких тысяч человек https://en.wikipedia.org/wiki/Toba_catastrophe_theory ), поэтому, хотя вид может выжить, я не думаю, что наши технологии и общество выживут вместе с нами.

Одним из возможных способов спасения является то, что дети женского пола из существующих банков спермы по-прежнему будут невосприимчивы к вирусу, поэтому вы, вероятно, могли бы продолжать использовать существующие банки спермы и методы ЭКО, чтобы дать большому количеству женщин дочерей. Это могло бы предотвратить ОГРОМНУЮ кривую популяции в виде песочных часов и обеспечить более плавный переход знаний до тех пор, пока не будет достаточно самцов, чтобы вернуться к более нормальным методам размножения.

Я кое-что прочитал по Y-хромосоме. Он очень беден генами (очевидно, потому что женщинам он даже не нужен), кажется, больше не уменьшается в размерах (с тех пор, как мы отделились от нашего общего предка-примата 6 миллионов лет назад) и имеет высокую скорость мутаций ( из-за среды сперматозоидов), так что даже всего 5 копий, вероятно, не станут врожденной гибелью для человечества в будущем, если эти 5 мужчин не являются носителями одной из болезней, ограничивающих фертильность (что, в любом случае, учитывая будущее человечества вспомогательных репродуктивных технологий, может не иметь значения [или даже может быть ЖЕЛАЕМОЙ чертой, поскольку она может помочь сохранить новую политическую структуру, которая возникнет в мире, возглавляемом женщинами, в котором, по крайней мере, в течение нескольких десятилетий не было мужчин, с которыми можно было бы спариваться или работать.

Вы коснулись ключевых моментов в сценарии. 1) потомки мужчины, вероятно, будут носителями той редкой болезни, от которой их лечили 2) вы могли бы использовать банки спермы, чтобы сделать больше женщин 3) уровень успеха ЭКО 4) технический упадок.
250 детей в год - это много. Если бы мы предположили, что все самцы начали размножаться в 13 лет и остался только один выживший самец. Через 13 лет после инцидента у него будет 3250 детей, в том числе 1625 сыновей. Всего через 26 лет у этого первого выжившего 6500 детей и 1625 * 3250 (5 миллионов) внуков (2,5 миллиона внуков). Через 39 лет у него будет 9750 детей, 15 миллионов внуков и 625 миллионов правнуков. Воспитывать эти 625 миллионов правнуков будут женщины, которым на момент инцидента был 21 год, а сейчас 60 лет, даже не пенсионный возраст.
Хорошая ссылка, но ЭКО обычно предназначено для пар, которым трудно воспроизвести потомство. Таким образом, указанные нормы неверны для действительно фертильных людей. Также были бы внезапные пылкие исследования по повышению урожайности. В качестве примера можно представить образец, добавляемый к огромной партии яиц за один раз.
Я думаю, вы недооцениваете количество женщин, которых вы можете оплодотворить одним образцом спермы. Вы только посмотрите, как они это делают с коровами. Этот конкретный бык произвел более 500 000 потомков всего за несколько лет: wsj.com/articles/… у людей может быть меньше выборок, но они живут намного дольше.
Хорошие моменты, но какова текущая пропускная способность ЭКО? Потребуется время, чтобы построить больше центров и обучить больше людей. Согласно этой статье www.cdc.gov/nchs/data/nvsr/nvsr63/nvsr63_08.pdf около 1,5% рождений были связаны с вспомогательными репродуктивными технологиями, а другие источники за несколько лет назад предполагают 350 тысяч рождений в год. Так что, несмотря ни на что, мы увидим ОГРОМНОЕ падение рождаемости, по крайней мере, на несколько лет, пока ИСКУССТВО не станет индустрией с самым большим бумом в истории.
Вы начинаете свой ответ с того, что люди не могут успешно восстановить популяцию, а затем проводите остальную часть своего ответа, объясняя, как с низким уровнем технологий или с ЭКО мы не вымрем. Похоже, вы передумали на полпути.
Я бы порекомендовал ИКСИ (или еще лучше ИМСИ), где с хорошим образцом спермы и в этой ситуации вероятными достижениями технологии вы получите тысячи оплодотворенных яйцеклеток в день. (и, кстати, даже если они не могут легко производить сперму сами по себе, есть другие способы ее извлечения)
@MikeNichols Я думаю, что со всеми мертвыми мужчинами (кроме 5) КРАЙНЕ маловероятно, что мы сможем поддерживать технический уровень, который позволяет успешно репопуляцию. Человечество, вероятно, будет полностью уничтожено, поскольку центры ВРТ вышли из строя из-за нехватки электроэнергии, запасных частей или квалифицированного персонала. Они даже могут быть уничтожены во время анархистских нападений или как способ отказать в них вражескому населению и т. д. Но я допускаю, что мы можем выжить :)
на самом деле вам вообще не нужны мужчины. хромосомы могут быть извлечены из яйца и имплантированы в другое яйцо, и, поскольку никогда не будет ни одной хромосомы, все потомство будет женского пола.
@Octopus Мы действительно сделали это на чем-то вроде млекопитающего или примата? Это, конечно, немного помогло бы, но я не могу себе представить, что мы могли бы позволить себе делать это в больших масштабах.
Почти уверен, что ОП сказал что-то о том, что дети от 5 мужчин также невосприимчивы к болезни, поэтому страны третьего мира все еще могут выжить, верно?
@ OldBunny2800 хорошая мысль, он говорит, что они «совершенно здоровы», что, как я понял, означает «иммунитет от вируса, убивающего человека», но также может означать, что они не страдают генетическим заболеванием. Но в странах третьего мира не будет инфраструктуры ВРТ для оплодотворения женщин, а половой акт слишком неэффективен. Плюс нация первого мира, вероятно, не отказалась бы от одного из своих плодовитых мужчин.

