Mitochondriale Eva

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Mitochondriale Eva is de naam waarmee onderzoekers de vrouw aanduiden die de recentste gemeenschappelijke matrilineaire voorouder van alle nu levende mensen is. Ze heet zo omdat alle nu levende mensen hun mitochondriale DNA (met mutaties) van haar 'geërfd' hebben. Men neemt aan dat mitochondriale Eva ongeveer 150.000 jaar geleden ergens in Afrika moet hebben geleefd. Het idee van een Mitochondriale Eva is afkomstig uit een paper van Rebecca Cann et al uit 1987^[1].

Inhoud

1 Matrilineaire afstamming
- 1.1 De recentste gemeenschappelijke voorouder
2 Mitochondriaal DNA
3 Academisch onderzoek
4 Eva en de Out-of-Africa-theorie
5 Literatuur
6 Zie ook
7 Noten
8 Externe links

[bewerk] Matrilineaire afstamming

Door Mitochondriale Eva te noemen naar Eva uit het (Hebreeuws-)Bijbelse scheppingsverhaal in de (Hebreeuwse) Bijbel zijn er bij het grote publiek nogal wat misverstanden ontstaan. Een veelgehoorde misvatting is dat ze de enige toen levende vrouw was. Dat was ze zeker niet, want dan was de mens waarschijnlijk al lang uitgestorven. Veel vrouwen die in dezelfde tijd leefden als zij hebben afstammelingen die nu leven. Maar alleen mitochondriale Eva heeft een tot op heden ononderbroken afstammingslijn van dochters – elke andere matrilineaire afstammingslijn is onderbroken of afgebroken, wat gebeurt als een vrouw alleen zonen of helemaal geen kinderen krijgt.

Stel je een stamboom voor van alle mensen die nu leven. Stel je dan een lijn voor van ieder individu naar haar moeder en vandaar naar de moeder van die moeder enzovoort. Als je verder in de tijd teruggaat komen er lijnen samen van zussen, die dezelfde moeder hebben. Hoe verder je dus in de tijd teruggaat, hoe minder lijnen er zijn, en uiteindelijk kom je op één lijn uit – en dat is de gemeenschappelijke matrilineaire voorouder van alle nu levende mensen, dat wil zeggen mitochondriale Eva.

Ga nu de stamboom in omgekeerde volgorde doorlopen (vanaf het verre verleden tot nu) en stel je nu de lijnen voor die alle moeders met hun dochters verbindt. Begin bij alle mensen die 150.000 jaar geleden leefden. Telkens als een vrouw kinderloos sterft of alleen zonen kreeg loopt er een lijn dood. Uiteindelijk blijft er maar één afstammingslijn over, de lijn waarmee we begonnen.

Mitochondriale Eva was de recentste gemeenschappelijke matrilineaire voorouder van alle nu levende mensen. Maar telkens wanneer in het verleden een afstammingslijn uitstierf, werd de status van recentste gemeenschappelijke matrilineaire voorouder doorgegeven aan een afstammelinge van de vorige gemeenschappelijke matrilineaire voorouder. Zo moet de gemeenschappelijke matrilineaire voorouder van de mensen die leefden ten tijde van mitochondriale Eva nog verder terug in de tijd geleefd hebben.

Hoe kleiner een bevolkingsgroep is, des te sneller komen de matrilineaire lijnen samen.

[bewerk] De recentste gemeenschappelijke voorouder

Mitochondriale Eva is de recentste gemeenschappelijke matrilineaire voorouder van alle nu levende mensen, maar niet de recentste gemeenschappelijke voorouder (mrgv). Alle nu levende mensen stammen af van de mrgv, maar voor mitochondriale Eva is dat alleen in de vrouwelijke lijn, zodat zij veel langer geleden geleefd moet hebben dan de mrgv. Terwijl mitochondriale Eva ongeveer 150.000 jaar geleden leefde, schat men dat de mrgv tussen 3000 v.Chr. en 1000 n.Chr. geleefd moet hebben, al zal het minder recent worden als je rekening houdt met geïsoleerde bevolkingsgroepen.

