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┬┐Somos todos descendientes de un ancestro femenino com├║n?

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  1. Un poco sobre las mitocondrias
  2. Todo sobre Eva
  3. Un ejemplo de investigación sobre el ADNmt
  4. Eva bajo ataque

Un poco sobre las mitocondrias

Mientras que los óvulos femeninos contienen muchas mitocondrias, los espermatozoides masculinos contienen solo unas pocas, que se pierden después de la fertilización.

iStockphoto

Los biólogos conocen las mitocondrias desde el siglo XIX. Pero fue solo a fines de la década de 1970 cuando se hizo evidente el valor de usar ADN en las mitocondrias para rastrear la historia humana antigua. El ADN mitocondrial se diferencia del ADN nuclear de varias maneras: la variedad de ADN que se encuentra en el núcleo de cada una de sus células determina el color de ojos, las características raciales, la susceptibilidad a ciertas enfermedades y otras características distintivas. El ADNmt, por su parte, contiene códigos para fabricar proteínas y realizar otros procesos que llevan a cabo las mitocondrias.

Los genes que portas en forma de ADN nuclear son el resultado de una fusión entre el ADN de tu madre y el del padre; esta fusión se llama re combinación. El ADNmt, sin embargo, proviene casi exclusivamente de su madre. Esto se debe a que un óvulo femenino humano contiene una gran cantidad de ADNmt, mientras que el esperma masculino contiene solo unas pocas mitocondrias. Una de las funciones de una sola mitocondria es generar energía para la célula que la contiene, y el esperma usa algunas mitocondrias en la cola para impulsar su carrera hacia el óvulo para la fertilización. Estas mitocondrias se destruyen después de que el esperma fertiliza el óvulo y, por lo tanto, se pierde cualquier ADNmt que pudiera ser transmitido por el padre.

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Esto significa que el mtDNA es matrilineal – sólo el lado materno sobrevive de generación en generación. Una madre que da a luz a hijos únicos habrá perdido su linaje de ADNmt. El examen del mtDNA hasta ahora ha producido solo casos raros e inusuales en los que el mtDNA paterno sobrevive y se transmite al niño.

Las mitocondrias también son valiosas para los evolucionistas, porque se pueden encontrar copias del mismo ADNmt que usted tiene en las células de todo el cuerpo. Además, puede haber miles de copias de mtDNA en cada célula. Por el contrario, el ADN nuclear de una célula generalmente contiene solo dos copias. También es más fácil extraer ADNmt que ADN nuclear porque se encuentra fuera del núcleo frágil y en descomposición de la célula.

Todo esto significa que su ADNmt es el mismo que el de su madre, porque no hay recombinación para formar una tercera versión, distinta de la de su madre y su padre, sino una combinación de ambos. Esto hace que el mtDNA sea mucho más fácil de rastrear desde un punto de vista antropológico.

Los seres humanos existen desde hace mucho tiempo. En los cientos de miles de años que hemos viajado por el planeta, nuestro número ha aumentado. ¿Cómo es que hace solo 200.000 años, solo una mujer se convirtió en nuestra bisabuela común? ¿No debería la historia humana ser más antigua que eso?

Lea la página siguiente para descubrir cómo la humanidad pudo haber estado al borde de la extinción, preparando el escenario para que la Eva mitocondrial dejara su legado duradero.

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Todo sobre Eva

Se cree que un volcán de Sumatra como este ha obligado a la humanidad a un cuello de botella evolutivo después de su explosión hace 70.000 años.
Se cree que un volcán de Sumatra como este ha obligado a la humanidad a un cuello de botella evolutivo después de su explosión hace 70.000 años.

Imágenes de Jewel Samad / AFP / Getty

Cann y sus colegas investigadores estimaron que la vigilia mitocondrial vivió hace unos 200.000 años. Con su margen de error incluido, habría estado vivo entre 500.000 y 50.000 años atrás. Teniendo en cuenta que Eva habría vivido en una época en la que había otras mujeres vivas, ¿cómo es que todas las que vivimos hoy, somos descendientes sólo de ella? Hay algunas explicaciones de cómo solo el ADNmt de Eva pudo haber sobrevivido, y lo más probable es que una combinación de factores convergentes sea responsable.

