가장 최근의 공통 조상

Most recent common ancestor
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생물학 및 유전 계보학에서, 한 쌍의 유기체의 마지막 공통 조상(LCA) 또는 [note 1]콘스토어로도 알려진 가장 최근의 공통 조상(MRCA)은 그 집합의 모든 유기체가 후손인 가장 최근의 개인이다.이 용어는 또한 유기체보다는 유전자(하플로타입) 그룹의 조상을 언급하는 데에도 사용된다.

개인의 MRCA는 확립된 혈통을 참조하여 결정할 수 있다.그러나 일반적으로 다수의 개인들의 정확한 MRCA를 식별하는 것은 불가능하지만, MRCA가 살았던 시간의 추정치는 종종 제시될 수 있다.이러한 가장 최근의 공통 조상(TMRCA) 추정치는 유전자 계보에서 실천된 DNA 테스트 결과와 확립된 돌연변이율에 기초하거나 비유전자, 수학적 모델 또는 컴퓨터 시뮬레이션을 참조하여 제공할 수 있다.

성생식을 사용하는 유기체에서 모계 MRCA와 부계 MRCA는 각각 모계 및 부계 혈통만을 고려한 소정의 모집단의 MRCA이다.정의상 모집단의 MRCA는 모계 MRCA 또는 부계 MRCA보다 나이가 많을 수 없다.호모 사피엔스의 경우 모계 MRCA와 부계 MRCA는 각각 미토콘드리아 이브(mt-MRCA), Y염색체 아담(Y-MRCA)으로도 알려져 있다.

인간 MRCA의 나이는 알려지지 않았다.이는 Y-MRCA 또는 mt-MRCA의 연령보다 크지 않으며 약 200,000년으로 추정된다.

역사적 혈통이 알려진 개인이나 길들여진 혈통과는 달리, 종 또는 상위 분류군(체계학 또는 계통학) 사이의 관계를 추론할 때, 조상들은 직접적으로 관찰되거나 인식될 수 없다.그것들은 현존하는 생물 및/또는 화석에 대한 계통발생학적 분석에서 추론된 분류군 사이의 관계 패턴에 기초한 추론이다.[1]

마지막 공통 조상(LUCA)[2][3][note 2]은 약 35억 년에서 38억 년 전에 살았던 것으로 추정되는 지구상의 모든 현재 생명체의 가장 최근의 공통 조상이다.

모계 MRCA와 부계 MRCA의 시간 및 이들의 함의 추정은 유전자 증거와 결합된 에이전트 기반 모델과 이론적 계산에서 얻을 수 있으며, 수천 세대에 걸친 여성-남성 인구의 진화를 나타낼 수 있다.긴 임신 기간을 포함한 암컷 번식의 생물학과 보다 일반적으로 암컷과 수컷 사이의 큰 비대칭성을 설명하는 시뮬레이션은 가장 최근의 공통적인 수컷 조상이 발견되었을 때, 수천 마리의 수컷 조상이 발견되었음을 보여준다.일시적인 여성들은 그들의 유전자를 현 세대에게 물려줄 수 있었다.[5]항상 남성과 여성의 수는 거의 같았지만, 유전적 전달 성공(일명 "영원")에 따라 측정된 남성과 비교하여 여성의 성공률은 수천 배 더 클 것이다.생식 비용 비대칭성은 유전적 증거를 잘 설명하는 일련의 행동 및 사회학적 효과를 유발한다.이러한 결과는 우리가 매우 경쟁적인 맥락에서 성공한 남성의 후손인 반면, 여성은 훨씬 더 작은 여성 대 여성 경쟁에 직면했다는 관점을 뒷받침한다.문화적 진화와 사회적 규범을 이해하는 의미는 매우 풍부합니다.생물학에서는 진화의 빛 이외에는 아무 것도 말이 되지 않는다(Theodosius Dobzhanski, 1973). 이는 "영원을 향한 여성-남성 진화의 성공에 대한 가장 과소평가되고 특별한 사실의 빛 이외에는 인간 문화 진화의 어떤 것도 말이 되지 않는다"는 것을 암시한다.사람들은 이러한 발견을 현대 남성의 위험을 감수하는 행동과 인간 [6]사회에 미치는 영향과 연관지을 수 있다.