Одна из первых вещей, о которых я бы беспокоился, это то, как люди всего мира узнают, что эти пять мужчин вообще живы, не говоря уже о том, что они единственные жизнеспособные доноры спермы.

Мы сталкиваемся с миром, который потерял бы половину своего населения, и большинство людей, занимающих высокие руководящие должности, погибли бы. Скорее всего, будет много административного хаоса.

Если бы никто не знал значения этих людей, человечеству, скорее всего, не повезло бы. Оставшееся научное сообщество, вероятно, потратило бы годы, пытаясь найти способы сделать так, чтобы дети из замороженных образцов спермы выжили, прежде чем будут обнаружены особые способности мужчин. За это время они могли бы даже погибнуть в хаосе. Если бы мужчины были распределены по миру случайным образом, шансы на то, что их вообще найдет любой, кто понимает важность создания банка спермы, были бы относительно малы.

И даже если через несколько лет они будут обнаружены и будет создан банк спермы, распространяемый по всему миру, мы, вероятно, столкнемся с массовым обезлюдением мира после того, как женщины в большинстве районов состарятся.

Затем есть вариант, когда люди уже с самого начала знают, что эти мужчины особенные и что их сперма должна быть доена и сохранена. Тогда эти мужчины, вероятно, будут весьма заняты дрочкой в ​​течение следующих десяти-двадцати лет.

Если торговые пути все еще работают, большинство районов вокруг основных торговых центров мира могли бы поддерживать свое население на высоком уровне, если бы были стабильные поставки образцов спермы для оплодотворения женщин.

Что касается генетического разнообразия, единственное, что меня беспокоит, это наличие у мужчин Y-хромосом, устойчивых к мутациям и распаду. Пока достаточно большая популяция женщин оплодотворена, генетическое разнообразие не будет проблемой, поскольку дети получат свое разнообразие от своих матерей. Только гены на Y-хромосоме будут в опасности.

Я думаю, что значение будет ясно, и будет согласованная охота на всех выживших мужчин. Найти хотя бы часть из них не займет много времени. Тем не менее, хороший ответ - +1 :)
Генетическое разнообразие – это проблема не первого поколения детей, а последующих. Если есть 5 мужчин, которые поровну делят свою сперму по всему миру, то в поколении F1 20% детей будут потомками одного парня, и получили от него половину своих хромосом (не только Y). Назовем его Том. Дети Тома очень осторожно спариваются только с детьми Дика. Так что большая часть F2 произошла от Тома и Дика. Пройдет совсем немного времени, прежде чем все на планете произойдут от ВСЕХ первых пяти парней из поколения основателей.
При тщательной системе распределения сперматозоидов можно было бы избежать большинства проблем, опять же, за исключением Y-хромосомы. Дети первого поколения обязательно будут иметь 50% генетического материала от одного из отцов, но дети второго поколения будут иметь случайный набор генов от обоих родителей. Со временем большая часть генов первых парней смоется, конкурируя с генами миллионов женщин. Сохранить для Y, что есть.
«За исключением Y, что есть». В яблочко. Я почти уверен, что именно это имел в виду доктор Боб.
Одна вещь, однако, заключается в том, что в Y-хромозоне относительно мало генетического материала даже по сравнению с другими хромосомами, и поэтому я сомневаюсь, что это сильно повлияет на генетическую изменчивость, если только специфические Y-хромозоны в этом случае не будут повреждены или уязвимы для мутации или распада.
В конце концов, Y-хромосома отвечает только за 2% нашего генетического материала.
@TimB Я думаю, что это займет немного больше времени, поскольку сценарий, как он описан, похоже, указывает на то, что замороженные образцы спермы действительно делают жизнеспособных детей, если дети женского пола. Использование уже имеющихся образцов замороженной спермы для повторного заселения Земли имело бы гораздо больше смысла, чем охота на пять случайных мужчин, поскольку это было бы проще, безопаснее и дало бы больше разнообразия. Тогда людям придется ждать, пока не станет совершенно ясно, что ни один ребенок мужского пола не выживает, прежде чем они даже доберутся до того, чтобы проверить, могут ли пятеро мужчин стать отцами жизнеспособных сыновей.
Это правильное замечание, но оно говорит «быстро умрет в утробе матери», и с помощью УЗИ мы узнаем пол ребенка к 4 месяцам. Сам факт того, что у всех младенцев мужского пола случаются выкидыши, вызывает у людей подозрения. Кроме того, имейте в виду, что согласованные поиски или отсутствие новостей о том, что некоторые (хотя и немногие) мужчины выжили, будут действительно большими новостями.
Мартина, мне кажется, ты недооцениваешь мужчин. Перед лицом неограниченного секса пятеро мужчин просто не собираются прятаться, какими бы ни были их установки до этого. Однако в такой ситуации, когда их заставляют грабить 24/7, они могут сбежать. Я уверен, что удовлетворительные меры могут быть сделаны, хотя.
Хотя мне нравится, куда ты идешь. Являются ли они заключенными, простыми рабами спермы, или они сразу же берут на себя ответственность? Наверное, зависит от того, кем они были и личностями. Если они распространится по многим странам, может начаться война. Или нет, так как женщины рулят. Своего рода реверс "Рассказа служанки"
«За исключением Y». Точно. Я почти уверен, что именно это имел в виду доктор Боб. «Э-э, и да, и нет. Опубликую ответ для уточнения.
@DirkBester, если мужчины не осознают, что они необходимы для повторного заселения планеты, нет причин полагать, что они проснутся на следующий день с сильным желанием размножаться. И если мир находится в состоянии хаоса, у них может не возникнуть искушения оплодотворить какую-либо женщину в ближайшее время. Я думаю, что вы недооцениваете мужчин, если думаете, что первое, о чем подумает парень после того, как половина его семьи только что умерла, это пойти и трахнуть как можно больше женщин, чтобы они забеременели.

