mtDNA و مهد بشر

پیش نوشت: (دوستان به علت ندانستن واژه ها تخصصی و علمی بکار برده شده در ایران، این واژه ها حدس زده شدند، اگر لطف کنید زحمت بکشید تلفظ و نوشتار صحیح آنرا به من بگویید، ممنون میشود. هرگونه تصحیحات دیگر هم قابل تحصین هستند)

بغیر از DNA اصلی (هسته سلول) که حامل ژن‌های ساختاری انسان می‌باشد و مارپیچ مانند می‌باشد، دی‌ان‌اِ میتوخوندری (mtDNA) هم موجود می‌باشد که حلقه مانند هست و در داخل میتوخوندری (mitochondrial) که مسئول رساندن انرژی به سلول‌ها می‌باشد، وجود دارد و از دهه ۸۰ قرن بیستم میلادی موضوع تحقیقات و پژوهشات هست. با اینکه mtDNA دارای مقدار بسیار کمی از ژن‌ها می‌باشد، اما در مقابل ژن‌های هسته سلول وفاید بسیاری برای پژوهش تاریخ توسعه بشر دارد. برخلاف دی‌ان‌اِ هسته‌ای که نیم از مادر و نیم دیگر از پدر به ارث می‌رسد و همیشه ترکیبات تازه بوجود می‌آید، mtDNA فقط از خط مادری به ارث می‌رسد. ترکیبات اینجا فقط توسط تغییر ناگهانی (mutation) بوقوع می‌پیوندد و تراکم و وقوع این تغییرات سریعتر از تغییرات DNA هست. بخاطر همین می‌شود در تحلیل mtDNA تغییرات ژنتیکی جدید هم مورد بررسی قرار داد. چونکه تغییرات تقریبا با سرعت ثابت در mtDNA جمع می‌شوند، می‌توان با دانستن این سرعت، طرز تغییرات را بدست آورد و چنین قدمت تغییرات امروزهء موجود در صفات ارثی بشر را حساب کرد. مثلا حساب کرد کی دو قوم از هم جدا شدند یا حتی دو شخص کی یک جده مشترک داشتند (چنین حساب کردند که دو قوم یهود و عرب واقعا قبلا یک قبیله بودند و در یک آزمون با ۵ فرد با ملیت‌های مختلف پیدا شد که دو نفر -یک بومی آمریکا و یک یونانی- ۳۰هزار سال پیش جده مشترک داشتند و یک دخترش به غرب و دیگری به شرق مهاجرت
کرد.).
در حالیکه فرزند در هسته سلول ژن‌های والدین را دارا می‌باشد، اما فقط ژن‌های دی‌ان‌اِ میتوخوندری مادر را به ارث می‌برد. دی‌ان‌اِ میتوخوندری اسپرم که انرژی برای حرکت مستقل آن می‌رساند، هناگم باروری به همراه دم اسپرم بعد از دخول در تخم، حل می‌شود. تابحال از لحاظ ژنتیکی تشخیص برخلاف این داده نشده است. اگر هم میتوخوندری اسپرم باقی بماند، سهمش در مقایسه با میتوخوندری تخم آنقدر کم هست که می‌توان نادیده‌شان گرفت.

محققین مولکول حیات (molecular biologist) آمریکایی rebecca cann، mark stoneking و allan wilson در سال ۱۹۸۷ تحقیقات خود را بنام " دی‌ان‌اِ میتوخوندری و سیرتکامل بشر" را نشر کردند که در مباحثه درمورد مهد بشر نوین تأثیر گذاشت. این دانشمندان روی mtDNA ۱۴۷ زن از آسیا، اروپا، آفریقا، استرالیا و گینه جدید تحت تحقیقات کردند و mtDNAهای مشابه را در یک نسب‌نامه قرار دادند. این نسب‌نامه دو شاخه اصلی داشت، در یکی فقط آفریقایی‌ها موجود بودند و در دیگری بقیه، منجمله آفریقایی. دانشمندان از احیای این نسب‌نامه حساب کردند که منشاء ژن‌های میتوخوندری بشر آفریقا می‌باشد.

این فرضیه چونکه صفات ارثی زنان آفرقایی مختلف‌تر از زنان دیگر هست، استوارتر می‌شود. mtDNA آنها تغییرات ناگهانی بیشتری نشان می‌دهد و چنین استنباط می‌شود که ریشهء مشترک انها قدمت بیشتری از زنان بقیه قاره‌ها دارد. و سرآخر قدمت این ریشه را ۲۰۰هزار سال حساب کردند.

