Voir plus de photos d'ADN. 2008 HowStuffWorks En 1987, un groupe de généticiens a publié une étude surprenante dans la revue Nature. ADN mitochondrial (ADNmt) prélevé sur 147 personnes de tous les principaux groupes raciaux d'aujourd'hui. Ces chercheurs ont découvert que la lignée de toutes les personnes vivantes aujourd'hui tombe sur l'une des deux branches de l'arbre généalogique de l'humanité. L'une de ces branches n'est constituée que de lignées africaines, l'autre contient tous les autres groupes, y compris certaines lignées africaines.
Encore plus impressionnant, les généticiens ont conclu que chaque personne sur Terre en ce moment peut retracer sa lignée jusqu'à un seul ancêtre féminin commun qui a vécu environ 200, il y a 000 ans. Parce qu'une branche entière de la lignée humaine est d'origine africaine et que l'autre contient également une lignée africaine, les auteurs de l'étude ont conclu que l'Afrique est le lieu où vivait cette femme. Les scientifiques ont nommé cet ancêtre féminin commun Ève mitochondriale .
Les chercheurs ont eu l'idée de ce projet sur la base d'une découverte faite par un autre généticien en 1980. Le Dr Wesley Brown a remarqué que lorsque vous comparez l'ADNmt de deux humains, les échantillons sont beaucoup plus similaires que lorsque l'ADNmt de deux autres primates - par exemple, deux chimpanzés -- est comparé. Brown trouvé, En réalité, que l'ADNmt de deux humains n'a qu'environ la moitié des différences que l'ADNmt de deux autres primates de la même espèce [source :Cann]. Cela suggère que les humains partagent un ancêtre commun beaucoup plus récent que les autres primates, une idée suffisamment alléchante pour lancer l'enquête Nature.
L'auteur principal de l'étude, Rebecca Cann, a appelé ses collègues et son choix d'utiliser Eve comme nom "un abus de langage ludique, " et a souligné que l'étude n'impliquait pas que l'Ève mitochondriale n'était pas la première - ou la seule - femme sur Terre pendant le temps qu'elle a vécu [source :Cann]. Au lieu de cela, cette femme est simplement la personne la plus récente à laquelle tous les gens peuvent retracer leur généalogie. En d'autres termes, il y avait beaucoup de femmes qui sont venues avant elle et beaucoup de femmes qui sont venues après, mais sa vie est le point à partir duquel toutes les branches modernes de l'arbre généalogique de l'humanité ont grandi.
Lorsque les chercheurs de l'étude de 1987 ont examiné des échantillons prélevés sur 147 personnes et fœtus différents, ils ont trouvé 133 séquences distinctes d'ADNmt. Quelques-unes des personnes échantillonnées, il s'est avéré, étaient récemment liés. Après avoir comparé le nombre de différences entre les échantillons d'ADNmt au sein des races, ils ont constaté que les Africains ont le plus de diversité (c'est-à-dire le plus grand nombre de différences) d'un même groupe racial. Cela suggérerait que l'ADNmt trouvé chez les Africains est le plus ancien :puisqu'il a eu le plus de mutations, un processus qui prend du temps, ce doit être la plus ancienne des lignées d'aujourd'hui.
Les deux branches distinctes qu'ils ont découvertes contenaient l'ADNmt trouvé dans les cinq principales populations de la planète :africaine, Asiatique, Européen, australien et néo-guinéen. Les chercheurs ont découvert que dans la branche qui n'était pas exclusivement africaine, les populations raciales avaient souvent plus d'une lignée. Par exemple, une lignée néo-guinéenne trouve son plus proche parent dans une lignée présente en Asie, pas la Nouvelle-Guinée. Toutes les lignées et les deux des deux branches, cependant, peuvent tous être retracés à un point théorisé :Eve mitochondriale.
Alors, comment Eve est-elle devenue l'ancêtre commun le plus récent de l'humanité ? Nous verrons cela dans cet article, ainsi que quelques arguments déposés contre la théorie de l'Ève mitochondriale. Mais d'abord, que sont les mitochondries et pourquoi les scientifiques utilisent-ils l'ADNmt pour suivre la lignée ?
