Тема «Митохондриальная Ева»

Вы здесь: Форумы fantlab.ru > Форум «Наука и технологии» > Тема «Митохондриальная Ева»

Митохондриальная Ева

Страницы: 1 2 3 🔍 поиск написать сообщение

автор

сообщение

магистр

3 декабря 2016 г. 21:48

цитировать

цитата creator
что их миллионы, а не столько,

цитата creator
мхДНК? Может, их и не было.

Феномен "митохондриальной Евы" является неизбежным следствием статистических законов и достаточно корректно отображен на представленной картинке. В любой популяции со свободным обменом он неизбежно возникает всего за несколько поколений. Размер популяции имеет значение только с точки зрения числа этих поколений. При этом "типы" митохондриальной ДНК "на старте" любого условного отсчета, разумеется, могут отличаться — в понятных обстоятельствах, а именно при возникновении в предшествующие периоды изолированных на достаточно долгий срок (для накопления мутаций в митохондриальном геноме в достаточном объеме, чтобы можно было говорить о "типе") популяций . Рассуждения о некой конкуренции между " типами"митохондриальных геномов имеют смысл в одном единственном случае — когда эти длительно изолированные популяции встречаются и между ними начинается обмен генов. Вообще, понятие м-Евы достаточно условное, поскольку определенные отличия между митохондриальными геномами есть всегда — в конце концов даже родственный анализ по ДНК или там криминалистические исследования в большинстве случаев выполняются именно по митохондриальному генетическому материалу. Обсуждаемый же обычно феномен Евы относится лишь к тому факту, что абсолютно все митохондрии всех людей имеют некую степень сходства, указывающую на то, что "общечеловеческая" Ева должна была жить около 200 тысяч лет назад -если судить по средней скорости возникновения мутаций в этом типе ДНК и максимальной степени расхождения по ним в текущей человеческой популяции. Т.е. последовательность рассуждений и исследований здесь такая:
1.феномен Евы является неизбежным следствием статистических законов, "Ева" возникает всегда и неизбежно в любой локальной изолированной популяции, любого размера — в том понимании, что спустя несколько поколений митохондриальная ДНК любой такой популяции становится единообразной. При наличии генетического материала можно легко найти такую Еву для любого изолированного поселения — отдаленного села, небольшого города и.т.д. При этом ограниченная въездная миграция не будет иметь большого значения — доминирующий тип мтхДНК будет практически со стопроцентной вероятностью вытеснять "пришельца". Просто за счет стартового преимущества в распространенности.
2. существует определенная(вычисленная) скорость накопления мутаций в митохондриальной ДНК — именно по ней, кстати, выясняют степень родства при родственном анализе (за исключением установления отцовства)
3. вопрос исследования: если взять максимальные степени расхождения мх-ДНК по всем существующим человеческим популяциям (включая наиболее изолированные) — то за какой срок такое число мутаций могло накопиться?
4. ответ — около 200 тысяч лет
В конечном счете, идея исследования не в том была ли "Ева" — то, что она была считается само собой разумеющимся. Более того, таких "Ев" вероятно было много. Вопрос состоял в том, когда жила последняя "общечеловеческая Ева", если судить по максимальной существующей степени расхождения между существующими митохондриальными геномами и средней скорости мутаций в этом типе ДНК.
Ровно также можно вычислить приблизительное время расхождения двух любых изолированных популяций — предположив существование в прошлом общего типа митохондриального генома, усреднив текущие расхождения в каждой из популяций, выявив таким образом условный (имеющий значение для такого исследования) популяционный "митохондриальный тип" для каждой из них, оценив отличия между типами, выраженные в числе мутаций и поделив их на известную среднюю скорость мутирования митохондриальной ДНК.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

3 декабря 2016 г. 22:07

цитировать

цитата sanbar
доминирующий тип мтхДНК будет практически со стопроцентной вероятностью вытеснять "пришельца". Просто за счет стартового преимущества в распространенности.

