לא, "חווה" מיטוכונדרית אינה הנקבה הראשונה במינים

לאחרונה ערכו חוקרים גלים עם ההודעה כי מצאו את אם כל לווייתני הזרע: כלומר הנקבה שממנה צאו כל לווייתני הזרע המודרניים. "לווייתני זרע יש 'חווה'", ניהלו את כותרות החדשות והשתמשו ברעיון המקראי של "האישה הראשונה". הרעיון של "חווה" מיטוכונדרית אינו חדש; החוקרים משתמשים בה לרוב כדי להתייחס לאב הקדמון הגנטי הראשון של מין. הבעיה היא שרוב האנשים לא מבינים בדיוק מה פירוש המונח, וחושבים שזה אומר הנקבה הראשונה במין.

תוכן קשור

• כל לווייתן לווייתן שחי היום עשוי לרדת מאותה נקבה

למעשה, לוויתן הזרע "חווה" קם הרבה יותר מאוחר מלווייתן הזרע הראשון. בבחינת 1, 600 לווייתני זרע ברחבי העולם, העריכו החוקרים כי המטריארך המרהיב הזה קם מתישהו בטווח של 10, 000-80, 000 שנה. בינתיים, התיעוד המאובני של לווייתני הזרע מציב אותם מיליוני שנים אחורה.

"אנחנו לא אומרים שהייתה באותה עת רק נקבה אחת ששחה סביב האוקיאנוס ופתאום כל לווייתני הזרע האלה קמו ממנה, " אלנה אלכסנדר, חוקרת פוסט-דוקטורט במכון הביולוגי באוניברסיטת קנזס, וסופרת ראשית מחקר, אומר Smithsonian.com. במקום זאת, מה שמכונה חוה "הייתה אחת מרבות מהנקבות, אך היא הייתה במקרה היחידה שהעבירה את ה- DNA המיטוכונדרי בצורה נקבה ונשית לא מפורקת."

לאלה החדשים בדיון: "ערב מיטוכונדריאלי" מתייחס ל- DNA המיטוכונדריאלי, הקוד הגנטי הייחודי המועבר מנקבה לנקבה. ה- DNA המיטוכונדריאלי, האחראי על חילוף החומרים באנרגיה, מנותק משאר ה- DNA שלנו, כשהוא מתיישב בכוחות עצמו במיכל עצמו. החוקרים מאמינים כי בשלב מסוים בשלב מוקדם של האבולוציה שלנו, אורגניזם התא הבודד שהוא אבותינו הקדמון הביא חיידקים נוספים, ובסופו של דבר השניים פיתחו אט אט קשר סימביוטי שנמשך עד היום. החיידקים הפכו למיטוכונדריה הראשונה.

אם אתה רוצה לחזור כל הדרך לערב הביולוגי בפועל, היית צריך לחפש את האב הקדמון של המיטוכונדריה שלנו, אומר רוג'ר בול, עוזר מחקר בכיר במעבדת המגוון הביולוגי המולקולרי במוזיאון הטבע הקנדי. "אם היה אי פעם אורגניזם שיש לראות בו את הערב המיטוכונדריאלי, זהו אותו תא בודד ובלתי מעורער, שעטף תא בודד קטן יותר כדי להפוך את הצוות הביולוגי הבלתי מנוצח: אב הקדמון לדינוזאורים, עצים, פרפרים, (אפילו) דונלד טראמפ, "אומר בול במייל.

כמעט בכל האורגניזמים הרב-תאיים, ה- DNA המיטוכונדריאלי מועבר לאורך הקו המטריניאלי מדור לדור. עובדה זו שימושית במיוחד עבור חוקרים, שיכולים להשתמש בסמני ביו-DNA אלה כדי לאתר את ההיסטוריה המטריניאלית של מין. זה גם מגניב עבורך, אם את גברת: זה אומר שאת המיטוכונדריה בכל תא בגופך ניתן לאתר את סבתא שלך הגדולה-של-כל-כך-אתה-מקבלת. למרבה הצער, בעוד אמהות מעבירות גם את ה- DNA המיטוכונדרי שלה לזכרים, הבנים האלה לא יכולים להעביר את ה- DNA הזה לילדיהם.

בשנות השמונים, כאשר הרעיון של ערב מיטוכונדריאלי החל להתפשט בתקשורת הפופולרית, זה גרם מייד למידת משיכת שיער בקרב החוקרים. "השימוש במונח היה פרשנות שגויה, בהתחשב בכך שהמחקר היה סביב האב הקדמון המיטוכונדרי השכיח ביותר של כל בני האדם החיים ... לא על האישה האנושית הראשונה אי פעם, " אומר בול.

במציאות, ערב מיטוכונדריאלי אינו הנקבה הראשונה של מין, אלא רק הנקבה האחרונה מבחינה היסטורית שממנה כל בעלי החיים של המין יכולים להתחקות אחר אבותיהם. חשבו עליה כמו פסגת הפירמידה הגנאלוגית, בה נפגשים כל אבותיו של מין. למרות שכל מי שנמצא למטה הוא צאצא ממנה, זה לא אומר שאין נקבה אחרת מעליה, או שחיה באותו זמן כמוה. אולי לחלק מבני דורה לא היו ילדים ששרדו. או שהיו להם רק בנים, שלא היו עוברים את ה- DNA המיטוכונדרי שלהם.