Им не нужно было бы полагаться на мужчин. Ученым уже удалось создать практически сперму из женских стволовых клеток. Я полагаю, учитывая, что теперь это вопрос выживания видов, мир будет вкладывать значительные средства в развитие уже разработанных методов, и через несколько лет у них будет решение. Точно так же считалось, что эболу невозможно вылечить... до тех пор, пока не произошло 11 сентября, и правительство США переназначило лучших ученых для поиска лекарства, опасаясь, что Аль-Каида использует эболу в качестве оружия. Затем, спустя десятилетие, у них появился прототип, который они смогли протестировать, когда вспышка произошла в Западной Африке.

http://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/3323846/Sperm-cells-created-from-female-embryo.html

Конечно, сперматозоиды, созданные из женских стволовых клеток, могут производить только детей женского пола. Таким образом, это похоже на ответ InstantMuffin «использовать замороженную сперму для создания девочек», за исключением того, что его можно продолжать до тех пор, пока существует цивилизация, а не только до тех пор, пока не закончатся запасы спермы.
@RossPresser, что согласуется с первоначальным утверждением: «Им не нужно было бы полагаться на мужчин»: P
Гах! Кто-то в интернете НЕПРАВИЛЬНЫЙ! scientists...coaxed male bone marrow cells to develop into primitive sperm cells, акцент на примитивном , что означает, что у них есть что-то вроде нормальной спермы, но на самом деле еще не работает. Да, они на правильном пути, но до создания реального, жизнеспособного и здорового человека еще далеко.
Отредактировано. Все еще намного ближе, чем многие предполагают! Мы можем добраться туда!
@MartinCarney Что-то подсказывает мне, что лучшие в мире исследователи отложат все остальные проекты, пока не решат этот.
@corsiKa Я уверен, что да. Я просто указываю на то, что говорить о том, что возможно в будущем, на самом деле возможно сейчас, неправильно.
@corsiKa Лучшие исследователи мира, за исключением тех, кто только что умер, конечно.
На заметку "мужские клетки костного мозга" - мужчины все еще требуются.
@UKMonkey :( Моя грамотность меня подводит.

Изменить: я обновил свой ответ улучшенным анализом. Мой старый ответ был ошибочным в своем анализе

Вопрос выживания популяции зависит от сохранения достаточного количества генетического материала для поддержания здоровой популяции. Во-первых, после катастрофы в мире останется не более 5 Y-хромосом, а в некоторых местах может быть только одна в течение достаточно долгого времени (например, если один из мужчин находится в Австралии или Новой Зеландии, его потомки могут быть очень изолированным). Однако при условии, что Y-хромосома в целом здорова, это не будет серьезной проблемой — она повысит уязвимость мужчин к определенным заболеваниям, но этого недостаточно, чтобы гарантировать вымирание популяции, тем более что Y-хромосома будет сочетаться с различными Х-хромосомы у разных мужчин.

Теперь стоит взглянуть на стратегии размножения, и я рассмотрю наихудший сценарий, когда мужчина может произвести только 100 детей, прежде чем умрет от «перенапряжения» (это только для упрощения анализа). Таким образом, человек успешно производит 100 здоровых потомков (то есть детей, достигших репродуктивного возраста) перед смертью. Он должен сосредоточиться на спаривании с пожилыми женщинами, которые все еще способны к деторождению (т.е. теми, кому за 30), так как это будет их последний шанс передать генетический материал.

Первое поколение

Все это поколение из 100 детей будет наполовину братьями и сестрами, получив половину своего генетического материала от проточеловека. Если бы эти сводные братья и сестры скрещивались друг с другом, это был бы проблематичный уровень инбридинга, применимый к законам об инцесте, но в этом нет необходимости, поскольку примерно через 13 лет примерно 50 сыновей достигнут репродуктивного возраста, и в это время женщины, которым было 20 лет, все еще будут фертильными, и сыновья должны сосредоточиться на спаривании с этими женщинами, а не на сводных сестрах или других девушках их возраста. Предположим, что все они также производят 100 потомков, прежде чем умереть от перенапряжения.

Второе поколение

У этого поколения из 50 000 детей есть общий дедушка, поэтому 25% их ДНК исходит от первого мужчины, а остальные 75% — от случайных женщин. Это уже значительно улучшенный уровень генетического разнообразия, и законы об инцесте некоторых стран не запрещают пары между людьми с таким уровнем генетического сходства, хотя это все еще несколько далеко от идеального.

Через ~ 26 лет внукам исполнится 13 лет, они должны спариваться с женщинами, которые были младенцами на момент вымирания, этим женщинам сейчас будет ~ 26 лет. Еще раз предположим, что каждый внук производит 100 успешных потомков, прежде чем умереть от переутомления.

Третье поколение

Это поколение из 2 500 000 детей (да, 2,5 миллиона, чудеса экспоненциального роста!) У всех есть общий прадед, и поэтому 12,5% их генетического материала исходит от первого мужчины, а остальные 87,5% происходят от случайных женщин. . На этом уровне генетического сходства законы инцеста больше не применимы, и инбридинг, как правило, не будет проблемой. Это первое поколение, в котором неспаренные «оригинальные» женщины могут реально иссякнуть — это не проблема, поскольку каждая женщина может родить несколько потомков.