Каким образом вытеснять? Там в принципе не может быть никакой конкуренции, поскольку особи не разбираются у кого какой мхДНК, а спариваются хаотично.
Если возник ген-мутант, то ничего ему не должно мешать, кроме вероятности умереть на "только мальчиках".

–––
+7(996)730-00-00, Telegram https://t.me/crealist

магистр

3 декабря 2016 г. 22:12

цитировать

цитата creator
Каким образом вытеснять? Там в принципе не может быть никакой конкуренции, поскольку особи не разбираются у кого какой мхДНК, а спариваются хаотично.

Чисто статистически — это уже сказано выше многократно. Там нет никакой (во всяком случае заметной) эволюционной связи. При равном старте (которого в подавляющем большинстве случаев не бывает) — то есть идентичном числе носителей каждого условного типа мтхДНК, закрепится тот тип, у которого будет — просто в силу случайных флуктуаций — дольше сохраняться в ряду поколений потомство женского пола. Критическое преимущество (опять таки чисто статистического свойства) приобретут те линии (а в конечном счете одна линия) где в первом же поколении потомства будет больше девочек.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

3 декабря 2016 г. 22:18

цитировать

sanbar, теперь и я, как Соколов, хочу попросить тебя — нарисуй схемку. 8-)

Можешь рисовать только женщин, ведь мужчины роли не играют. Рисуй обычное дерево. Веточка, от неё ещё веточки, от них ещё...

Никак популяция с другим мхДНК не помешает девочке и её внучкам и правнучкам рожать. Даже если тех очень сильно больше. И те, и другие будут развиваться вместе, рядом.

–––
+7(996)730-00-00, Telegram https://t.me/crealist

магистр

3 декабря 2016 г. 22:37

цитировать

цитата creator
Можешь рисовать только женщин, ведь мужчины роли не играют. Рисуй обычное дерево.

Схемка нарисована выше. Там всё достаточно очевидным образом объяснено. Не знаю, что тут еще можно сказать. Конечно в реальности может ситуация развиваться по разному и на установление доминирования одного типа мтхДНК в популяции может понадобится не 5 поколений, как в примере, а , скажем, семь или десять, но результат всегда один и тот же. Наследование по одной линии — неважно мужской или женской- практически гарантированно будет прервано в ряду поколений. Остаться должен только один. :-)

Исключением является постоянно растущая популяция, но когда предел её численности будет достигнут — сработают ровно те же статистические законы. Картинок же такого рода много:

И все об одном. Вот, скажем, в последней указано как за двадцать поколений десять митохондриальных типов превращаются в один.Причина тут в том, что это анизотропное движение. Число исходных "типов" при любых случайных событиях и флуктуациях может только уменьшаться. Вот, допустим в первом поколении на этом примере исчезли сразу два типа — А и Е. Носительница А , например, сломала себе шею, а носительница Е родила мальчика.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

3 декабря 2016 г. 22:42

цитировать

Саш, ничего эти схемки не объясняют. Ты число столбцов сделай неограниченным. Ну или хотя бы 1000000 чтобы столбцов было.
Тогда и увидишь, что красный, жёлтый и синий тоже развились. А не только голубой.

–––
+7(996)730-00-00, Telegram https://t.me/crealist

магистр

3 декабря 2016 г. 22:58

цитировать

цитата creator
Ну или хотя бы 1000000 чтобы столбцов было.

Результат будет тот же самый. Просто поколений потребуется несколько больше, хотя и ненамного. Любая схема требует упрощения — например, примем размер популяции стабильным, опять таки берем первое поколение — условно: Из миллиона десять процентов не оставило потомства вообще — погибло, умерло бездетными и.т.п. Оставшиеся девяносто процентов разделились таким образом — у 25% родились и выжили двое мальчиков, 25% мальчик и девочка, 25% двое девочек, 15% имеют троих детей в разном соотношении. Легко видеть, что в первом же поколении генетическое разнообразие митохондриального генома сократилось на 35%!! В каждом из последующих поколений будет наблюдаться ровно та же картина, хотя процент сокращения может и колебаться. При этом любые катаклизмы — войны, эпидемии, голод будут усиливать и подстегивать процесс сокращения генетического разнообразия нерекомбинирующей ДНК, поскольку любой такой катаклизм в статистическом отношении будет намного опаснее для менее распространенного типа ДНК. Случилась, скажем, эпидемия и треть населения погибла — для наиболее распространенного типа ДНК это практически безопасно, но менее распространенные типы могут вымереть целиком.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