در سال‌های بعد و اخیر هم تحقیقات بسیاری روی mtDNA انجام شد که پژوهشات سه دانشمند فوق را تایید کردند. آنها هم به این نتیجه رسیدند که بیشترین اختلافات mtDNA در زنان آفریقایی دیده می‌شود. حتی توانستند نشان دهند که نوع ریشه‌ای بشر در بقیه دنیا از چندی از انواع mtDNA آفریقایی‌ها ساخته شده است.

نسل‌شناس ژاپنی زاتوشی هورای در اثری که سال ۱۹۹۵ نشر کرد هم به همین نتیجه رسید که آخرین اجداد مشترک بشر در آفریقا زندگی می‌کردند. او همهء ۱۶۵۰۰ مبناهای (basis) mtDNA هر یک انسان از آفریقا، اروپا و ژاپن، و برای اینکه بتواند سرعت تغییرات ناگهانی را بهتر تخمین بزند همچنین یک اورانگوتان، یک گوریل و دو شامپانزه را باهم مقایسه کرد. هورای بنا برین پایه قدمت اجداد مشترک بشر را ۱۴۳۰۰۰ سال حساب کرد. تخمین‌های دیگران هم مابین ۱۰۰ تا ۲۰۰هزار سال می‌باشد و چنین همه ریشهء مشترک بشر امروزی نوین میشمارند.

آزمایشات روی دی‌ان‌اِ-هسته‌ای هم به نتایج مشابه رسیدند. sarah tishkoff آمریکایی هم در سال ۱۹۹۶ نشان داد که یک قسمت معلوم دی‌ان‌ا در کروموزوم (کروموسوم) I2 آفریقایی‌هایی که در جنوب صحرا زندگی میکنند متغیرتر از آفریقای شمالی‌ها و غیرآفریقایی‌ها هستند. در ضمن نقش جهانی تغییرات این قسمت کروموزوم نشان می‌دهد که همه مردم خارج از آفریقا منشا جوان (۱۰۰ تا ۲۰۰هزار سال، که در مقابل قدمت ۴ ملیارد سالگی جانداران در زمین جوان و نوین حساب می‌شود) مادون صحرایی دارند.

این با نتیجه نسل‌شناس ایتالیایی luca cavalli-sforza، که روی بسیاری از گروه خون، پروتئین و انزیم ژن‌های بیش از ۱۸۰۰ اقوام مختلف از همه نقاط جهان آزمایشات انجام داد، تطبیق می‌کند. فاصله ژنتیکی حساب شده از تکرار ژن مابین این جمعیت نشان دادند که تفاوت‌های اعضای نژاد بشر آنقدر ناچیز هستند تا آنطور که در "مدل چند منطقه‌ای"* فرض می‌شود، دورهء تکامل مدت مدیدی از همدیگر مستقل بوده باشند. درضمن پیدا کردند که بزرگترین فاصله ژنتیکی مابین آفریقایی‌ها در یکطرف و بقیه جمعیت نقاط دیگر جهان در طرف دیگر موجود می‌باشد. بنا بر تخمین اسفورسا تفاوت‌های صفات ارثی هنگام ۱۰۰هزار سال اخیر، وقتی کوچ تدریجی بشر نوین از آفریقا به بقیه نقاط دنیا شروع شد، بوقوع پیوستند. با اینکه تخمین زمان جدایی از روی تکرار ژن بدون در نظر گرفتن عواملی مانند مهاجرت و آمیزش اقوام حساب شد، نزدیک زمان حساب شده از روی پژوهشات mtDNA هست.

تازگی تحقیقات مولکول حیاتی درمورد کروموزوم Y که از پدر به پسر به ارث می‌رسد، انجام شد که نتایجش از فرضیه یک ریشه مشترک و نسبتا جدید در آفریقا حمایت می‌کند.

شجره‌نامه انسان و میمون بر اساس تمامی رشته‌های mtDNA. طول شاخه‌ها، مقیاس فرق‌های mtDNA هست.

منبع:
BROCKHAUS Mensch · Natur · Technik, Vom Urknall zum Mensch

* فرضیه‌ای که بنا بر آن صدها هزار تا میلیون سال پیش بشر از همدیگر جدا و در نقاط مختلف سیرتکامل خود را پیمودند.