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Alors que les œufs femelles contiennent beaucoup de mitochondries, le sperme masculin n'en contient que quelques-uns, qui sont perdus après la fécondation. iStockphoto Les biologistes connaissent les mitochondries depuis le 19ème siècle. Mais ce n'est qu'à la fin des années 1970 que la valeur de l'utilisation de l'ADN dans les mitochondries pour suivre l'histoire humaine ancienne est devenue claire. L'ADN mitochondrial diffère de plusieurs manières clés de l'ADN nucléaire - la variété d'ADN situé dans le noyau de chacune de vos cellules détermine la couleur de vos yeux, caractéristiques raciales, susceptibilité à certaines maladies et autres caractéristiques déterminantes. ADNmt, d'autre part, contient des codes pour fabriquer des protéines et effectuer les autres processus entrepris par les mitochondries.
Les gènes que vous portez sous forme d'ADN nucléaire sont le résultat d'une fusion entre l'ADN de votre mère et de votre père - cette fusion s'appelle recombinaison . ADNmt, cependant, provient presque exclusivement de votre mère. C'est parce que l'œuf d'une femme contient beaucoup d'ADNmt, tandis que le sperme masculin contient juste un peu de mitochondries. L'une des fonctions d'une seule mitochondrie est de générer de l'énergie pour la cellule qui la contient, et les spermatozoïdes utilisent quelques mitochondries dans la queue pour alimenter leur course vers l'ovule pour la fécondation. Ces mitochondries sont détruites après que le sperme fertilise l'ovule, et ainsi tout ADNmt qui pourrait être transmis du côté du père est perdu.
Cela signifie que l'ADNmt est matrilinéaire -- seul le côté maternel survit de génération en génération. Une mère qui ne donne naissance qu'à des fils verra sa lignée d'ADNmt perdue. L'examen de l'ADNmt jusqu'à présent n'a révélé que des cas rares et inhabituels où l'ADNmt paternel survit et est transmis à l'enfant.
Les mitochondries sont également précieuses pour les évolutionnistes, car des copies exactes du même ADNmt que vous avez peuvent être trouvées dans les cellules de votre corps. Dans chaque cellule, trop, il peut y avoir des milliers de copies d'ADNmt. Inversement, l'ADN nucléaire d'une cellule ne contient généralement que deux copies. Il est également plus facile d'extraire l'ADNmt que l'ADN nucléaire, car il se trouve en dehors du noyau fragile et en décomposition plus rapide de la cellule.
Ce que tout cela fait, c'est que votre ADNmt est le même que celui de votre mère, puisqu'il n'y a pas de recombinaison pour former une troisième version, distincte de celle de votre mère et de votre père, mais une combinaison des deux. Cela rend l'ADNmt beaucoup plus facile à suivre d'un point de vue anthropologique.
Les humains existent depuis longtemps. Depuis des centaines de milliers d'années que nous parcourons la planète, nos chiffres ont augmenté. Comment se fait-il que seulement environ 200, Il y a 000 ans, une femme célibataire est devenue notre arrière-grand-mère à tous ? L'histoire de l'humanité ne devrait-elle pas remonter plus loin que cela ?
Lisez la page suivante pour découvrir comment l'humanité a pu frôler l'extinction, préparer le terrain pour Mitochondrial Eve pour laisser son héritage durable.
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On pense qu'un volcan à Sumatra comme celui-ci a forcé l'humanité dans un goulot d'étranglement évolutif après son éruption 70, il y a 000 ans. Bijou Samad/AFP/Getty Images Cann et ses collègues chercheurs ont estimé que Mitochondrial Eve a vécu environ 200, il y a 000 ans. Avec leur marge d'erreur incluse, elle aurait vécu entre 500, 000 et 50, il y a 000 ans. Étant donné qu'on pense qu'Eve a vécu à une époque où il y avait d'autres femmes en vie, comment se fait-il que nous tous vivants aujourd'hui descendons d'elle seule ? Il y a quelques explications sur la façon dont seul l'ADNmt d'Eve aurait pu survivre, et très probablement une combinaison de facteurs convergents est responsable.
La possibilité la plus probable est qu'un goulot d'étranglement évolutif s'est produite parmi l'humanité alors qu'Ève était en vie. Il s'agit d'une situation où une grande majorité des membres d'espèces meurent soudainement, amenant l'espèce au bord de l'extinction. Cette diminution soudaine du nombre n'est pas due à un quelconque manque d'adaptation. Au lieu, c'est plus probablement le résultat d'une catastrophe quelconque, par exemple, le résultat d'une comète frappant la Terre. Après, il ne reste que quelques membres pour repeupler le groupe et continuer à évoluer. Des goulots d'étranglement sont soupçonnés d'avoir eu lieu à différents moments de l'histoire de l'humanité, ce n'est donc pas une idée farfelue qu'un événement comme celui-ci aurait pu avoir lieu du vivant d'Eve.