3 декабря 2016 г. 23:02

цитировать

sanbar ты сейчас говоришь о поколении, которое живёт в одно время?
25+25+15 = 75% пар, у которых есть девочка. Она и передаст этот ген дальше.

Ладно, давай с другой стороны. Та мхДНК, которая осталась в нас — почему она не вымирает? Какое такое у неё преимущество?

–––
+7(996)730-00-00, Telegram https://t.me/crealist

магистр

3 декабря 2016 г. 23:20

цитировать

цитата creator
Она и передаст этот ген дальше

Какой ген? У них нет никакого "общего" гена, о котором шла бы речь. Вот в этом и ошибка — когда речь идет о митохондриальной ДНК речь не идет о передаче гена. мтхДНК не рекомбинирует — она передается целиком. если у нас 1000000 столбцов, это значит что у нас 1000000 исходных вариаций мтхДНК (и это справедливо — мтхДНК любого человека отличается от мтхДНК любого другого человека — вопрос в степени отличий — речь едет не о типах генов, тем более реально работающихв обеспечении цикла Кребса и в электронтранспортной цепи- речь идет просто о замене каких либо малозначимых букв в малозначимых участках кода )

цитата creator
а мхДНК, которая осталась в нас — почему она не вымирает? Какое такое у неё преимущество?

Нет никакого "оставшегося" мтхДНК. Понятие "Евы" условно, как и было сказано. Проще говоря, в вышеприведенной схеме, где внизу десять буковок F можно смело заново рисовать десять разных букв, поскольку все они будут отличаться друг от друга из-за накопленных за двадцать поколений мутаций. Просто это должны быть другие буквы — не ABCDEF, а скажем QRST, при этом нужно понимать, что они будут больше похожи друг на друга, чем любая из них на любой из девяти прочих исходных типов.
Блин, ну ведь всё просто как железный лом. Чистая статистика. Если речь идет о нерекомбинирующей ДНК генетическое разнообразие по условным исходным типам будет неизбежно сокращаться в каждом поколении на определенный процент, поскольку менее распространенные "исходные типы" имеют больший риск исчезновения. Просто чисто статистически (именно потому, что речь не идет, о мутациях , затрагивающих эффективность работы митохондрий — такие мутации будут разумеется вытесняться автоматически). Эти миллион типов будут разбиты на ячейки — микросоциумы — в каждом из которых будут происходить в чистом виде те процессы, что описаны в представленных выше схемах.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

3 декабря 2016 г. 23:46

цитировать

цитата sanbar
менее распространенные "исходные типы" имеют больший риск исчезновения

На этой фразе в твоём посте я залип...

Риск исчезновения не относителен, не привязан к другим группам, а абсолютен и основан на численности. Чем меньше численность, тем больше риск исчезновения.
Говорить о том, что меньшие исчезли потому что были большие — имхо, неправильно. Например, две ситуации:
1. Одних 1000 человек, а других 1 миллиард
2. Одних 1000 человек, а других вообще нет
Ты мне сейчас хочешь сказать, что в первом случае вероятность выживания мх-гена в этой 1000 меньше, чем во втором?