La posibilidad más probable es que un cuello de botella escalable ocurrió entre la humanidad mientras Eva estaba viva. Esta es una situación en la que la gran mayoría de los miembros de la especie mueren repentinamente, lo que lleva a la especie al borde de la extinción. Esta repentina caída en el número no se debe a una falta de adaptación. En cambio, es más probable que sea el resultado de un desastre, por ejemplo, el resultado de un cometa que choca contra la Tierra. Después de eso, solo quedan unos pocos miembros para repoblar el grupo y continuar evolucionando. Se cree que los cuellos de botella ocurrieron en diferentes momentos de la historia de la humanidad, por lo que no es exagerado que un evento como este pudiera haber ocurrido durante la vida de Eva.

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Un informe publicado en 1998 concluyó que hace unos 70.000 años, la humanidad se redujo a unas 15.000 personas en todo el planeta. [source: Whitehouse]. Con muy pocas personas esparcidas por el planeta, la humanidad estaba realmente al borde de la extinción. El evento que causó la casi extinción de nuestra especie fue una erupción del Monte Toba en Sumatra. Esta erupción volcánica fue tan grande que bajó las temperaturas globales, mató a los animales y plantas que alimentaban a los humanos y desató la edad de hielo más fría de 1000 años que el planeta jamás haya visto.

La teoría de la vigilia mitocondrial sugiere escenarios similares. Si la población humana se redujera drásticamente y no hubiera muchas mujeres alrededor para tener hijos, el escenario está listo para que una “madre afortunada”, como dice Cann, emerja como un antepasado común en los más jóvenes. Es posible que, después de algunas generaciones, el ADNmt de otras mujeres se haya extinguido. Si una mujer sólo tiene hijos varones, su ADNmt no se transmitirá porque los hijos no reciben el ADNmt del padre. Esto significa que incluso si los hijos de la mujer tienen su ADNmt, sus nietos no y su linaje se perderá.

Es posible que esta haya sido la causa del surgimiento de Eva como la única “madre afortunada” que, en esencia, nos dio a luz a todos.

¿Tiene problemas para entender? No se preocupe. Lea la página siguiente para ver una ilustración de lo que el mtDNA es teóricamente capaz de hacer en la página siguiente. Esto aclarará un poco las cosas.

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Un ejemplo de investigación sobre el ADNmt

El ADN mitocondrial de Chuck Kennedy / Getty Images es útil para identificar a los padres.  Se utiliza aquí en el Laboratorio de Identificación de ADN de las Fuerzas Armadas en Rockville, Maryland, para identificar restos de soldados.

Chuck Kennedy / Getty ImagesEl ADN mitocondrial es útil para identificar a los padres. Se utiliza aquí en el Laboratorio de Identificación de ADN de las Fuerzas Armadas en Rockville, Maryland, para identificar restos de soldados.

Chuck Kennedy / Getty Images

Si bien hablar de mutaciones genéticas y secuencias de ADN puede parecer complejo, en esencia, el seguimiento del ADNmt se basa en una noción aparentemente simple: personas cuyos ancestros alguna vez estuvieron íntimamente los datos relacionados deben tener ADNmt casi idéntico. El ADNmt puede cambiar con el tiempo, pero se necesita tiempo para que ocurran estas mutaciones. Por supuesto, cuanto menos hay, menos tiempo ha pasado desde que los antepasados ​​de dos familias divergieron. Aquellas personas que tienen solo unas pocas diferencias en sus secuencias de mtDNA estarían relacionadas más recientemente que aquellas secuencias que tienen muchas diferencias.

Piense así. Supongamos que la tatarabuela de su madre, a quien llamaremos Mildred, tuviera una hermana, a la que llamaremos Tillie. Los dos compartieron un ADNmt idéntico que habían recibido de su madre. Pero imagina que Tillie y Mildred tuvieron una discusión terrible y que Tillie se mudó al otro lado del país, mientras que los descendientes de Mildred, incluyéndote a ti, se quedaron allí.

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Tillie y Millie nunca se volvieron a hablar. Ambas mujeres dieron a luz a hijas y luego se transmitió su ADNmt matrilineal. Pero a lo largo de las generaciones, las familias de los dos se volvieron cada vez menos conscientes de la existencia de la otra rama, hasta que ninguna de las cepas conoció a la otra. Pero las dos líneas están a punto de unirse sin querer. Los investigadores publicaron un anuncio en todo el país pidiendo a los participantes de la prueba que estudiaran las tendencias recientes en la población humana utilizando ADNmt para el mapeo. Casualmente, tú y uno de tus primos lejanos del lado de la familia de Tillie decidieron ser voluntarios.

