Кіріспе

Топтағы барлық организмдердің тікелей тегін жалғаған ең соңғы жеке тұлға. Биология және генетикалық генеалогияда, организмдер жиынтығының ең соңғы ортақ ата-тегі (MRCA), сондай-ақ соңғы ортақ ата-тегі (LCA) – бұл жиынтықтағы барлық организмдердің тегін жалғаған ең соңғы жеке тұлға. Бұл термин организмдердің емес, гендер тобының (гаплотиптер) тегіне қатысты да қолданылады. Жеке тұлғалардың MRCA-сы кейде белгілі бір шежіреге сүйене отырып анықталады. Алайда, көбінесе, көптеген адамдардың MRCA-сын нақты анықтау мүмкін емес, бірақ MRCA-ның өмір сүрген шағын кезеңін бағалауға болады. Мұндай ең соңғы ортақ ата-тегіне (TMRCA) дейінгі шақ бағалауы ДНК-тестілеу нәтижелері мен генетикалық генеалогияда қолданылатын мутация деңгейлеріне немесе генетикалық емес, математикалық модельге немесе компьютерлік симуляцияға сүйене отырып берілуі мүмкін. Жыныстық көбеюді пайдаланатын организмдерде аналық және әкелік MRCA – тек аналық және әкелік тектілікті ескере отырып, берілген популяцияның MRCA-сы болып табылады. Популяцияның MRCA-сы оның аналық немесе әкелік MRCA-сынан ертерек болмайды. *Homo sapiens* жағдайында аналық және әкелік MRCA сәйкесінше «Митохондриялық Ева» (mt MRCA) және «Y хромосомалық Адам» (Y MRCA) деп те аталады. Адамның MRCA жасы белгісіз. Бұл шамамен 200 000 жылға бағаланған Y MRCA немесе mt MRCA жасынан аспайды. Жеке адамдардың немесе үй жануарларының шежіресіндегідей, тарихи туыстық белгілі болған жағдайлардан айырмашылығы, түрлер арасындағы немесе таксондардың жоғары топтары арасындағы қатынастарды анықтауда (систематика немесе филогенетика), ата-тегілер тікелей байқауға немесе тануға болмайды. Олар – қазіргі организмдер мен/немесе қазбалардың филогенетикалық талдауындағы таксондар арасындағы қарым-қатынас үлгілеріне негізделген қорытындылар. Соңғы жалпы ортақ ата-тегі (LUCA) – Жердегі барлық қазіргі тіршіліктің ең соңғы ортақ ата-тегі, шамамен 3,5–3,8 миллиард жыл бұрын өмір сүрген (палеоархеан дәуірінде).

Бір генетикалық маркер арқылы анықталған популяцияның MRCA

Сонымен қатар, тұтас организмнің орнына жеке гендердің (немесе гендер тобының, гаплотиптердің) тегін қарастыруға болады. Коалесценттік теория мұндай генетикалық маркерлердің тегінің популяция тарихымен қалай байланысты екенін сипаттайтын стохастикалық модельді ұсынады. Организмдерден өзгеше, ген бір ұрпақтан келесі ұрпаққа өзінің толық көшірмесі түрінде немесе сәл өзгерген ұрпақ гендері түрінде беріледі. Организмдерде жыныстық көбею арқылы тектік және ұрпақтық графиктері болса, генде бір ғана тектік тізбек және ұрпақтар ағашы болады. Жыныстық араласу (аллогамдық) арқылы пайда болған организмнің кем дегенде екі тегі (оның тікелей ата-анасы) болады, ал ген әр ұрпақта бір тектен тұрады.

Аталық және аналық MRCA

Митохондриялық ДНҚ (мтДНҚ) ядролық ДНҚ-дан айырмашылығы, жыныстық араласуға төтеп бере алмайды, себебі ядролық ДНҚ-ның хромосомалары мендельдік мұраға сәйкес араласып, қайта бірігеді. Сондықтан митохондриялық ДНҚ аналық желі арқылы мұрагерлікке із салуға және митохондриялық ДНҚ жолымен барлық адамдардың ең соңғы ортақ ата-анасы – Митохондриялық Ева (кейде Африкалық Ева деп те аталады) табуға қолданылады. Сол сияқты, Y хромосомасы еркек ағзада жалғыз жыныстық хромосома болып табылады және рекомбинациясыз еркек ұрпақтарына беріледі. Оны аталық желі арқылы мұрагерлікке із салуға және Y ДНҚ жолымен барлық адамдардың ең соңғы ортақ ата-анасы – Y хромосомалық Адамды табуға болады. Зерттеушілер генеалогиялық ДНҚ сынақтарын пайдаланып Митохондриялық Ева мен Y хромосомалық Адамның шамамен өмір сүрген мерзімін анықтады. Митохондриялық Еваның шамамен 200 000 жыл бұрын өмір сүргені есептеледі. 2013 жылдың наурыз айында жарияланған мақалада, зерттеу деректерінде жүйелі қателер болмаған және 95% сенімділікпен Y хромосомалық Адамның 237 000 мен 581 000 жыл бұрын өмір сүргені анықталды. Демек, бүгін тірі барлық адамдардың ең соңғы ортақ ата-анасы (MRCA) олардан да кейінірек өмір сүрген болуы керек. Адамның автосомалық хромосомалар арқылы тегін анықтау әлдеқайда күрделі. Автосомалық хромосомада екі ата-анадан балаға тәуелсіз таралу арқылы берілетін гендер болғанымен, генетикалық рекомбинация (хромосомалық кроссинговер) мейоз кезінде екі ата-ананың әрқайсынан алынған бауырлас емес хроматидтердегі гендерді араластырады, осылайша хромосоманың генетикалық құрамын өзгертеді.