Четвертое поколение

Возможно, даже удастся получить одно последнее поколение с неродственными женщинами. Четвертое поколение достигнет совершеннолетия в то время, когда девочкам, которые были младенцами во время великого вымирания, исполнится 40 лет, а девочки, сделанные из замороженных эмбрионов/спермы, будут немного моложе, по крайней мере, некоторые из этих женщин все еще должны быть плодородным. Это четвертое поколение будет иметь общего прапрадеда, и только 6,25% их генетического материала будет исходить от первоначального человека.

В целом , если женщинам удастся сплотить общество и использовать такую ​​стратегию размножения, то даже с одним-единственным мужчиной, который умрет довольно быстро, популяция вообще не будет подвергаться риску исчезновения. Даже если цифры будут значительно меньше, скажем, только 10 000 женщин проживут 26 лет, популяция не будет подвергаться серьезному риску исчезновения, и генетическое разнообразие все равно будет большим.

В идеале дочери из каждого поколения должны спариваться с потомками мужского пола от одного из четырех других первоначальных мужчин, это значительно улучшит разнообразие Y-хромосом и устранит проблемы инбридинга. Лучшая стратегия, вероятно, заключалась бы в том, чтобы большинство дочерей мигрировали в другое население, поскольку первое поколение сыновей было бы слишком ценным, чтобы рисковать потерять его в долгом путешествии в постапокалиптическом мире. Если миграция в другую популяцию невозможна, дочери должны спариваться с самым молодым доступным поколением, поскольку у самого молодого поколения будет больше всего генетического материала от случайных женщин.

Реальный вопрос заключается в том, удержится ли общество без работников-мужчин вместе или катастрофически рухнет, однако представляется разумным, что по крайней мере миллионы женщин выживут, и даже если такая стратегия воспроизводства не будет применяться идеально, популяция, как правило, не пройдет через узкое место (то есть население никогда не упадет ниже 10 000 генетически различных особей и, вполне возможно, даже не упадет ниже 10 миллионов).