이종 MRCA

상세 정보:침팬지-인간의 마지막 공통 조상, 마지막 공통 조상, 계통수 및 생명의 나무(생물학)
EuryarchaeotaNanoarchaeotaThermoproteotaProtozoaAlgaePlantSlime moldsAnimalFungusGram-positive bacteriaChlamydiotaChloroflexotaActinomycetotaPlanctomycetotaSpirochaetotaFusobacteriotaCyanobacteriaThermophilesAcidobacteriotaPseudomonadota
중앙의 [7]마지막 보편적인 조상으로부터의 현생 종의 차이를 나타내는 진화적인 나무.이 세 개의 영역은 파란색, 녹색, 그리고 빨간색의 박테리아로 색칠되어 있습니다.

모든 생물 종 간의 계통 발생 관계에 대한 완전한 설명을 하는 프로젝트는 "생명의 나무"라고 불립니다.여기에는 모든 가설된 군락의 발산 연령 추론이 포함된다. 예를 들어, 모든 카르니보라의 MRCA(즉 "고양이와 개의 MRCA")는 약 4200만년 전에 분기된 것으로 추정된다(Miacidae).[8]

인류 진화의 관점에서 본 마지막 공통 조상의 개념은 리처드 도킨스의 '조상 이야기'(2004)에서 인기 있는 청중을 위해 묘사되었다.도킨스는 인류 혈통의 "관심대상"을 마지막 보편적인 조상인 호미닌(인간-침팬지), 호미닌(인간-고릴라), 호미닌(인간-오랑구탄), 호미노이드(인간-기본), 등을 모두 40단계로 나열했다.

단일 유전자 마커로 식별된 모집단의 MRCA

주요 기사: 통합 이론

또한 유기체 전체 대신에 개별 유전자의 조상을 고려하는 것도 가능하다.결합 이론은 그러한 유전자 표지의 조상이 인구의 역사에 어떻게 매핑되는지에 대한 확률적 모델을 설명한다.

유기체와 달리, 유전자는 한 세대에서 다음 세대로 완벽한 복제품이나 약간 변이된 후손 유전자로 유전된다.유기체는 성생식을 통한 조상 그래프와 자손 그래프를 가지고 있는 반면, 유전자는 단일 조상의 사슬과 자손의 나무를 가지고 있다.성적 교잡(Alogamy)에 의해 생성된 유기체는 적어도 두 개의 조상(직계 부모)을 가지고 있지만, 유전자는 항상 세대당 한 개의 조상을 가지고 있다.

부계 및 모계 MRCA

주요 기사:미토콘드리아 이브와 Y염색체 아담
랜덤 드리프트 또는 선택을 통해 혈통은 한 사람에게까지 거슬러 올라간다.이 예에서는 5세대에 걸친 색상은 소멸된 모계 라인을 나타내고 검은색은 mt-MRCA에서 파생된 모계 라인을 나타냅니다.

미토콘드리아 DNA(mtDNA)는 멘델 유전에서 염색체가 섞이고 재조합되는 핵 DNA와 달리 성적인 혼합에 거의 면역이 된다.따라서 미토콘드리아 DNA는 모계유전을 추적하고 미토콘드리아 DNA 경로를 통해 모든 인류의 가장 최근의 공통 조상인 미토콘드리아 이브(아프리카 이브라고도 함)를 찾는데 사용될 수 있다.

마찬가지로 Y염색체는 남성 개체에서 단일 성염색체로 존재하며 재조합 없이 남성 후손에게 유전된다.그것은 부계유전을 추적하고 Y-DNA 경로를 통해 모든 인간의 가장 최근의 공통 조상인 Y-염색체 Adam을 찾는데 사용될 수 있다.

미토콘드리아 이브와 Y염색체 아담의 대략적인 날짜는 족보적 DNA 테스트를 통해 연구자들에 의해 확인되었다.미토콘드리아 이브는 약 20만년 전에 살았던 것으로 추정된다.2013년 3월에 발표된 논문에서 Y염색체 Adam은 95%의 신뢰도로 연구의 데이터에 체계적인 오류가 없다면 237,000년에서 581,000년 전에 [9][10]살았다고 결론지었다.

그러므로 오늘날 살아있는 인간의 MRCA는 어느 [11][note 3]쪽보다 더 최근에 살 필요가 있었을 것이다.

상염색체를 통해 인간의 조상을 추론하는 것은 더 복잡하다.상염색체는 부모 중 한 쪽에서만 독립적인 배합을 통해 부모로부터 자녀에게 전해지는 유전자를 포함하고 있지만, 유전자 재조합(염색체 교차)은 감수분열 시 부모로부터 비자매 염색체로부터 유전자를 혼합하여 염색체의 유전자 구성을 변화시킨다.