Después de recolectar una muestra de su ADN, los investigadores comparan su ADNmt con secuencias de otros candidatos. Y ahora descubren que dos voluntarios son primos. Al comparar su ADNmt con el de su primo, los genetistas deberían poder decir cuánto tiempo llevan Tillie y Mildred con el caso. Si verificaron las poblaciones locales en su área y en el área de su primo, también deberían poder decir si fueron Tillie o Millie quienes migraron, descubriendo qué población compartía la mayor parte del ADNmt presente en el área. Su línea familiar: más personas con el mismo ADNmt significa que esta secuencia ha existido por más tiempo. Además, también pueden concluir que debido a que usted y su primo comparten un ADNmt similar, tienen un antepasado reciente más común, la mujer que es la madre de Tillie y Mildred.

Como se necesita tiempo para que ocurran las mutaciones del mtDNA, sería muy difícil para estos genetistas ficticios ubicarlo a usted y a su primo con precisión, pero cuando esta técnica se extrapola durante un período de decenas o cientos de miles de años, se vuelve mucho más factible. .

Sin embargo, no todo el mundo cree en la teoría del reloj mitocondrial. Lea la página siguiente para obtener más información sobre las reseñas del estudio.

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Eva bajo ataque

Después de ser criticado por tomar muestras de ADN de afroamericanos en lugar de africanos en su estudio, Cann y sus colegas visitaron a personas que viven en África, como estos sudaneses, para recopilar su información genética.  Los resultados fueron los mismos.
Después de ser criticado por tomar muestras de ADN de afroamericanos en lugar de africanos en su estudio, Cann y sus colegas visitaron a personas que viven en África, como estos sudaneses, para recopilar su información genética. Los resultados fueron los mismos.

Natalie Behring-Chisholm / Getty Images

El mapeo evolutivo usando mtDNA es inexacto. A medida que el estudio del mtDNA continuó después de finales de la década de 1970, los científicos descubrieron una propiedad conocida como heteroplasmia – la presencia de más de una secuencia de mtDNA encontrada en la misma persona. Incluso dentro de una sola persona, existen diferencias en el ADNmt que dificultan la comparación de una persona o grupo con otro.

El estudio de 1987 que introdujo el concepto de vigilia mitocondrial en el mundo fue atacado cuando se señaló que la población “africana” muestreada por los investigadores era, de hecho, casi en su totalidad afroamericana. ¿Es posible que en los pocos cientos de años que han pasado desde que los africanos fueron importados a las Américas en contra de su voluntad, el ADNmt de los afroamericanos haya cambiado lo suficiente como para inutilizar la muestra? Ante las críticas, Cann y sus colegas tomaron otra muestra de africanos que vivían en África, pero encontraron prácticamente los mismos resultados.

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Otro problema con el estudio del mtDNA son las diferencias en la tasa de mutación. Piénselo de esta manera, si observa el tiempo que le tomó a una secuencia de ADNmt en particular desarrollar un cambio, una mutación, y concluye que tomó 1000 años, entonces dos cepas de ADNmt en la misma línea con dos mutaciones habrían divergido. Hace 2.000 años, ¿verdad? Así fue como Cann y su empresa decidieron que la Eva mitocondrial vivió hace unos 200.000 años.

Los investigadores dijeron en su estudio que asumieron que el mtDNA mutaba a un ritmo constante. El problema es que la ciencia no sabe exactamente cuál es la tasa de mutación del mtDNA, si es que también hay una tasa medible. Si observa la tasa de mutación entre un grupo completo de organismos, digamos, todas las personas viven hoy, llamado tasa filogenética – puede concluir que el mtDNA cambia a una tasa constante. Pero si nos fijamos en una sola línea familiar dentro de este grupo más grande: la tarifa de genealogía – probablemente encontrará una tasa de mutación completamente diferente.

Desde que se cuestionó el “reloj mutacional” utilizado por Cann y sus coautores, han cambiado la fecha de existencia de Eva entre 500.000 y 50.000 años.