Хм, я не знаю, как вы пришли к предположению, что мужчина передает больше своего генетического материала, чем больше у него детей. Это правда, что для этого есть статистический шанс, но шанс совершенно случайный и с большим количеством совпадений. Парень может иметь тысячи детей и все же не передать весь свой генетический материал следующему поколению.
@MartineVotvik да, есть шанс, но даже если крошечный процент не передается, это не означает гибели вида, поскольку есть также факторы, увеличивающие генетическое разнообразие (например, случайные мутации и забавные дела с ретровирусами и тому подобное), это Это не тот случай, когда популяция строго теряет генетическое разнообразие с течением времени, иначе на Земле не было бы жизни, так как все вымерло бы.
@MartineVotvik - Рассмотрим парадокс дня рождения. Если мужчина зачинает 100 детей, вероятность того, что он передал только 50% своих генов, составляет около 10^-30 (десятичная точка, за которой следуют 29 нулей и 1).
Я не оспариваю жизнеспособность генетически разнообразной линии, следующей за человеком, я оспариваю упрощенное утверждение в исходном комментарии.
@MartineVotvik Но это статистически правильно. Если у человека 10 000 потомков, вероятность того, что какой-либо его генетический материал не будет передан, буквально бесконечно мала. Если бы я сказал: «Если он спаривается с одной женщиной, он передает 50 % своей ДНК, а если он спаривается со второй женщиной, он передает 100 % своей ДНК, потому что 50 % + 50 % = 100 %», тогда у вас будет верная точка зрения. Но то, что я сказал в своем ответе, просто правильно.
@BlakeWalsh, :) после того, как вы его отредактировали, он выглядит лучше, чувак :), но утверждение, что мужчина, оплодотворивший двух женщин, передал примерно 75% генетического материала, похоже на натяжку. Когда гены в сперме случайны, это может быть что угодно, от 50% до 100%. Мое утверждение о тысяче следует рассматривать как явный случай преувеличения, чтобы подчеркнуть точку зрения, но оно все же не совсем неправдоподобно из-за количества вариаций и случайных комбинаций. Я нигде не утверждал, что ни один из его материалов не будет передан, просто он мог передать не весь.
на самом деле хороший момент. что можно добавить - тот факт, что не имеет значения, какой процент мужского генома унаследован его детьми. Более важным является его 51%-й шанс передачи Y-хромосомы. Каждый ребенок сохраняет женский геном для будущего воспроизводства, а 10000 случайных самок — это довольно большой и разнообразный пул генов. По крайней мере, есть над чем подумать.
@MartineVotvik это может быть что угодно, от 50% до 100% - неправда, это примерно половина генов и точно половина хромосом Мейоз , именно в большинстве случаев, если мы не считаем анеуплоидию
@MolbOrg, я не уверен, что понимаю вас, я, вероятно, говорю более простыми словами, чем вы, но, конечно же, вы согласны с тем, что если у вас двое детей, вы могли бы передать все от ~ половины своих генов, если бы гены вы передали то же самое обоим детям, или все ваши гены, если хромосомы, которые вы передаете второму ребенку, представляют собой другой набор расщепленных хромосом от первого ребенка?
@MartineVotvik Еще один полезный способ выразить это так: если мужчина оплодотворяет 10 000 женщин, ожидается, что каждая его хромосома будет обнаружена 5000 ± 50 раз в следующем поколении, вероятность того, что любая его хромосома будет обнаружена менее 4850 раз, составляет всего лишь 0,27%. Это простая статистика подбрасывания монеты, потому что каждая пара хромосом передает либо одну, либо другую. В результате его генетический материал будет массово продублирован, поскольку вы не можете в реальности выбросить орёл 10000 раз подряд честной монетой.
@BlakeWalsh, я не генетик, поэтому приношу извинения, если я добавляю сюда путаницу, используя неточный язык. Мой первоначальный аргумент по-прежнему заключается в том, что утверждение, сделанное в ответе, слишком упрощенно. Я также не понимаю, как вы считаете, что этот сценарий с тысячами женщин приведет к инбридингу. В этом сценарии это будет представлять опасность только в том случае, если дети от одной и той же или близкородственных женщин произведут потомство, и нет никаких оснований полагать, что это произойдет. Единственная опасность для Y-хромосомы, но она не более опасна, чем уже есть в мире, в котором мы живем.
@MartineVotvik это статистика, и Блейк Уолш ответил на нее хорошо, и я согласен с приближением 1-2 ^ (-num_childs_total) = процент мужского генома, переданного в общий пул генов следующего поколения. Но да, каждый ребенок в отдельности будет иметь только половину родительских генов - половину мужского и одну половину женского родителя. Только вот не так уж важно сколько, пока Y-хромосома перенесена, потому что только эта хромосома сохраняет способность к низкотехнологичному размножению. Думаю, я за второй вариант, хотя шансы на 100% перевод только у 2 детей близки к нулю, но они есть, 100% при 1=0.
Цель выживания как популяции не в том, чтобы передать как можно больше генов одной особи >____<
@MartineVotvik Потомство мужчины - сводные братья и сестры, поэтому, когда они размножаются друг с другом, это проблематичный уровень инбридинга в соответствии с Коэффициентом родства - не такой плохой, как у полных братьев и сестер, но все же не идеальный.
@djechlin Я полностью согласен, но успешная передача достаточного количества генов для поддержания жизнеспособной популяции является необходимым условием выживания.
Не является ли количество генетического материала, т.е. Y-хромосомы, доступным у всех мужчин, более ограничивающим фактором?
@djechlin Я не уверен в этом, это определенно нехорошо с точки зрения генетического разнообразия, но если предположить, что Y-хромосома не сильно дефектна, более серьезной краткосрочной проблемой для людей будет получение двух копий одного и того же гена, обе из оригинальный человек, который является рецептом рецессивных генетических нарушений. По крайней мере, с Y-хромосомой этого не произойдет.
@BlakeWalsh, да, первое поколение может быть наполовину братьями и сестрами, что прискорбно, но пока они держатся подальше от детей, связанных с их матерью, второе поколение будет не более чем двоюродным братом, третье поколение будет троюродным братом и так далее. на. До тех пор, пока новые поколения будут держаться подальше от своих материнских линий, они смогут восстановить генетическое разнообразие до того, как оно установится в долгосрочных последствиях инбридинга.
Что касается Y-хромосомы, то она в первую очередь не получает выгоды от продолжения рода. Вы всегда получаете Y только от своего отца, вы никогда не получаете новые кусочки Y откуда-либо еще, независимо от того, насколько разнообразны ваши гены. Так что, пока рассматриваемая Y является здоровой версией, все будет в порядке.
Это Y-Chromosome is generally healthy, пожалуй, почти не имеет значения. Поскольку он никогда ни с чем не сочетается, ошибки часто не исправляются. В этом сценарии есть только 5 экземпляров Y; поэтому для восстановления разнообразия потребуется много-много поколений, и большинство ошибок или мутаций не принесут пользы. В целом, Ys в основном стали менее жизнеспособными с течением времени. В настоящее время считается, что за последние 10 миллионов лет или около того он несколько стабилизировался, но всего 5 случаев по всему миру ...? Много шансов на быстрое падение.

Никто не упомянул, что для оплодотворения яйцеклетки требуется только один сперматозоид. Он включает введение спермы в яйцеклетку. Обычно это не делается из-за сочетания вопросов этики и медицинской безопасности. Но с современными технологиями это сделать не так уж и сложно.

В этом сценарии с чумой эти проблемы отпадают, и я не вижу проблемы в том, чтобы один мужчина стал родителем сотен миллионов детей. Будет проведено быстрое обучение армии техников ЭКО. Будет много индивидуальных трагедий вследствие размножения из поврежденного сперматозоида, который в природе не мог оплодотворить яйцеклетку. Но потребность диктует. Человеческая раса выживет в достаточном количестве, чтобы поддерживать цивилизацию C21 по крайней мере на одном континенте.

Первому поколению детей нужно быть очень осторожными, чтобы не выбрать партнера, у которого был тот же отец. После этого не возникает проблем с генетическим разнообразием при условии, что все пять источников Y-хромосомы хороши. Есть веские биологические причины, по которым Y-хромосома не вносит почти ничего примечательного в полный геном, кроме определения пола.

Я сильно подозреваю, что если бы все самцы вымерли, можно было бы создать новых самцов, используя Y-хромосому другого вида приматов и/или синтетическую ДНК. С этической точки зрения неминуемое вымирание — единственное, что может оправдать такого рода исследования!

Эти последние несколько человек обладают иммунитетом к тому, что убило миллиарды. Этот иммунитет не может быть чем-то широко распространенным, например, наличием Y-хромосомы или группы крови A, иначе выживших мужчин было бы намного больше. (Как, черт возьми, ВСЕ женщины выжили, я оставлю ломать голову другим). В первом посте говорилось, что их лечили от редкого заболевания.

