Ostatnio naukowcy zrobili furorę ogłaszając, że znaleźli matkę wszystkich sperm wielorybów: to znaczy samicę, od której pochodzą wszystkie współczesne sperm wieloryby. „Sperm wieloryby mają 'Ewę'” – głosiły nagłówki wiadomości, wykorzystując biblijną ideę „pierwszej kobiety”. Idea mitochondrialnej „Ewy” nie jest nowa; badacze często używają jej w odniesieniu do pierwszego żeńskiego przodka genetycznego danego gatunku. Problem polega na tym, że większość ludzi nie rozumie dokładnie, co oznacza ten termin, myśląc, że oznacza on pierwszą kobietę w danym gatunku.
W rzeczywistości „Ewa” z wieloryba spermy powstała znacznie później niż pierwszy wieloryb spermy. Badając 1600 sperm wielorybów z całego świata, naukowcy przypuszczali, że ta wspaniała matriarchini powstała gdzieś w przedziale 10 000-80 000 lat temu. Tymczasem zapis skamielin wielorybów spermowych sięga milionów lat wstecz.
„Nie twierdzimy, że w tym czasie po oceanie pływała tylko jedna samica i nagle wszystkie te wieloryby spermowe powstały z niej” – mówi portalowi Smithsonian.com Alana Alexander, badaczka podoktorska w Biodiversity Institute na Uniwersytecie Kansas i główna autorka badania. Zamiast tego, ta tak zwana Ewa „była jedną z wielu samic, ale zdarzyło się, że była jedyną, która przekazała mitochondrialne DNA w nieprzerwany sposób z kobiety na kobietę.”
Dla tych, którzy są nowi w debacie: „mitochondrialna Ewa” odnosi się do mitochondrialnego DNA, unikalnego kodu genetycznego, który jest przekazywany z kobiety na kobietę. Mitochondrialne DNA, które jest odpowiedzialne za metabolizm energetyczny, jest odgrodzone od reszty naszego DNA, siedząc na własną rękę w swoim własnym pojemniku. Naukowcy uważają, że w pewnym momencie na początku naszej ewolucji jednokomórkowy organizm, który jest naszym najstarszym przodkiem, pochłonął inną bakterię, a następnie te dwie bakterie powoli nawiązały symbiotyczny związek, który trwa do dziś. Ta bakteria stała się pierwszymi mitochondriami.
Jeśli chcesz wrócić do rzeczywistej biologicznej Ewy, musiałbyś poszukać przodka naszych mitochondriów, mówi Roger Bull, starszy asystent badawczy w laboratorium molekularnej bioróżnorodności w Kanadyjskim Muzeum Przyrody. „Jeśli kiedykolwiek istniał organizm, który powinien zostać uznany za mitochondrialną Ewę, to jest to właśnie ta niepozorna, mała, pojedyncza komórka, która pochłonęła mniejszą, pojedynczą komórkę, tworząc niepokonaną drużynę biologiczną: przodka dinozaurów, drzew, motyli, (nawet) Donalda Trumpa” – mówi Bull w e-mailu.
W prawie wszystkich organizmach wielokomórkowych mitochondrialne DNA jest przekazywane w linii matrylinearnej z pokolenia na pokolenie. Fakt ten jest niezwykle przydatny dla badaczy, którzy mogą wykorzystać te biomarkery DNA do prześledzenia matrylinearnej historii gatunku. Jest to również korzystne dla Ciebie, jeśli jesteś kobietą: Oznacza to, że mitochondria w każdej komórce twojego ciała mogą pochodzić od twojej pra-pra-pra-pra-pra-rozumiesz-obrazek babci. Niestety, podczas gdy matki przekazują swoje mitochondrialne DNA mężczyznom, ci synowie nie mogą przekazać go swoim dzieciom.
W latach 80-tych, kiedy koncepcja mitochondrialnej Ewy zaczęła rozprzestrzeniać się w popularnych mediach, natychmiast spowodowała pewien stopień wyrywania włosów wśród badaczy. „Użycie tego terminu było błędną interpretacją, biorąc pod uwagę, że badania dotyczyły najnowszego wspólnego przodka mitochondrialnego wszystkich żyjących ludzi … a nie pierwszej ludzkiej kobiety w historii”, mówi Bull.
W rzeczywistości mitochondrialna Ewa nie jest pierwszą samicą danego gatunku, a jedynie najnowszą historycznie samicą, od której wszystkie żyjące zwierzęta danego gatunku mogą prześledzić swoje pochodzenie. Pomyśl o niej jak o szczycie genealogicznej piramidy, w której spotykają się wszyscy przodkowie danego gatunku. Podczas gdy wszyscy poniżej wywodzą się od niej, nie oznacza to, że nie ma żadnej innej samicy powyżej niej, lub która żyła w tym samym czasie co ona. Być może niektóre z jej rówieśniczek nie miały żyjących dzieci. Albo mieli tylko synów, którzy nie przekazaliby swojego mitochondrialnego DNA.
