Genetiker sind verwirrt über die Geschlechtszusammensetzung der Vorfahren von Europäern und Asiaten. Entweder kamen weit mehr Männer als Frauen aus Afrika, oder die Kolonialisten praktizierten Matriarchat und Polyandrie, oder Männer lebten viel länger als ihre Freundinnen. Autoren, die ein ungewöhnliches Ergebnis erhalten haben, glauben keiner einzigen Erklärung
Heutzutage zweifeln Wissenschaftler nicht mehr daran, dass die Menschheit in Afrika aufgetaucht ist. Von hier aus ließ sich Homo sapiens auf der ganzen Welt nieder, besetzte Kontinent für Kontinent und traf sich manchmal mit ihren entfernten Brüdern, die Afrika vor Hunderttausenden von Jahren verlassen hatten. Dies geschah in Europa, wo Menschen des modernen Typs vor etwa 30.000 Jahren die Neandertaler vertrieben haben. Vielleicht passierte etwas Ähnliches in Asien - zum Beispiel in Indonesien, wo die "Hobbits" der Insel Flores erst vor 20.000 Jahren lebten, als fast die gesamte Erde, außer vielleicht Amerika, vom Homo sapiens bewohnt wurde.
Seit Jahrhunderten versuchen Historiker und Anthropologen, die Abfolge der Besiedlung unseres Planeten durch Rassen und Völker zu rekonstruieren. In den letzten Jahren haben Genetiker ihnen Hilfe angeboten. Durch den Vergleich der Chromosomen von Vertretern verschiedener Völker können Wissenschaftler nun die familiären Bindungen zwischen ihnen wiederherstellen und versuchen (basierend auf Schätzungen der Akkumulationsrate von Mutationen im Genom) zu berechnen, wann es eine Trennung zwischen Völkern gab, deren Nachkommen heute beispielsweise als Schweden und Chinesen bekannt sind.
Drift schneller auf dem X-Chromosom
Genetische Drift ist ein rein zufälliges Phänomen und folgt den Gesetzen der Wahrscheinlichkeitstheorie. Es kann berechnet werden, dass die genetische Drift in der Autosomen-DNA 25% langsamer sein sollte als auf dem X-Chromosom.
Während der Bildung von Gameten - Eiern und Spermatozoen - divergieren gepaarte Chromosomen auf zufällige Weise in verschiedene Gameten, und die Mutter kann das 15. Chromosom von seinem Großvater und das 22. von seiner Großmutter an das Kind weitergeben. Darüber hinaus kann aufgrund des Crossing-Over-Phänomens sogar ein Chromosom Gene von zwei Vorfahren tragen, wenn gepaarte Chromosomen während der Zellteilung an den Enden ähnliche Teile austauschen. Allerdings wird nicht jede Eizelle und sehr, sehr wenige Spermien ein neues Leben initiieren und Gene durch Vererbung weitergeben. Daher kann der Zufallsfaktor die Häufigkeit des Auftretens von Genen bei Nachkommen im Vergleich zu Vorfahren radikal verändern.
Je weniger einzelne Chromosomen an diesem Prozess beteiligt sind, desto stärker ist die Endpopulation dem "Zufallsfaktor" ausgesetzt, und die genetische Zusammensetzung kleiner Populationen ändert sich aufgrund der Drift viel schneller als bei großen. Wir haben jedoch zwei Arten von Chromosomen - Geschlechtschromosomen X und Y, von denen die letzte in Höhe von 1 Stück nur bei Männern erhältlich ist, und Autosomen, die bei Männern und Frauen gleichermaßen aufgeteilt sind. In einer Population, in der Männer und Frauen gleich verteilt sind, gibt es nur 75 X-Chromosomen pro 100 Autosomen jedes Typs.