–––
+7(996)730-00-00, Telegram https://t.me/crealist

магистр

3 декабря 2016 г. 23:52

цитировать

Вот — возвращаемся к нашему примеру с миллионом исходных мтхДНК типов. Рассмотрим второе поколение. Итак, после первого у нас осталось вместо 1000 000 исходных типов днк — 650 000, хотя количество женщин осталось тем же (1млн человек). Во втором поколении у нас есть 250 000 женщин, являющихся единственными носителями одного из исходных "типов" мтхДНК (потому, что их мама родила мальчика и девочку). К этой группе применяем те же условия, что были применены к первому поколению. 10% вообще не оставляет потомства (-25 тыс. исходных "типов"), 25% рожает двух мальчиков (еще — 50 000 "типов"), 25% рожает мальчика и девочку и в следующем поколении будет иметь те же "потери", что мы обсуждаем для текущего поколения. Для тех, у кого в первом поколении родилось две девочки риск прекращения линии заметно меньше, но все равно 4-5% вообще не оставит потомства, а еще у 10-15% опять таки в третьем поколении будут только мальчики. Также минусуем пару процентов генетического разнообразия у тех, у кого было трое детей (поскольку опять так там могут быть одни мальчики, все могут не оставить потомства и.т.д.)
Итого: во втором поколении мы гарантированно теряем еще около 100 000 исходных линий, а процент распространенности еще примерно такого же количества линий резко снижается, поскольку по условиям задачи у нас остается по прежнему миллион женщин к третьему поколению.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

4 декабря 2016 г. 00:02

цитировать

цитата creator
выживания мх-гена

Еще раз — речь не идет о "генах" только о "маркерах"

цитата creator
Ты мне сейчас хочешь сказать, что в первом случае вероятность выживания мх-гена в этой 1000 меньше, чем во втором?

. Так нельзя оценивать вероятности. Нужно равное количество выборки в первом и во втором случае. Большая вероятность исчезновения менее распространенного типа нерекомбинируемой ДНК четко показана в вышеприведенном примере. Во втором поколении те женщины, чья мать родила только одну девочку имеют распространенность своего митохондриального генома в популяции 1 на 1000000, а те, чья мать родила двоих девочек — вдвое больше. По условиям задачи 10% популяции погибает (умирает, не оставив потомства), а в 25% случаев рождаются только мальчики. Таким образом, риск исчезновения в первом же следующем поколении для менее распространенного типа мтх ДНК составляет 35%, а для более распространенного процентов 15.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

4 декабря 2016 г. 00:21

цитировать

цитата sanbar
Итак, после первого у нас осталось вместо 1000 000 исходных типов днк — 650 000

С фига вообще 650к? Как вычислил?

цитата sanbar
Во втором поколении у нас есть 250 000 женщин

Откуда эта цифра?

цитата sanbar
По условиям задачи 10% популяции погибает, а в 25% случаев рождаются только мальчики. Таким образом риск исчезновения в первом же следующем поколении для менее распространенного типа мтх ДНК составляет 35%

Извини, мне твоя математика вообще не понятна.

Есть две группы. Одна больше, другая меньше. Вероятности родить мальчика/девочку у них одинаковы. Численность популяции в этих группах будет расти пропорционально. Если в одной был миллион, а стало 2 миллиона, то в другой если было 900 тысяч, то стало 1,8 млн. Какое нафиг превосходство?
Ты вот описываешь сколько мальчиков, сколько девочек родилось — это одинаково закономерно для обеих групп ДНК! Они одинаковы, равноправны, отличаются лишь масштабами.

–––
+7(996)730-00-00, Telegram https://t.me/crealist

магистр

4 декабря 2016 г. 00:33

цитировать

цитата creator
С фига вообще 650к? Как вычислил?

цитата creator
Ну или хотя бы 1000000 чтобы столбцов было

Несколькими сообщениями выше:

цитата
берем первое поколение — условно: Из миллиона десять процентов не оставило потомства вообще — погибло, умерло бездетными и.т.п. Оставшиеся девяносто процентов разделились таким образом — у 25% родились и выжили двое мальчиков, 25% мальчик и девочка, 25% двое девочек, 15% имеют троих детей в разном соотношении.