Un rapport publié en 1998 a conclu qu'environ 70, il y a 000 ans, l'humanité a été réduite à seulement environ 15, 000 personnes sur toute la planète [source :Whitehouse]. Avec très peu de personnes réparties sur la planète, l'humanité était en effet au bord de l'extinction. L'événement qui a causé la quasi-perte de notre espèce était une éruption du mont Toba à Sumatra. Cette éruption volcanique était si immense qu'elle a abaissé les températures mondiales, tué les animaux et les plantes qui ont nourri les humains et provoqué l'ère glaciaire la plus froide que la planète ait connue, durée 1, 000 ans.
La théorie Mitochondrial Eve évoque des scénarios similaires. Si la population humaine diminuait considérablement, et il n'y avait pas beaucoup de femmes pour avoir des enfants, le décor est planté pour une « Mère chanceuse, " comme le dit Cann, pour émerger comme un ancêtre commun le plus récent. Il est possible qu'après quelques générations, l'ADNmt des autres femmes s'est éteint. Si une femme ne produit que des descendants mâles, son ADNmt ne sera pas transmis, puisque les enfants ne reçoivent pas l'ADNmt de leur père. Cela signifie que tandis que les fils de la femme auront son ADNmt, ses petits-enfants ne le feront pas, et sa lignée sera perdue.
Il est possible que ce soit la cause de l'émergence d'Eve comme la seule « mère chanceuse » qui nous a tous donné naissance.
Vous avez un peu de mal à comprendre ? Ne pas s'inquiéter. Lisez la page suivante pour une illustration de ce dont l'ADNmt est théoriquement capable sur la page suivante. Cela clarifiera un peu les choses.
Chuck Kennedy/Getty Images L'ADN mitochondrial est utile pour identifier les parents. Il est utilisé ici au Laboratoire d'identification ADN des forces armées à Rockville, Maryland., utilisé pour identifier les restes de soldats. Chuck Kennedy/Getty Images Bien que parler de mutations génétiques et de séquences d'ADN le rende complexe, en son coeur, le suivi de l'ADNmt est basé sur une notion faussement simple :les personnes dont les ancêtres étaient autrefois étroitement liés devraient avoir un ADNmt presque identique. L'ADNmt peut subir des mutations au fil du temps, mais il faut du temps pour que ces mutations se produisent. Logiquement, moins il y en a, moins le temps s'est écoulé depuis que les ancêtres des deux familles ont divergé. Les personnes qui n'ont que quelques différences dans leurs séquences d'ADNmt seraient apparentées plus récemment que les séquences qui portent de nombreuses différences.
Pensez-y de cette façon. Disons que votre arrière-arrière-grand-mère du côté de votre mère -- que nous appellerons Mildred -- avait une sœur, que nous appellerons Tillie. Les deux partageaient un ADNmt identique qu'ils avaient reçu de leur mère. Mais imaginez que Tillie et Mildred ont eu une terrible dispute, et Tillie a déménagé à travers le pays, tandis que les descendants de Mildred - y compris vous - sont restés sur place.
Tillie et Millie ne se sont plus jamais parlé. Les deux femmes ont donné naissance à des filles, et ainsi leur ADNmt matrilinéaire a été transmis. Mais à mesure que les générations continuaient, les familles des deux devinrent de moins en moins conscientes de l'existence de l'autre branche, jusqu'à ce qu'aucune ligne ne se rende compte de l'autre. Mais les deux lignes sont sur le point d'être réunies par inadvertance. Les chercheurs ont placé une publicité nationale demandant des sujets de test pour une étude des tendances récentes de la population humaine en utilisant l'ADNmt pour la cartographie. Par coïncidence, vous et un cousin éloigné du côté de Tillie de la famille décidez tous les deux de faire du bénévolat.
Après avoir prélevé un échantillon d'ADN sur vous, les chercheurs comparent votre ADNmt aux séquences des autres candidats. Et voilà, ils découvrent que deux volontaires sont cousins. En comparant votre ADNmt à celui de votre cousin, les généticiens devraient être en mesure de dire depuis combien de temps Tillie et Mildred ont eu leur dispute. S'ils ont vérifié les populations locales de votre région et celle de votre cousin, ils devraient aussi pouvoir dire si c'est Tillie ou Millie qui a migré, en trouvant quelle population partageait le plus d'ADNmt présent dans votre lignée familiale - plus de personnes avec le même ADNmt signifie que cette séquence existe depuis plus longtemps. Quoi de plus, ils peuvent également conclure que puisque vous et votre cousin partagez un ADNmt similaire, vous avez un ancêtre récent le plus commun, la femme qui est la mère de Tillie et Mildred.