Basierend auf dieser Analyse glauben Wissenschaftler, dass die Mehrheit (und vielleicht 100%) der außerhalb Afrikas lebenden Menschen Nachkommen einer Gruppe von Menschen sind, die den Kontinent vor etwa 60.000 Jahren (plus / minus 20.000 Jahre) verlassen haben. Wie lange dieser Exodus dauerte, ist schwieriger zu bestimmen, aber es ist klar, dass nur sehr wenige Menschen die vielen Milliarden Nicht-Afrikaner gegründet haben. Um davon überzeugt zu sein, reicht es aus, die genetische Vielfalt zu betrachten - die Fülle verschiedener Varianten von Genen in einer bestimmten Population. Bei den Schwarzen ist es um ein Vielfaches höher als für alle anderen Rassen und Völker zusammen berechnet.
Wenn Sie sich das Erbgut von Rassen und Völkern genau ansehen, können Sie viel subtilere Effekte feststellen. Versuchen Sie zum Beispiel herauszufinden, wie viele der „Kolonialisten“, die sich auf eine lange Reise von Afrika begaben, Männer und wie viele Frauen waren.
Und es stellt sich heraus, dass es mehrmals mehr Männer gab
Dies ist jedoch nur die einfachste Interpretation der Daten.
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Um das Verhältnis von Männern zu Frauen in der Gründerpopulation der nicht-afrikanischen Bevölkerung zu bestimmen, versuchten die Wissenschaftler, die Anzahl der weiblichen X-Chromosomen im Verhältnis zu Autosomen zu schätzen - die restlichen gepaarten, nicht geschlechtsspezifischen Chromosomen. Da Männer nicht zwei X-Chromosomen haben, sondern nur eines, haben Mann und Frau insgesamt nur 3 X-Chromosomen, während beispielsweise das erste oder 15 Chromosomen 4 Stück haben. Ebenso gibt es in jeder Population mit gleicher Geschlechtszusammensetzung - bei der es eine gleiche Anzahl von Männern und Frauen gibt - 33% (4/3 mal) mehr Autosomen als X-Chromosomen.
Aber hier erfahren Sie, wie viele Chromosomen sich in Menschen befanden, die vor 60.000 Jahren gestorben sind.
Wir müssen uns die DNA ihrer Nachkommen ansehen und darüber hinaus nicht eine, sondern eine große Anzahl. Und vergleichen Sie, wie sich der Genpool insgesamt im Laufe der Zeit verändert hat, nämlich wie sich die relativen Häufigkeiten verschiedener Varianten der DNA-Sequenz (Gen-Allele) in der Population verändert haben. In diesem Fall geht es nicht so sehr um die Entstehung einer neuen Mutation (die Entstehung eines neuen Allels), sondern darum, wie sehr sich der Anteil der Besitzer eines bestimmten Allels in der untersuchten Personengruppe verändert hat.
Der Grund für diese Veränderungen ist die sogenannte genetische Drift.
Dies ist ein rein probabilistisches Phänomen, und seine Rate ist umgekehrt proportional zur Anzahl der Chromosomen in der Bevölkerung.
Wenn sich unter den Kolonisatoren, die Afrika verlassen haben, gleich viele Männer und Frauen befänden, würde sich der mit dem X-Chromosom assoziierte Genpool um 33% schneller ändern als der autosomale Genpool.
Amerikanische Genetiker, angeführt von Alon Kanan und David Reich vom kürzlich gegründeten Broad Institute of Harvard und MIT, haben versucht, diese Geschwindigkeiten zu messen. Dazu verglichen sie drei Bevölkerungsgruppen - "Westafrikaner", "Ostasiaten" und "Nordeuropäer". Im Rahmen des internationalen Projekts "HapMap" wurden Daten zur relativen Häufigkeit von Tausenden verschiedener DNA-Variationen gesammelt. Westafrika wird darin von den Yoruba in Niger, Ostasien - von der Hälfte der Japaner und Han-Chinesen, "Nordeuropa" - durch Amerikaner entsprechender Herkunft vertreten.
Es wird angenommen, dass die ersten die Nachkommen von Menschen sind, die in Afrika geblieben sind, und die zweiten und dritten die Nachkommen der "Kolonisatoren" sind, die den schwarzen Kontinent verlassen haben. Wenn man Variationen in Hunderttausenden von DNA-Positionen vergleicht, kann man die Variationen statistisch trennen - um herauszufinden, welche entstanden sind, als alle Menschen Afrikaner wurden, welche - während des "Exodus" - und welche - danach, als die Verstorbenen in Europäer und Asiaten aufgeteilt wurden.
