Nein, eine mitochondriale "Eva" ist nicht die erste Frau in einer Art

Kürzlich machten Forscher Wellen mit der Ankündigung, dass sie die Mutter aller Pottwale gefunden hatten, dh die Frau, von der alle modernen Pottwale abstammen. "Pottwale haben eine" Eva "", lauteten die Schlagzeilen, wobei die biblische Idee der "ersten Frau" groß geschrieben wurde. Die Idee einer mitochondrialen "Eva" ist nicht neu; Forscher verwenden es häufig, um sich auf die erste weibliche genetische Vorfahrin einer Art zu beziehen. Das Problem ist, dass die meisten Menschen genau missverstehen, was der Begriff bedeutet, wenn sie denken, dass es das allererste Weibchen einer Art ist.

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Tatsächlich ist der Pottwal „Eva“ viel später entstanden als der erste Pottwal. Bei der Untersuchung von 1.600 Pottwalen auf der ganzen Welt vermuteten die Forscher, dass diese prächtige Matriarchin vor 10.000 bis 80.000 Jahren entstand. Der Fossilienbestand der Pottwale lässt sie Millionen von Jahren zurückliegen.

"Wir sagen nicht, dass zu dieser Zeit nur eine Frau um den Ozean schwamm und plötzlich alle diese Pottwale aus ihr hervorgingen", so Alana Alexander, Postdoktorandin am Biodiversity Institute der University of Kansas und Hauptautorin der Studie, sagt Smithsonian.com. Stattdessen war diese sogenannte Eva "eine von vielen Frauen, aber sie war die einzige, die die mitochondriale DNA auf ungebrochene Weise von Frau zu Frau weitergab."

Für diejenigen, die neu in der Debatte sind: Eine „mitochondriale Eva“ bezieht sich auf die mitochondriale DNA, den einzigartigen genetischen Code, der von Frau zu Frau weitergegeben wird. Mitochondriale DNA, die für den Energiestoffwechsel verantwortlich ist, ist vom Rest unserer DNA abgesperrt und sitzt allein in einem eigenen Behälter. Forscher glauben, dass zu einem frühen Zeitpunkt unserer Evolution der einzelne Zellorganismus, der unser ältester Vorfahre ist, ein anderes Bakterium verschlang und die beiden schließlich langsam eine symbiotische Beziehung entwickelten, die bis heute anhält. Diese Bakterien wurden die ersten Mitochondrien.

Wenn Sie bis zum eigentlichen biologischen Vorabend zurückkehren möchten, müssen Sie sich nach dem Vorfahren unserer Mitochondrien umsehen, sagt Roger Bull, leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor für molekulare Biodiversität des Canadian Museum of Nature. „Wenn es jemals einen Organismus gab, der als mitochondriale Eva bezeichnet werden sollte, dann ist es diese bescheidene kleine Einzelzelle, die eine kleine Einzelzelle verschlingt, um ein unschlagbares biologisches Team zu bilden: den Vorfahren von Dinosauriern, Bäumen, Schmetterlingen (selbst) Donald Trump ", Sagt Bull in einer E-Mail.

In fast allen mehrzelligen Organismen wird mitochondriale DNA von Generation zu Generation über die matrilineare Linie weitergegeben. Diese Tatsache ist äußerst praktisch für Forscher, die diese DNA-Biomarker verwenden können, um die matrilineare Geschichte einer Art zurückzuverfolgen. Es ist auch cool für Sie, wenn Sie eine Frau sind: Es bedeutet, dass die Mitochondrien in jeder Zelle Ihres Körpers auf Ihre Ur-Ur-Ur-Ur-Sie-das-Bild-Großmutter zurückgeführt werden können. Leider geben Mütter ihre mitochondriale DNA auch an Männer weiter, aber diese Söhne können diese DNA nicht an ihre eigenen Kinder weitergeben.

In den 1980er Jahren, als sich das Konzept einer mitochondrialen Eva in den populären Medien zu verbreiten begann, verursachte es bei Forschern sofort ein gewisses Maß an Haarausfall. "Die Verwendung des Begriffs war eine Fehlinterpretation, da es sich bei der Forschung um die jüngste gemeinsame mitochondriale Vorfahrin aller lebenden Menschen handelte ... nicht um die erste menschliche Frau überhaupt", sagt Bull.

In Wirklichkeit ist eine mitochondriale Eva nicht die erste Frau einer Art, sondern lediglich die jüngste Frau in der Geschichte, von der alle lebenden Tiere einer Art ihre Abstammung zurückverfolgen können. Stellen Sie sie sich wie den Gipfel einer Ahnenpyramide vor, in der sich alle Vorfahren einer Art treffen. Während jeder unter ihr abstammt, heißt das nicht, dass es keine andere Frau über ihr gibt oder dass sie zur selben Zeit lebte. Vielleicht hatten einige ihrer Zeitgenossen keine überlebenden Kinder. Oder sie hatten nur Söhne, die ihre mitochondriale DNA nicht weitergegeben hätten.