Comme il faut un certain temps pour que les mutations de l'ADNmt se produisent, il serait assez difficile pour ces généticiens imaginaires de vous identifier avec précision, vous et votre cousin, mais lorsque cette technique est extrapolée sur une période couvrant des dizaines ou des centaines de milliers d'années, cela devient beaucoup plus viable.
Tout le monde n'achète pas la théorie de l'Ève mitochondriale, toutefois. Lisez la page suivante pour en savoir plus sur la critique de l'étude.
Après avoir été critiqué pour avoir collecté des échantillons d'ADN auprès d'Afro-Américains plutôt que d'Africains dans leur étude, Cann et ses collègues ont rendu visite à des personnes vivant en Afrique, comme ces soudanais, pour recueillir leurs informations génétiques. Les résultats étaient les mêmes. Natalie Behring-Chisholm/Getty Images La cartographie évolutive par l'utilisation de l'ADNmt est inexacte. Comme l'étude de l'ADNmt s'est poursuivie après la fin des années 1970, les scientifiques ont découvert une propriété connue sous le nom de hétéroplasmie -- la présence de plus d'une séquence d'ADNmt trouvée chez la même personne. Même au sein d'une seule personne, il existe des différences entre l'ADNmt qui rendent difficile la comparaison d'une personne ou d'un groupe à un autre.
L'étude de 1987 qui a introduit le concept d'Eve mitochondriale dans le monde a été attaquée lorsqu'il a été souligné que la population "africaine" que les chercheurs ont échantillonnée était en fait presque entièrement composée d'Afro-Américains. Est-il possible qu'au cours des quelques centaines d'années écoulées depuis que les Africains ont été importés dans les Amériques contre leur gré, l'ADNmt des Afro-Américains ait suffisamment muté pour rendre l'échantillon inutile ? Face aux critiques, Cann et ses collègues ont pris un échantillon supplémentaire d'Africains vivant en Afrique, mais trouvé pratiquement les mêmes résultats.
Un autre problème avec l'étude de l'ADNmt est les différences dans le taux de mutation. Pensez-y de cette façon, si vous regardez combien de temps il a fallu à une séquence particulière d'ADNmt pour développer un changement -- une mutation -- et concluez qu'il a fallu 1, 000 ans, alors deux souches d'ADNmt de la même lignée avec deux mutations auraient divergé d'environ 2, il y a 000 ans, droit? C'est ainsi que Cann et sa compagnie ont décidé que Mitochondrial Eve vivait autour de 200 ans, il y a 000 ans.
Les chercheurs ont déclaré que dans leur étude, ils supposaient que l'ADNmt mute à un rythme constant. Le problème est, la science ne sait pas exactement quel est le taux de mutation de l'ADNmt, s'il existe même un taux mesurable. Si vous regardez le taux de mutation parmi tout un groupe d'organismes, dire, toutes les personnes vivantes aujourd'hui - appelé le taux phylogénétique -- vous pourriez conclure que l'ADNmt mute à un rythme constant. Mais si vous regardez une seule lignée familiale au sein de ce groupe plus large -- la taux de pedigree -- vous trouverez très probablement un taux de mutation entièrement différent.
Depuis que l'« horloge mutationnelle » utilisée par Cann et ses co-auteurs a été remise en cause, ils ont étendu la date d'existence d'Eve à entre 500, 000 et 50, il y a 000 ans.
Des décennies après la publication de l'étude Mitochondrial Eve, les résultats sont encore vivement débattus. Sommes-nous tous issus d'un ancêtre commun le plus récent qui a vécu 200, il y a 000 ans ? L'ADNmt peut-il même nous le dire précisément ? Ces questions restent sans réponse et encadrent les futurs travaux des généticiens évolutionnistes. Mais l'étude de 1987 était suffisamment révolutionnaire pour changer notre perception de nous-mêmes en tant qu'êtres humains. Il a souligné que quelque part dans l'histoire, nous sommes tous liés.
Pour plus d'informations sur l'évolution et les sujets connexes, voir la page suivante.