Таким образом, фактор должен быть чем-то специфичным для этих мужчин. Это может быть:

  • Генетика одна. Это должен быть невероятно редкий ген или комплекс генов, чтобы объяснить, почему их всего 5, и это делает вероятным, что все мужчины связаны между собой — например, пара братьев и их сыновей.

  • Генетика плюс окружающая среда. Гораздо больше людей имеют ген/ы, но иммунитет включается только в очень специфических обстоятельствах – например, если ваша мама курила как дымоход во время беременности, вы жили на больших высотах в детстве, и у вас веганская диета в детстве. взрослый.

  • В первоначальном посте говорилось, что их лечили от редкого заболевания. Если это не генетическое заболевание, то это чисто экологический фактор. Кто-то в родильном отделении должен быть готов дать лекарство каждому мальчику еще до того, как акушерка перережет пуповину!

Если дело только в генетике, то любые сыновья от отца-мужчины также должны унаследовать ген/ы иммунитета, иначе они умрут.

Если ген находится в Y-хромосометогда (как указывали другие) ура – ​​никакой потери генетического разнообразия, потому что миллиарды матерей могут снабдить остальными генами миллиарды потомков (при условии, что парни и/или их сперматозоиды отправятся в мировое турне). Однако будут заметны сдвиги в фенотипическом выражении этого разнообразия, потому что частоты аллелей радикально изменились. Например, если все выжившие мужчины имеют группу крови О (генотип ОО), то в поколении F1 нет группы крови АВ – все их дети имеют ОО, АО или ВО. AB возвращаются в поколении F2, поскольку, когда дети AO спариваются с детьми BO, четверть их внуков будет AB. Но по сравнению с настоящим моментом AB будет встречаться гораздо реже просто потому, что система теперь завалена аллелями O. То же самое с любыми другими генами, которые несли эти мужчины.

Имеет ли это значение для долгосрочного выживания человека, зависит от того, какие гены несут мужчины — и IIRC каждый несет от 12 до 20 летальных рецессивных генов. В небольшой группе родственных парней возрастает вероятность того, что все они имеют одни и те же летальные рецессии. Множество аллелей группы крови О означает устойчивость к оспе и тонны универсальных доноров крови, так что проблем нет. Но множество аллелей генетических заболеваний, которые убивают людей в детстве, будут проблемой.

Если ген находится в аутосомах (неполовых хромосомах), все вышеперечисленное «эффект основателя» небольшого числа мужчин остается в силе. Плюс сыновья, не унаследовавшие этот кусок аутосомы, умирают. Гены, расположенные очень близко к генам «вы не умрете» на аутосоме, получают бесплатную поездку, поскольку они с меньшей вероятностью будут отделены от нее путем кроссинговера во время репликации хромосом. Так, например, если гены неспособности взрослого человека переваривать лактозу и узловатые колени прижимаются к гену иммунитета, то вскоре мир наполнится людьми с непереносимостью лактозы и узловатыми коленями.

Если сыну нужно 2 копии гена иммунитета — по одной от каждого родителя — тогда дело обстоит еще хуже. Женщины, не обладающие этим геном, могут иметь только дочерей. Если целые популяции не имеют этого гена иммунитета (весьма вероятно, учитывая, что он есть только у 5 мужчин в мире), то внутреннее генетическое разнообразие этой группы медленно разрушается, потому что каждое поколение они размножаются с чужой группой. Глупый пример — женщины с острова группы крови В, где все население ВВ. Мужчины OO дают им дочерей BO. Следующее поколение мужчин ОО прибывает извне, чтобы дать им внучек ОО и БО. В следующем поколении происходит еще один приток аллелей O, и частота аллелей B снижается еще больше. (да, я знаю, что это грубое упрощение).

Если это генетика плюс окружающая среда , то эти парни и их сперматозоиды, отправляющиеся в мировое турне, не решат проблему нехватки самцов, пока люди не выяснят факторы окружающей среды.

Объяснение разницы между «Мой ребенок умер, потому что он не унаследовал нужные гены» и «Мой ребенок умер, потому что я живу на уровне моря и не курю» может занять очень много времени. За это время у вас будет очень мало матерей, которые могут произвести на свет сыновей (например, заядлые курящие веганы с Альтиплано в Андах). Это означает снижение генетического разнообразия как у женщин, так и у мужчин, поскольку только эти веганы-курильщики из Анд на самом деле размножаются, пока вы не поймете, что происходит.

Представьте, если бы на это ушло 20 лет. Потеряна целая куча генетического разнообразия, потому что миллионы женщин за пределами Андского Альтиплано умерли или вышли из детородного возраста.

Я помню, как читал статьи о том, что группа должна иметь определенный минимальный размер, чтобы не было проблем инбридинга в следующем поколении. Я думаю, что это число было около 10000, но это было бы легко найти. Теперь проблема будет заключаться в очень маленьком размере выборки y-хромосом. Потомство женского пола также будет нести х-хромосому мужского пола. В любом случае вы в конечном итоге получите 5 образцов сводных братьев и сестер, я не думаю, что этого достаточно.

Хотя есть другой подход. Недавно появились новости о создании сперматозоидов из образцов тканей. Если я правильно помню, было доказано, что он работает с мышами. Что произойдет в таком случае, так это то, что самцы вымрут через 2-3 поколения, а женщины оплодотворят себя с помощью этой технологии, кто бы из-за отсутствия Y-хромосом в их разметке мог произвести только женское потомство.