Décadas después de la publicación del estudio Eva Mitochondrial, los resultados todavía son objeto de acalorados debates. ¿Somos todos descendientes de un ancestro común más reciente que vivió hace 200.000 años? ¿Puede el ADNmt también decirnos con precisión? Estas preguntas siguen sin respuesta y enmarcan el trabajo futuro de los genetistas evolutivos. Pero el estudio de 1987 fue lo suficientemente revolucionario como para cambiar la forma en que pensamos sobre nosotros mismos como seres humanos. Hizo hincapié en que en algún lugar de la historia todos estamos conectados.

Para obtener más información sobre la evolución y temas relacionados, consulte la página siguiente.

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Vea más imágenes de ADN.

Vea más imágenes de ADN.

2008 HowStuffWorks

En 1987, un grupo de genetistas publicó un sorprendente estudio en la revista Nature. Los investigadores examinaron el archivo ADN mitocondrial (ADNmt) tomado de 147 personas que pertenecen a los principales grupos raciales de la actualidad. Estos investigadores encontraron que el linaje de todas las personas vivas hoy en día cae en una de las dos ramas del árbol genealógico de la humanidad. Una de estas ramas es solo linaje africano, la otra contiene todos los demás grupos, incluidos algunos linajes africanos.

Aún más impresionante, los genetistas concluyeron que cada persona en la Tierra hoy en día puede rastrear su ascendencia hasta un solo ancestro femenino común que vivió hace unos 200.000 años. Como toda una rama del linaje humano es de ascendencia africana y la otra también contiene un linaje africano, los autores del estudio concluyeron que África era el lugar donde vivía esta mujer. Los científicos llamaron a este ancestro femenino común Eva mitocondrial.

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Os pesquisadores tiveram a ideia para este projeto com base em uma descoberta feita por outro geneticista em 1980. Dr. Wesley Brown observou que ao comparar o mtDNA de dois humanos, as amostras são muito mais semelhantes do que quando o mtDNA de dois outros primatas, por ejemplo. dos chimpancés – se compara. Brown descubrió, de hecho, que el mtDNA de dos humanos es solo la mitad de la diferencia con el mtDNA de otros dos primates de la misma especie. [source: Cann]. Esto sugiere que los humanos comparten un ancestro común mucho más reciente que otros primates, una idea lo suficientemente tentadora como para comenzar a investigar la naturaleza.

La autora principal del estudio, Rebecca Cann, llamó a sus colegas y a su elección de usar Eva como “abuso lúdico del lenguaje” y señaló que el estudio no implicaba que la vigilia mitocondrial no fuera la primera ni la única. – mujer en la tierra durante su tiempo [source: Cann]. En cambio, esta mujer es simplemente la persona más reciente a la que alguien puede rastrear su genealogía. En otras palabras, hubo muchas mujeres que vinieron antes que ella y muchas mujeres que vinieron después, pero su vida es donde crecieron todas las ramas modernas del árbol genealógico de la humanidad.

Cuando los investigadores del estudio de 1987 examinaron muestras tomadas de 147 personas y fetos diferentes, encontraron 133 secuencias de ADNmt distintas. Se descubrió que algunas de las personas de la muestra eran parientes recientemente. Después de comparar el número de diferencias entre las muestras de ADNmt dentro de las razas, encontraron que los africanos tienen la mayor diversidad (es decir, la mayor cantidad de diferencias) de cualquier grupo racial. Esto sugeriría que el mtDNA encontrado en africanos es el más antiguo: dado que tuvo la mayor cantidad de mutaciones, un proceso largo, debe ser la más antigua de las cepas en la actualidad.

Las dos ramas distintas que descubrieron contenían el ADNmt que se encuentra en las cinco principales poblaciones del planeta: africana, asiática, europea, australiana y nueva guinea. Los investigadores encontraron que en la rama que no era exclusivamente africana, las poblaciones raciales solían tener más de un linaje. Por ejemplo, una línea de Nueva Guinea encuentra su pariente más cercano en una línea en Asia y no en Nueva Guinea. Sin embargo, todas las cepas y ambas ramas se remontan a un punto teorizado: la vigilia mitocondrial.

¿Cómo se convirtió Eva en el antepasado común más nuevo de la humanidad? Veremos esto en este artículo, así como algunos argumentos avanzados en contra de la teoría del reloj mitocondrial. Pero primero, ¿qué son las mitocondrias y por qué los científicos usan ADNmt para rastrear el linaje?

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