MRCA бағалауына дейінгі уақыт

МРКА-ның әртүрлі түрлері өткенде әртүрлі уақытта өмір сүрген деп есептеледі. Бұл MRCA-ға дейінгі уақытты шамалау (TMRCA) қарастырылып отырған МРКА түріне байланысты әртүрлі есептеледі. Патрилинеалдық және матрилинеалдық МРКА (митохондриялық Ева және Y хромосомалық Адам) бір гендік маркерлер арқылы анықталады, сондықтан олардың TMRCA-сы ДНК-тестілеу нәтижелері және генетикалық генеалогияда қолданылатын белгілі мутация жылдамдықтары негізінде есептеледі. Барлық тірі адамдардың генеалогиялық МРКА-сы (кез келген туыстық желі бойынша ең жақын ортақ ата-бабасы) генетикалық тұрғыдан іздеуге келмейді, себебі ата-бабалардың басым көпшілігінің ДНК-сы бірнеше жүз жыл өткен соң толығымен жоғалады. Сондықтан ол генетикалық емес, математикалық модельдер мен компьютерлік симуляцияларға негізделген. Митохондриялық Ева мен Y хромосомалық Адам бір ата-бабалық желі арқылы бір ген арқылы анықталатындықтан, осы генетикалық МРКА-ға дейінгі уақыт, генеалогиялық МРКА-ға қарағанда міндетті түрде ұзақ болады. Өйткені, бір гендер екі ата-ана арқылы жүзеге асырылатын дәстүрлі адам генеалогиясын іздеуге қарағанда баяу бірігеді. Соңғысы тек жеке адамдарды қарастырады, есептелген МРКА-дан алынған геннің қазіргі халықтың әрбір мүшесінде сақталғанын ескермейді.

TMRCA генетикалық маркерлер арқылы

Митохондриялық ДНҚ популяциялардың тегін анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Бұл жағдайда популяциялар мтДНК-дағы мутациялардың жинақталуымен анықталады, ал мутациялар мен олардың әрбір популяцияда пайда болған реті бойынша арнайы ағаштар құрастырылады. Ағаш бүкіл әлемдегі көптеген адамдарды белгілі бір мутациялар жиынтығының болуына немесе болмауына тексеру арқылы қалыптасады. Бұл процедура аяқталғаннан кейін бір популяцияны екіншісінен қанша мутация бөлетінін анықтауға болады. Мутациялардың саны, сондай-ақ тексерілген аймақтардағы мтДНК-ның шамамен мутациялық деңгейі, ғалымдарға MRCA (TMRCA) уақытын анықтауға мүмкіндік береді, ол популяциялар соңғы рет бірдей мутациялар жиынтығын бөліскен немесе бір хаплогруппаға жатқаннан бері өткен уақытты көрсетеді. Y хромосомалық ДНҚ жағдайында TMRCA басқаша есептеледі. Y ДНҚ хаплогруппалары Y ДНҚ-ның әртүрлі аймақтарындағы жалғыз нуклеотидтік полиморфизм арқылы анықталады. Хаплогруппа ішіндегі MRCA уақыты тек осы хаплогруппаның Y хромосомасының STR тізбектеріндегі мутациялардың жинақталуымен анықталады. Y STR гаплотиптерінің Y ДНК желісін талдау, жұлдыз тәрізді емес шоғырды көрсетсе, Y STR-дың әртүрлілігіне бірнеше негізін қалаушы тұлғалардың себепкер екенін білдіреді. Жұлдыз тәрізді шоғырды шығаратын талдау бір атадан тараған популяцияны көрсетеді деп есептелуі мүмкін. Бұл жағдайда Y STR тізбегінің әртүрлілігі, сондай-ақ микросателлиттік әртүрлілік, ата-баба осы нақты популяцияны құрғаннан бері өткен уақыттың өлшемі ретінде қарастырылуы мүмкін. Шыңғыс ханның немесе оның ата-бабаларының бірінің ұрпақтары Шыңғыс хан заманына дейінгі танымал жұлдыз тәрізді шоғырды білдіреді. TMRCA есептеулері әртүрлі популяциялардың әлемге таралу күндерін анықтауға тырысқанда маңызды дәлелдер болып табылады. Мысалы, егер мутация 30 000 жыл бұрын болған деп есептелсе, онда бұл мутация осы уақыттан кейін бөлініп кеткен барлық популяцияларда болуы керек. Егер археологиялық деректер мәдени таралуды және аймақтық оқшауланған популяциялардың қалыптасуын көрсететін болса, онда бұл осы аймақтағы кейінгі генетикалық мутациялардың оқшаулануында көрініс табуы керек. Егер генетикалық және аймақтық айырмашылықтар сәйкес келсе, онда археологиялық деректерге сүйене отырып, байқалған айырмашылық көші-қонға байланысты деген қорытынды жасауға болады. Дегенмен, егер генетикалық дивергенция күні археологиялық деректерден өзгеше болса, ғалымдар генетикалық дивергенцияны түсіндіру үшін басқа археологиялық деректерді қарастыруы керек. Бұл мәселе Еуропа неолиті кезеңіндегі демографиялық және мәдени таралу туралы пікірталаспен жақсы суреттеледі.