Wie der Vergleich zeigte, änderten sich die X-Chromosomen der "Kolonisatoren" nicht um 33%, sondern um 60-70% schneller als Autosomen.
Wenn alle anderen Dinge gleich sind, bedeutet dies, dass drei- oder sogar fünfmal mehr Männer unter ihnen waren als Frauen!
Entsprechende Arbeiten werden zur Veröffentlichung in Nature Genetics angenommen.
Dass mehr Männer auf der langen Reise waren, ist für Anthropologen kaum schockierend. Durch die Untersuchung der bis heute überlebenden Jäger-Sammler-Gemeinschaften sind diese Wissenschaftler seit langem zu dem Schluss gekommen, dass Männer die treibende Kraft für die Fernmigration sind, während Frauen für kleine Vertreibungen verantwortlich sind. Das Ausmaß der Diskrepanz - 3-5-mal - und die Tatsache, dass Einwanderer aus Afrika nicht in benachbarte Dörfer gingen, sondern "ins Leere", wo sie niemanden hatten, der ihre Familie weiterführen konnte, ließen Kanan und Reich über alternative Erklärungen nachdenken.
Zum Beispiel könnte die Größe der weiblichen Bevölkerung in den Genen falsch eingeprägt sein, wenn Männer aus irgendeinem Grund nur einen kleinen Teil ihrer Gefährten hinterlassen.
Dieses Verhalten wird bei vielen Hunden und sogar bei einigen Affen praktiziert, bei denen die dominante Frau anderen Mitgliedern des Rudels nicht erlaubt, sich mit zahlreichen Männern zu paaren. Aber haben sich die Leute genauso verhalten? Die Autoren weisen darauf hin, dass dies unwahrscheinlich ist, da dieselben anthropologischen Studien eher auf die Ausbreitung der Polygamie als auf das Matriarchat und die Polyandrie unter den Jagdstämmen hinweisen.
Vielleicht lebten Männer länger? Schließlich bestimmt die genetische Drift nicht die Zeit, sondern die Anzahl der veränderten Generationen. Wenn Frauen häufiger ersetzt werden als Männer, scheint uns ihre Driftgeschwindigkeit höher zu sein. Auch hier glauben Keinan, Reich und Kollegen, dass diese Erklärung auch anthropologischen Beobachtungen widerspricht.
Ist es schließlich möglich, dass wir die Driftgeschwindigkeit vergeblich zählen? Vielleicht änderte sich der Genpool nicht aufgrund von Drift, sondern unter dem Einfluss natürlicher Selektion? Schließlich änderten sich die äußeren Bedingungen mit dem Austritt aus Afrika dramatisch. Vielleicht erwiesen sich einige X-chromosomale Gene, von denen es in Afrika weder warm noch kalt war, plötzlich als überlebenswichtig im Nahen Osten? Auch hier ist es unwahrscheinlich, dass die Autoren schreiben. Erstens ist nicht klar, warum nur auf dem X-Chromosom. Zweitens konnten die Wissenschaftler keine Unterschiede in der Änderungsrate des Genpools zwischen den kodierenden und nicht kodierenden Regionen der Chromosomen feststellen.
Letztendlich bleibt die beschleunigte genetische Drift entlang des X-Chromosoms ein Rätsel, geben Wissenschaftler zu.
Übrigens gab es bei der weiteren Umsiedlung - während der Kolonisierung Europas und Asiens - keine Driftanomalien, und die Arbeit von Keinan und Reich zeigt das Verhältnis der Anzahl der X-Chromosomen zu den Autosomen bei 3/4 (innerhalb der Fehlergrenze). Wie war der afrikanische Exodus so anders? Es gibt noch keine Antwort auf diese Frage, aber es ist möglich, dass wir alle, mit Ausnahme der Afrikaner, Kinder einer sehr kleinen Anzahl von Frauen und einer viel größeren Anzahl von Männern sind.