Было миллион линий. 10% умерло, не оставив потомства. 25 родили только мальчиков. -35% или 350 000 исходных линий в первом же поколении (в действительности несколько меньше, но заниматься сложением вероятностей и прочими интегральными исчислениями лениво). Также, я разумеется, понимаю, что число детей в реальности более вариативно, но без упрощений в форумной беседе никак — а принятые выше упрощенные распределения достаточно адекватны и репрезентативны.

цитата creator
Откуда эта цифра?

Поскольку у 25% женщин по принятым (допущенным) условиям родились одна девочка и один мальчик.

цитата creator
Численность популяции в этих группах будет расти пропорционально.

Это критическое замечание. Я сразу сказал, что схема не работает при росте популяции. Во всех приведенных примерах (как в моих , так и на схемах) популяция не растет. Вообще то в живой природе она обычно колеблется в достаточно широких пределах, но в среднем остается достаточно стабильной на длительных промежутках времени — если нет резких изменений среды обитания.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

4 декабря 2016 г. 00:54

цитировать

Собственно, не вижу на чем тут строить дискуссию. На малых выборках все совершенно очевидно. На больших — показано, что направленность движения та же,хотя для установления однообразия митохондриального генома может понадобится не пять, а все пятьдесят или сто пятьдесят поколений — дать тут корректные расчеты сможет только адекватная модель и расчеты на суперкомпьютере, а не вечерние посиделки на форуме. При этом надо понимать, что в реальной живой природе, где оперировать выборками в десять исходных геномов действительно неактуально — действуют на совершенно обычной основе и другие силы, которые резко ускоряют вымывание малораспространенных типов митохондриального генома. Например, единовременная гибель не 10, а 70-80% популяции (с её последующим восстановлением) на таком "разбеге" как сотня поколений — совершенно обычное явление. Достаточно очевидно как это сказывается на ускорении замещения малораспространеных типов мтхДНК более распространенными.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

4 декабря 2016 г. 01:06

цитировать

sanbar насколько я поняла, эффект этот неизбежен?

–––
Замечательный день сегодня. То ли чай пойти выпить, то ли повеситься.

магистр

4 декабря 2016 г. 01:10

цитировать

цитата Urania
sanbar насколько я поняла, эффект этот неизбежен?

Статистически неизбежен при стабильной популяции. Вопрос только в числе поколений за который он установится (что зависит от размера популяции). Важно понимать, что данный эффект не означает, что прочие женщины не являются предками представителей текущих поколений. Речь исключительно о митохондриях. Ядерный геном рекомбинируется, а посему передается по обеим линиям — мужской и женской.

–––
"Мир идет прахом в той стороне, мальчик"

магистр

4 декабря 2016 г. 01:18

цитировать

sanbar значит абсолютно у всех видов должна быть митохондриальная Ева? Как у животных, так и у растений?

–––
Замечательный день сегодня. То ли чай пойти выпить, то ли повеситься.

магистр

4 декабря 2016 г. 01:31

цитировать

sanbar алилуя! Я уж думал, что я конченый дебил. На малых выборках — понятное дело, всё очевидно.
Но 200 тысяч лет назад какая была популяция? Я не знаю. Гуглил, но всё равно не знаю. Предполагаю, что десятки тысяч. Насколько применим к ним данный алгоритм тоже непонятно.

–––
+7(996)730-00-00, Telegram https://t.me/crealist

миродержец

4 декабря 2016 г. 02:31

цитировать

цитата Urania
значит абсолютно у всех видов должна быть митохондриальная Ева?

Мне кажется — да. У тех, у которых есть митохондриии, естественно.

Но, подозреваю, что чем дальше эта общая ева отстоит во времени, тем больше митохондриальная ДНК отличается — незначительные, чаще всего нейтральные, мутации идут в каждом поколении и различия должны понемногу накапливаться.

–––
Человек, нажимающий где-то там пальцами на клавиши, не имеет никакого отношения к тому, что я здесь говорю и думаю.

Страницы: 1 2 3 🔍 поиск

Вы здесь: Форумы fantlab.ru > Форум «Наука и технологии» > Тема «Митохондриальная Ева»

Новое сообщение по теме «Митохондриальная Ева»