„W każdym pokoleniu znajdą się osobniki, które nie pozostawią po sobie potomstwa” – mówi portalowi Smithsonian.com Marek Kimmel, profesor genetyki statystycznej i ewolucji molekularnej na Uniwersytecie Rice. „Ich geny zostaną wyeliminowane”. Dodał, że liczba osobników przekazujących swoje geny dalszym pokoleniom cały czas się kurczy, co oznacza, że mitochondrialna Ewa nie jest osobnikiem stałym w czasie, ale może stać się bardziej aktualna w miarę wymierania linii.
„Jeśli sięgniesz wystarczająco głęboko w przeszłość, zawsze znajdziesz wspólnego przodka wszystkich”, mówi Kimmel, który opublikował badanie w 2010 roku, które umieszcza mitochondrialną Ewę ludzi z powrotem do około 100 000 do 250 000 lat temu (badanie z 2013 roku oszacowało wiek jako nieco nowszy).
Jak więc ta szczególnie udana matka wielorybów spermowych przejęła genetycznie? Zazwyczaj samice wielorybów są bardziej osiadłe, mają tendencję do trzymania się mniejszych części oceanu niż samce, mówi Alexander. Może to oznaczać, że Ewa była swego rodzaju podróżującą włóczęgą, która przemieszczała się od oceanu do oceanu, zostawiając swoje potomstwo – w zasadzie Czyngis-chan matek wielorybów spermowych.
Albo, jej genetyczne przejęcie mogło być wynikiem powolnej ekspansji jej potomstwa przez wiele pokoleń. „Wiemy, że musiała odnieść sukces w pozostawianiu żeńskiego potomstwa” – mówi Alexander. „Moje podejrzenie jest takie, że jeśli Ewa była podobna do swoich potomków pod względem ekologii, to nie przemierzała wszystkich oceanów, ale ponieważ zarówno ona, jak i jej córki odniosły sukces, w końcu rozszerzyły się z któregokolwiek oceanu, w którym pierwotnie się znajdowały.”
Wieloryby spermowe i ludzie nie są jedynymi organizmami, dla których badacze znaleźli mitochondrialną Ewę. Inger Winkelmann, badaczka genetyki ewolucyjnej w Muzeum Historii Naturalnej Danii, i jej współautorzy oszacowali również przybliżoną datę powstania notorycznego nemezis spermy: kałamarnicy olbrzymiej. Winkelmann twierdzi, że trudniej jest określić wiek kałamarnicy, ponieważ ich bezkostna tkanka miękka nie ulega skamienieniu, ale ona i jej współautorzy wykorzystali wskaźnik mutacji ślimaków – stosunkowo bliskiego gatunku – do ustalenia daty mitochondrialnej Ewy kałamarnicy na około 35 000 lat temu.
Badacze często skupiają się na mitochondrialnym DNA, ponieważ jest go dużo w komórkach, dobrze się przechowuje w starych próbkach tkanek i wystaje jak kciuk. Ale, teoretycznie, każda część DNA może być śledzona wstecz. Na przykład u ssaków chromosom Y występuje tylko u samców, a jego części również można by prześledzić do jednego przodka. Oznacza to, że w języku ewolucji, o którym mówimy, istnieje jego męski odpowiednik: „Y-chromosomalny Adam”.”
Fascynujące, twierdzi Alexander, byłoby to, gdyby zaistniała sytuacja, w której można by prześledzić drogę Y-chromosomalnego Adama do podobnego czasu, co mitochondrialnej Ewy, ponieważ sugerowałoby to szybką lub nagłą ekspansję populacji – taką, która następuje, gdy gatunek przenosi się na nowe terytorium. W przypadku kałamarnic i wielorybów spermowych mogłoby to również wskazywać na przyczynę ekspansji populacji wśród potomstwa mitochondrialnej Ewy. Mógłby istnieć jakiś rodzaj równoległego wąskiego gardła, takiego jak duża zmiana środowiskowa, która doprowadziła do podobnego wzorca niskiej różnorodności mitochondrialnej.
Ale Alexander jest ostrożny w wskazywaniu na możliwy związek. „To bardzo seksowna historia, ale czuję się również zobowiązany do podkreślenia, że kałamarnice olbrzymie są tylko jednym z wielu gatunków, które jedzą wieloryby” – mówi. A szkoda, bo byłaby to wspaniała opowieść.