Или простое клонирование женщин.
Клонирование на современном этапе науки начинается с клонов с уменьшенной продолжительностью жизни, когда возраст клеток начинается с возраста оригинала. Это также упускает из виду цель спаривания, заключающуюся в увеличении разнообразия генофонда и, следовательно, в эволюции и выживании. Но если следовать вашей точке зрения, они могли бы продолжать клонировать новорожденных снова и снова. Предполагая, что оба наших варианта будут реализованы, останутся интересные культурные конфликты между «выжившими мужчинами», «женщинами», «женщинами, зачатыми в пробирке», «старыми клонами», «новорожденными клонами», «законными, редкими потомками», « клоны указанного потомства"
@InstantMuffin Я бы прочитал книгу об этом.

Эта тема на самом деле довольно подробно обсуждается в романе Нила Стивенсона « Семь евров» .

В его истории вместо почти нетронутого человеческого женского населения и только 5 мужчин человечество сократилось до 7 женщин.

Из-за потери всех жизнеспособных образцов спермы и мужской ДНК женщины размножаются путем партеногенеза , внося при этом некоторые специфические изменения в свои собственные геномы, чтобы культивировать определенные черты.

Партеногенез человеческих эмбрионов уже произошел, так что это явно потенциальная линия для сохранения популяции человечества и предотвращения вымирания.

Из упомянутой выше статьи Википедии:

2 августа 2007 года, после продолжительного независимого расследования, выяснилось, что дискредитированный южнокорейский ученый Хван Ву-Сук по незнанию произвел первые человеческие эмбрионы в результате партеногенеза. Первоначально Хван утверждал, что он и его команда извлекли стволовые клетки из клонированных человеческих эмбрионов, но позже выяснилось, что результат был сфабрикован. Дальнейшее изучение хромосом этих клеток выявило признаки партеногенеза в извлеченных стволовых клетках, аналогичные тем, которые были обнаружены у мышей, созданных токийскими учеными в 2004 году. внесли большой вклад в исследования стволовых клеток, создав человеческие эмбрионы с использованием партеногенеза.[91] Правда была обнаружена в 2007 году, спустя много времени после того, как он и его команда создали эмбрионы в феврале 2004 года.

Скорее всего, мужчин поместили бы в медикаментозную кому, и их сперму собирали бы на постоянной основе, тысячи сперматозоидов в секунду на мужчину. Это произойдет немедленно, и их образцы будут заморожены до тех пор, пока ЭКО не наберет обороты.

Усилия по ЭКО перейдут к более строгому ЭКО - вместо того, чтобы подвергать яйцеклетки большому количеству спермы, сперматозоиды будут разделены, и для каждой яйцеклетки будет доступно только несколько. Если яйцеклетка была успешно оплодотворена, она была заморожена в оплодотворенном состоянии и отправлена ​​​​в другое место в мире для вынашивания.

Это займет некоторое время, но, по сути, будет создана целая система, при которой каждая страна сможет поддерживать разумный уровень рождаемости в течение следующих 20 лет, используя этот метод, в то время как новые мальчики, по сути, будут расти как драгоценные ценности, даже если они будьте такими же регулярными, как девочки. Через 20-40 лет баланс между мужчиной и женщиной будет на пути к восстановлению.

Генетическое узкое место будет значительным. Вы были бы связаны с 20% населения мира, и должны были бы быть средства контроля, чтобы предотвратить кровосмешение во втором и, возможно, в третьем поколении. Тем не менее, разнообразия женского вклада было бы достаточно, чтобы предотвратить уничтожение человеческой расы этим узким местом, и после нескольких поколений единственное, что вы заметите, это то, что общество становится намного более однородным, но не опасно.

Через 100 лет у вас вообще не было бы дисбаланса, и человеческая раса, хотя и изменилась, продолжала бы быстро развиваться.

Я собираюсь сосредоточиться исключительно на демографических аспектах этого апокалипсиса.

Предположим, что все доживают до 64 лет. Самки фертильны с 16 до 32 лет и могут рожать ребенка раз в два года (всего 8). Мужчины фертильны с 16 до 64 лет (смерть) и с помощью ЭКО могут иметь 256 детей в год.

Первые несколько лет вы ограничены количеством мужчин, но после 16 лет популяция фертильных женщин начинает сокращаться, и вы становитесь ограничены этим.

Я провел симуляцию. Начиная с населения в 4 160 750 208 женщин, равномерно распределенных между 0 и 63 годами, и 5 16-летних мальчиков, население сокращается до тех пор, пока не достигнет дна (что неудивительно) через 63 года после катастрофы с населением в

129 972 480, удручающе малое число, эквивалентное мировому населению в 300 г. до н.э., но не событие уровня вымирания.

Код Python приведен ниже, если кому-то интересно (или он хочет поймать мои ошибки с забором). Вы можете попробовать поэкспериментировать с разными числами фертильности или предположить, что пол ребенка можно контролировать: должны ли мы производить больше мальчиков или больше девочек?

import locale
locale.setlocale(locale.LC_ALL, 'en_US')

femaleBirths = [2**26] * 64
maleBirths = [0] * 64
maleBirths[-16] = 5

def generation():
    fertileMales = sum(maleBirths[-63:-15])
    fertileFemales = sum(femaleBirths[-31:-15])
    newBirthsOfEachGender = min(128 * fertileMales, fertileFemales / 4)
    femaleBirths.append(newBirthsOfEachGender)
    maleBirths.append(newBirthsOfEachGender)

def pcomma(x):
    return locale.format("%15d", x, grouping=True)

for i in range(128):
    generation()
    livingMales = sum(maleBirths[-63:])
    livingFemales = sum(femaleBirths[-63:])
    print i+1, pcomma(livingFemales), pcomma(livingMales), pcomma(livingFemales + livingMales)

Хотя я не генетик, я должен сказать, что ответ «нет». В конце концов, 5 живых самцов поддались «смерти от сну-сну» (с точки зрения непрофессионала).