"In jeder Generation wird es Menschen geben, die keine Nachkommen mehr haben", sagt Marek Kimmel, Professor für statistische Genetik und molekulare Evolution an der Rice University, gegenüber Smithsonian.com. "Ihre Gene werden eliminiert." Er fügte hinzu, dass die Anzahl der Personen, die ihre Gene an weitere Generationen weitergeben, mit der Zeit immer kleiner wird, was bedeutet, dass Mitochondrien-Eva keine feste Person ist, sondern mit dem Aussterben von Abstammungslinien immer jünger werden könnte.

"Wenn Sie tief genug in die Vergangenheit vordringen, finden Sie immer einen gemeinsamen Vorfahren von allen", sagt Kimmel, der 2010 eine Studie veröffentlichte, in der die mitochondriale Eva des Menschen auf etwa 100.000 bis 250.000 Jahre zurückgeführt wurde (eine Studie aus dem Jahr 2013 schätzte die jüngeres Alter).

Wie hat also diese besonders erfolgreiche Pottwalmutter genetisch das Ruder übernommen? In der Regel sind weibliche Pottwale sesshafter und halten sich eher an kleinere Teile des Ozeans als an Männer, sagt Alexander. Dies könnte bedeuten, dass diese Eva eine Art reisende Vagabundin war, die von Ozean zu Ozean ging und ihre Nachkommenschaft hinterließ - im Wesentlichen die Dschingis Khan von Pottwalmüttern.

Oder ihre genetische Übernahme könnte nur das Ergebnis einer langsamen Expansion ihrer Nachkommen über viele Generationen gewesen sein. "Wir wissen, dass sie es geschafft haben muss, weibliche Nachkommen zu verlassen", sagt Alexander. „Mein Verdacht ist, dass Eve, wenn sie ihren ökologischen Nachkommen ähnlich war, nicht alle Ozeane durchstreifte, aber weil sie und ihre Töchter erfolgreich waren, dehnten sie sich schließlich aus, aus welchem ​​Ozean sie ursprünglich stammten. "

Pottwale und Menschen sind nicht die einzigen Organismen, für die Forscher eine mitochondriale Eva gefunden haben. Inger Winkelmann, Evolutionsgenetikerin am Naturhistorischen Museum in Dänemark, und ihre Mitautoren haben ebenfalls ein ungefähres Datum für das Alter des berüchtigten Feindes des Pottwals geschätzt: den Riesenkalmar. Es ist schwieriger, ein Zeitalter für Tintenfische zu bestimmen, da das knochenlose Weichgewebe nicht gut versteinert ist, sagt Winkelmann, aber sie und ihre Mitautoren haben die Mutationsrate von Schnecken - eine relativ nahe Art - verwendet, um das Datum des mitochondrialen Tintenfischs Eva auf ungefähr zu setzen Vor 35.000 Jahren.

Forscher arbeiten häufig an der mitochondrialen DNA, weil sie viel in Zellen steckt, in alten Gewebeproben gut überlebt und wie ein schmerzender Daumen hervorsteht. Aber theoretisch könnte jeder Teil der DNA zurückverfolgt werden. Beispielsweise kommt das Y-Chromosom bei Säugetieren nur bei Männern vor, und Teile davon könnten auch auf einen einzelnen Vorfahren zurückgeführt werden. Das bedeutet, dass es in der Art der Evolutionssprache, von der wir sprechen, ein männliches Äquivalent gibt: den „Y-chromosomalen Adam“.

Was faszinierend wäre, sagt Alexander, wäre, wenn Sie eine Situation hätten, in der Sie dieses Y-Chromosom Adam auf eine ähnliche Zeit wie die mitochondriale Eva zurückführen könnten, da dies auf eine rasche oder plötzliche Populationserweiterung hindeuten würde - die Art, die auftritt, wenn a Arten betreten Neuland. Im Fall von Tintenfischen und Pottwalen könnte dies auch auf den Grund für eine Populationserweiterung bei den Nachkommen des Mitochondrienabends hindeuten. Es könnte eine Art parallelen Engpass geben, wie zum Beispiel eine große Umweltveränderung, die zu einem ähnlichen Muster geringer mitochondrialer Diversität führte.

Alexander ist jedoch vorsichtig, auf einen möglichen Zusammenhang hinzuweisen. "Es ist eine sehr sexy Geschichte, aber ich fühle mich auch der Ehre verpflichtet, darauf hinzuweisen, dass der Riesenkalmar nur eine der vielen Arten ist, die Pottwale fressen", sagt sie .