מארק קימל, פרופסור לגנטיקה סטטיסטית ואבולוציה מולקולרית מאוניברסיטת רייס, אומר בכל סמם דור שיהיו כמה אנשים שלא ישאירו שום צאצאים. "הגנים שלהם יבוטלו." הוא הוסיף כי מספר האנשים המעבירים את הגנים שלהם לדורות נוספים הולך ומצטמצם כל הזמן, כלומר חווה המיטוכונדרית אינה אינדיבידואלית קבועה לאורך זמן, אך עשויה להיות מעודכנת יותר ככל ששושלות מתות.

"אם אתה מגיע מספיק עמוק אל העבר, אתה תמיד מוצא אב קדמון משותף לכולם, " אומר קימל, שפרסם מחקר בשנת 2010 שמציב את ערב המיטוכונדריה של בני האדם לסביבות 100, 000 עד 250, 000 שנה לפני (מחקר שערך ב 2013) העריך את הגיל כמעט יותר מעודכן).

אז איך השתלטה על אם לווייתני הזרע הזו, גנטית? בדרך כלל, לווייתני הזרע הנשיים הם בישיבה רבה יותר, נוטים להיצמד לחלקים קטנים יותר של האוקיאנוס מאשר הזכרים, אומר אלכסנדר. פירוש הדבר שחווה זו הייתה סוג של נודד נוסע שעבר מאוקיאנוס לאוקיאנוס והשאיר את צאצאיה - בעיקרו החאן הג'ינגי של אמהות לווייתני זרע.

לחלופין, ההשתלטות הגנטית שלה יכולה הייתה להיות פשוט תוצאה של התרחבות איטית של צאצאיה לאורך דורות רבים. "אנו יודעים שהיא בטח הצליחה להשאיר צאצאים, " אומרת אלכסנדר. "החשד שלי הוא שאם חווה הייתה דומה לצאצאיה באקולוגיה, אז היא לא הייתה משוטטת בכל האוקיינוסים, אבל מכיוון שגם היא וגם בנותיה הצליחו, הם בסופו של דבר התרחבו ומתוכם התגוררו במקור באוקיאנוס. "

לווייתני זרע ובני אדם אינם האורגניזמים היחידים שעבורם החוקרים מצאו ערב מיטוכונדריאלי. אינגר ווינקלמן, חוקרת גנטיקה אבולוציונית במוזיאון הטבע להיסטוריה של דנמרק, וקאוטותיה העריכו גם תאריך גס לגילוי הנמסיס הידוע לשמצה של לוויתן הזרע: הדיונון הענק. קשה יותר למקם גיל לדיונון שכן הרקמה הרכה שלה חסרת העצמות אינה מאובנת היטב, אומר ווינקלמן, אך היא וחברי הקואוטורים שלה השתמשו בשיעור המוטציה של חלזונות - מין קרוב יחסית - כדי להציב את התאריך של ערב הדיונון המיטוכונדרי בערך. לפני 35, 000 שנה.

החוקרים לרוב מסתבכים ב- DNA המיטוכונדרי מכיוון שיש הרבה ממנו בתאים, הוא שורד היטב בדגימות רקמות ישנות והוא בולט כמו אגודל כואב. אולם, תיאורטית, ניתן לאתר את כל חלקו של ה- DNA. לדוגמה, אצל יונקים, כרומוזום ה- Y נמצא רק בזכרים, וחלקים ממנו ניתן לייחס גם לאב קדמון יחיד. המשמעות היא שבסוג של שפה אבולוציונית עליה אנו מדברים, יש שווה ערך גברי: "האדם הכרומוזומלי Y."

מה שיהיה מרתק, אומר אלכסנדר, יהיה אם היה לך מצב שתוכל להתחקות אחר אדם כרומוזום Y הזה לזמן דומה לזה של ערב המיטוכונדריה, מכיוון שזה היה מרמז על התרחבות מהירה או פתאומית של האוכלוסייה - מהסוג שמגיע כאשר המין עובר לטריטוריה חדשה. במקרה של לווייתני דיונון ולווייתני זרע, זה עשוי להצביע גם על הסיבה להתפשטות האוכלוסייה בקרב צאצאי ערב המיטוכונדריה. יכול להיות סוג צוואר בקבוק מקביל, כמו שינוי סביבתי גדול, שהוביל לדפוס דומה של גיוון מיטוכונדריאלי נמוך.

אבל אלכסנדר נזהר מהצביע על קישור אפשרי. "זה סיפור מאוד סקסי, אבל אני גם חש כבוד לציין כי הדיונון הענקי הם רק אחד המינים הרבים שלווייתני הזרע אוכלים, " היא אומרת. חבל: זה היה לווייתן של סיפור .