[bewerk] Mitochondriaal DNA

We weten van het bestaan van Eva door mitochondriën. Mitochondriën zijn organellen die alleen door de moeder aan haar nageslacht worden doorgegeven. Elke mitochondrie bevat mitochondriaal DNA (mtDNA), en vergelijking van DNA-sequenties uit mtDNA onthult een fylogenie. Een belangrijk verschil tussen mtDNA, dat zich niet in de celkern bevindt, en het DNA in de celkern is dat mtDNA in zijn geheel wordt doorgegeven en van het nucleaire DNA maar de helft, waar dan ook nog recombinatie bij optreedt, waardoor er statistisch gezien minder duidelijkheid is over de herkomst van DNA. Diversiteit wordt in het mtDNA versterkt, en ook de effecten van populatiebottlenecks. (Wilson et al 1985). Op basis van de techniek van de moleculaire klok om de verstreken tijd te correleren met de waargenomen genetische drift neemt men aan dat Eva ongeveer 150.000 jaar geleden ergens in Afrika moet hebben geleefd.

Terwijl mtDNA in de vrouwelijke lijn wordt doorgegeven, wordt het Y-chromosoom alleen van vader op zoon doorgegeven. De hierboven uiteengezette principes kunnen daarom ook op mannen worden toegepast. De recentste patrilineaire voorouder van alle nu levende mensen wordt wel Y-chromosomale Adam genoemd. Opmerkelijk is dat de recentste patriarch van alle mensen veel korter geleden moet hebben geleefd dan de recentste matriarch. 'Adam' en 'Eva' leefden dus niet tegelijkertijd.

[bewerk] Academisch onderzoek

Allan Wilson, Rebecca Cann, Steven Carr, M. George Jr., U. B. Gyllensten, K. Helm-Bychowski, R. G. Higuchi, Stephen Palumbi, E. M. Prager, R. D. Sage, en Mark Stoneking formuleerden de theoretische achtergrond voor de analyse van mitochondriaal DNA in een paper uit 1985. Cann, Wilson en Stoneking stelden toen het concept van mitochondriale Eva voor in een paper uit 1987 in het tijdschrift Nature. Cann e.a. pasten "restriction mapping" toe op 147 personen uit vijf verschillende bevolkingsgroepen om gegevens te verzamelen. Geleidelijk aan zijn er meer en meer mitochondriaal-DNA-sequenties van steeds meer mensen overal op aarde verzameld, wat een beter beeld oplevert.

[bewerk] Eva en de Out-of-Africa-theorie

Mitochondriale Eva wordt ook wel Afrikaanse Eva genoemd, een voorouder die gepostuleerd is op grond van fossielen en het DNA-onderzoek. Volgens de meest ondersteunde interpretatie van de mtDNA-gegevens kan dezelfde hypothetische vrouw aanspraak maken op beide titels. Uit familiestambomen (fylogenieën) die zijn samengesteld op basis van vergelijkingen van mtDNA blijkt dat nu levende mensen wier mitochondriale lijnen het eerst vertakten inheemse Afrikanen zijn, terwijl de lijnen van mensen die inheems zijn in de andere continenten vertakkingen zijn van Afrikaanse lijnen. Onderzoekers stellen daarom dat alle nu levende mensen afstammen van Afrikanen, waarvan een aantal uit Afrika vertrokken is en de rest van de wereld ging bevolken. Als de mitichondriale analyse correct is, moet mitochondriale Eva omdat ze aan de wortel van de mitochondriale stamboom staat vóór deze exodus geleefd hebben, en in Afrika. Om die reden beschouwen veel onderzoekers de resultaten van het mitochondriale onderzoek als ondersteuning voor het vervangingsmodel (waarin de moderne mens, uit Afrika komend, de plaats van bestaande groepen in de rest van de wereld ingenomen heeft).