Пожалуйста, смотрите Эпизод Футурамы «Амазонки в настроении» (Сезон 3, Эпизод 1) для более тщательного анализа того, почему это невозможно.

Смотрите - https://www.youtube.com/watch?v=eCdrUW--Jic

Это то, что мы называем «ответом только по ссылке». Хотя связанный материал может дать ответ на вопрос, было бы неплохо включить некоторую жизненно важную информацию, чтобы ответ работал сам по себе.

У женщин, желающих иметь детей в этом мире, есть несколько вариантов.

  1. «Идеальный» вариант — получить сперму одного из 5 живых мужчин, оставшихся в мире. Это дает вам 50%-й шанс рождения сына, невосприимчивого к чуме, и в любом случае вы получите жизнеспособного ребенка.

  2. Затем вы можете пойти в банк спермы и там оплодотвориться. Без какой-либо фильтрации у вас есть +50% шанс выкидыша, но вы, по крайней мере, можете иметь дочерей.

    В конце концов банки спермы иссякнут, то есть закончатся жизнеспособные сперматозоиды. Это произойдет либо потому, что все сперматозоиды используются, либо потому, что они портятся. Быстрый поиск показывает, что замороженные образцы спермы не являются надежно жизнеспособными примерно через 12 лет. Если это похоже на сроки годности в еде, сперматозоиды не перестают работать внезапно, они просто обеспечивают все более низкие показатели успеха, которые снижаются после 12 лет или около того.

  3. Отправляйтесь в страну, где клонирование человека узаконено и исследовано. В свете серьезной угрозы существованию человечества, по крайней мере, некоторые страны 1-го мира снова займутся клонированием человека. Есть некоторые проблемы с процессом, но это вариант после того, как банки спермы иссякнут. Добавьте генетическую манипуляцию, и вы сможете получить несколько мужских клонов с иммунитетом к чуме, чьи гены не принадлежат вашим 5 оставшимся мужчинам.

  4. Если ученые найдут лекарство, но уже слишком поздно воспользоваться банками спермы, то выследите все племенные группы*, которые не имеют контактов вне своего сообщества. Сделайте им прививки и перенесите их в развитые страны. Даже если вам придется их запереть, мужчины смогут обеспечить спермой жизнеспособных детей мужского пола, увеличивая генетическое разнообразие, доступное в мире.

  5. Также есть хороший шанс, что космические агентства (НАСА и т. д.) будут достаточно мудры, чтобы держать МКС на карантине, и все люди на борту будут живы. Найдите лекарство, и вы тоже сможете добавить их в генофонд. Даже без лечения они могли бы дать сперму, которая по-прежнему производит жизнеспособных дочерей, даже после того, как банки спермы иссякнут.

    Как предположил комментатор, есть также подводные лодки, которые во время патрулирования регулярно изолируются на несколько месяцев. Они также предоставят несколько мужчин для добавления в генофонд. Могут быть и другие группы, которые избегают заражения путем изоляции во время эпидемии чумы.

* Если бы болезнь, передающаяся воздушно-капельным путем, не была оружием и не была преднамеренно применена ко всему миру, или животные не могут быть переносчиками, то, по крайней мере, некоторые из этих групп избежали бы заражения просто потому, что живут слишком далеко от любых других людей, чтобы заразиться от них. Если ученые никогда не найдут лекарство, оставьте эти группы в покое. Даже контакт в течение нескольких минут уничтожил бы группу в 1 поколении. (См. Неконтактные народы .)

@MichaelKjörling Верно, но их можно пополнить, сохраняя карантин. Просто убедитесь, что все, что входит в жилое пространство, стерилизовано, и что экипаж никогда не контактирует с пилотами корабля снабжения. Конечно, у вас все еще есть проблемы с долговременной микрогравитацией. Может быть, они могли бы спустить их на Землю, сохраняя карантин.
Если чума разразится внезапно, у вас будут незараженные корабли в море, особенно подводные лодки (они патрулируют от двух до трех месяцев IIRC).
@Law29 Хорошее замечание, я добавлю это.

Существующие банки спермы представляют собой огромный пул существующего генетического разнообразия.

Я думаю, что вы могли бы получить много генетического разнообразия, если бы:

  • Поиск женщин с иммунитетом или их лечение.
  • Изолировать их (стиль мальчика-баббла).
  • Удобряйте их.
  • Девочки могут просто уйти.
  • Мальчиков необходимо вылечить/иммунизировать перед выходом из изоляции.

Кроме того, женщины способны иметь детей после 32 лет. Врачи рекомендуют не рожать детей после 40 лет, потому что в этот момент резко возрастает частота врожденных дефектов. По данным этого веб-сайта , у матерей в возрасте 35-39 лет будет дополнительно от 1 до 4 детей с врожденными пороками сердца на 1000. В возрасте 40 лет этот показатель подскакивает до 30 на 1000... и это только пороки сердца... цифры не учитывают другие дефекты, такие как косолапость или диафрагмальная грыжа.

Многие из этих проблем могут быть решены при наличии достаточного медицинского бюджета и, возможно, некоторых исследований.

OTOH, есть исследование (по той же ссылке), показывающее, что у матерей моложе 20 лет чаще рождаются дети с определенными дефектами, хотя, похоже, этот показатель намного ниже, чем у матерей старшего возраста.