Барлық тірі адамдардың ТМРКА

Қазіргі кезде барлық адамдардың ортақ ата-анасының (MRCA) жасы белгісіз. Ол, міндетті түрде, аналық немесе әкелік MRCA жасынан жас болуы керек, олардың екеуінің де жасы шамамен 100 000 мен 200 000 жыл бұрын деп есептеледі. Математиктер Джозеф Т. Чанг, Дуглас Род және Стив Олсон теориялық модельді қолданып, MRCA өте жақында, мүмкін 2000 жыл бұрын өмір сүрген болуы мүмкін екенін анықтады. Олардың қорытындысына сәйкес, барлық адамдардың ортақ ата-анасы Шығыс Азияда өмір сүрген болуы мүмкін, бұл оған Австралия мен Американың өте оқшауланған халықтарына қол жеткізуге мүмкіндік берген. MRCA-ның болуы мүмкін жерлеріне Аляскаға жақын Чакчи және Камчатка түбектері, Австралияға жақын Индонезия мен Малайзия сияқты аймақтар, немесе Австралия мен Американың арасында орналасқан Тайвань немесе Жапония кіруі мүмкін. Чангтың зерттеуіне сәйкес, Америка мен Австралияның еуропалықтар тарапынан отарлануы MRCA жасына елеулі әсер ету үшін тым кеш болды. Шындығында, егер Америка мен Австралия еуропалықтар тарапынан ешқашан ашылмаған болса, MRCA өткенге қарай шамамен 2,3%-ға ықшамдалар еді. Маңыздысы, популяцияның MRCA жасы популяциялық тартылуға сәйкес келмейді, тіпті «алғашқы жұпқа» да қатысы жоқ. Бұл, көбінесе, өткенде жоғары көбелекке ие болған бір адамның болуын көрсетеді, оның генетикалық үлесі уақыт өте келе бүкіл популяцияға таралады. Сондай-ақ, MRCA барлық немесе тіпті кез келген генетикалық ақпаратты әрбір тірі адамға берген деген тұжырым дұрыс емес. Жыныстық көбею арқылы ата-ана өз гендерінің жартысын келесі ұрпақтың әрбір мүшесіне береді; тектік құлдырау болмаған жағдайда, 32 ұрпақтан кейін бір ата-ананың үлесі 2−32 шамасында болады, бұл адам геномындағы бір негіз жұбынан кем санға пропорционалды.

Бірдей ата-бабалар нүктесі

MRCA – қарастырылып отырған популяцияның барлық мүшелері ортақтайтын ең соңғы ортақ ата-баба. Бұл MRCA-ның, қазіргі популяцияның бір бөлігі үшін ғана, бірақ барлығы үшін емес, ата-тегі болып табылатын замандастары болуы мүмкін. Бірдей ата-тегі бар нүкте – бұл MRCA-дан бұрынғы, қазіргі популяцияның тек бір бөлігі үшін ғана ата-тегі болатын организмдердің жоқ болатын уақыт. Тек ата-тегінің ыдырауы салдарынан, қазіргі адамдар әлі де кластерленуді көрсетуі мүмкін, себебі әрбір ата-тегінен келген үлес өте әртүрлі.