Omdat er zowel theoretische als praktische (rekenkundige) beperkingen zijn aan de fylogenie is het moeilijk, zo niet onmogelijk, de boom te vinden die het best past bij de experimentele gegevens en zo blijft er ruimte voor debat. Critici van het model van 'Uit Afrika' stellen dat de mitochondriale gegevens even goed of zelfs beter kunnen worden verklaard door bomen die Eva het sterkst koppelen aan inheemse volkeren in Azië. Maar in 2003 is deze kritiek verstomd na verbeteringen in de rekenkracht en methoden voor stamboombepaling. Het debat gaat nu meer over vragen rond het dateren van een gebeurtenis die als bewezen wordt beschouwd. Hoe dan ook, de beste steun die mitochondriaal DNA kan leveren aan de 'Uit Afrika'-hypothese hoeft niet afhankelijk te zijn van stambomen. Eén gegeven waar geen ruimte voor interpretatie is, is dat de grootste diversiteit in mitochondriale DNA-sequenties te vinden is bij Afrikanen. Deze diversiteit had niet kunnen ontstaan, zo redeneren de onderzoekers, als mensen niet langer in Afrika hadden geleefd dan ergens anders. De analyse van Y-chromosoom-sequenties bevestigt de aanwijzingen die mitochondriaal DNA heeft geleverd voor de Afrikaanse oorsprong van de moderne mens.

[bewerk] Literatuur

Cann, R.L., Stoneking, M., and Wilson, A.C., 1987, "Mitochondrial DNA and human evolution", Nature 325; pp 31–36
Excoffier, L., and Yang, Z., "Substitution Rate Variation Among Sites in Mitochondrial Hypervariable Region I of Humans and Chimpanzees", 1999, Mol. Biol. Evol. 16; pp 1357–1368
Kaessmann, H., and Pääbo, S.: "The genetical history of humans and the great apes". Journal of Internal Medicine 251: 1–18 (2002). pubmed
Laurence Loewe and Siegfried Scherer, “Mitochondrial Eve: The Plot Thickens,” Trends in Ecology & Evolution, Vol. 12, 11 November 1997, p. 422.
Nicole Maca-Meyer , Ana M González , José M Larruga , Carlos Flores and Vicente M Cabrera (2001) "Major genomic mitochondrial lineages delineate early human expansions". BMC Genetics Biomed central
Bryan Sykes The Seven Daughters of Eve: The Science That Reveals Our Genetic Ancestry, W.W. Norton, 2001, hardcover, 306 pages,ISBN 0-393-02018-5
Vigilant, L., Pennington, R., Harpending, H., Kocher, T.D., Wilson, A.C., 1989, "Mitochondrial DNA Sequences in Single Hairs from a Southern African Population", Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86; pp 9350-9354
Thomas J. Parsons et al., “A High Observed Substitution Rate in the Human Mitochondrial DNA Control Region,” Nature Genetics, Vol. 15 April 1997, p. 365.
Vigilant, L., Stoneking, M., Harpending, H., Hawkes, K., Wilson, A.C., 1991, "African Populations and the Evolution of the Human Mitochondrial DNA", Science 253; pp 1503–1507 Pubmed
Watson E., Forster P., Richards M., Bandelt H.-J. (1997). "Mitochondrial Footprints of Human Expansions in Africa." American Journal of Human Genetics. 61: 691-704 pubmed
Spencer Wells The Journey of Man: A Genetic Odyssey, Princeton University Press, January 2003, hardcover, 246 pages,ISBN 0-691-11532-X
A. C. Wilson, R. L. Cann, S. M. Carr, M. George Jr., U. B. Gyllensten, K. Helm- Bychowski, R. G. Higuchi, S. R. Palumbi, E. M. Prager, R. D. Sage, and M. Stoneking (1985) "Mitochondrial DNA and two perspectives on evolutionary genetics". Biological Journal of the Linnean Society 26:375-400