MRCA 견적까지의 시간

과거에는 다른 유형의 MRCA가 서로 다른 시기에 살았던 것으로 추정된다.이러한 MRCA(TMRCA) 추정치는 고려 중인 MRCA 유형에 따라 다르게 계산된다.부계 및 모계 MRCAs(미토콘드리아 이브 및 Y염색체 Adam)는 단일 유전자 마커를 통해 추적되므로 유전자 계보에서 실천한 대로 DNA 검사 결과와 확립된 돌연변이율을 바탕으로 TMRCA를 계산한다.모든 살아있는 인류의 족보적 MRCA까지의 시간은 유전적으로 추적할 수 없다. 왜냐하면 수백 년 후에 대부분의 조상들의 DNA가 완전히 사라지기 때문이다.따라서 비유전자, 수학적 모델 및 컴퓨터 시뮬레이션을 기반으로 계산됩니다.

미토콘드리아 이브와 Y염색체 아담은 단일 조상의 부모 계통을 통해 단일 유전자에 의해 추적되기 때문에, 이러한 유전학적 MRCAs에 걸리는 시간은 족보적 MRCA보다 더 길 수밖에 없다.이는 단일 유전자가 양친을 통해 전통적인 인간 계보를 추적하는 것보다 더 느리게 결합되기 때문이다.후자는 계산된 MRCA의 유전자가 실제로 현재 [13]모집단의 모든 개인에서 생존하는지 여부를 고려하지 않고 개별 인간만을 고려한다.

유전자 마커를 통한 TMRCA

미토콘드리아 DNA는 집단의 조상을 추적하는데 사용될 수 있다.이 경우, 모집단은 mtDNA에서의 돌연변이의 축적으로 정의되며, 각 모집단에서 돌연변이가 발생한 순서와 돌연변이에 대해 특별한 트리가 생성된다.이 나무는 특정 돌연변이의 유무에 대한 전 세계의 많은 수의 개인들의 테스트를 통해 형성된다.이 작업이 완료되면 한 모집단을 다른 모집단에서 분리하는 돌연변이의 수를 결정할 수 있습니다.돌연변이의 수는 테스트된 지역에서 mtDNA의 추정 돌연변이율과 함께 과학자들이 MRCA(TMRCA)에 대한 대략적인 시간을 결정할 수 있게 한다. MRCA는 모집단이 마지막으로 동일한 돌연변이 세트를 공유했거나 동일한 하플로그룹에 속했던 이후 경과된 시간을 나타낸다.

Y-염색체 DNA의 경우 TMRCA는 다른 방법으로 도달한다.Y-DNA 하플로그룹은 Y-DNA의 다양한 영역에서 단일 핵산 다형성에 의해 정의된다.하플로그룹 내에서 MRCA에 도달하는 시간은 해당 하플로그룹의 Y-Chromosome의 STR 시퀀스에 돌연변이가 축적되는 것으로 정의된다.비성단을 나타내는 Y-STR 하플로타입의 Y-DNA 네트워크 분석은 다수의 창립자에 의한 Y-STR 변동성을 나타낸다.성단을 생성하는 분석은 단일 조상의 후손인 모집단을 나타내는 것으로 볼 수 있습니다.이 경우, 마이크로 위성 변동이라고도 불리는 Y-STR 시퀀스의 변동성은 조상이 이 특정 집단을 설립한 이후 경과된 시간의 척도로 간주될 수 있다.칭기즈칸의 후손이나 그의 조상 중 한 명은 칭기즈칸 [14]시대로 거슬러 올라가는 유명한 성단을 상징합니다.

TMRCA 계산은 전세계로 확산되는 다양한 모집단의 이동 날짜를 결정할 때 중요한 증거로 간주된다.예를 들어, 만약 돌연변이가 3만년 전에 일어난 것으로 간주된다면, 이 돌연변이는 이 날짜 이후에 갈라진 모든 개체군 사이에서 발견되어야 한다.고고학적 증거가 문화적 확산과 지역적으로 고립된 인구의 형성을 나타낸다면, 이는 이 지역의 후속 유전자 돌연변이의 분리에 반영되어야 한다.유전적 차이와 지역적 차이가 일치하는 경우, 관찰된 차이는 고고학적 기록에 의해 입증되었듯이 이동에 기인한다고 결론지을 수 있다.하지만, 만약 유전적 차이가 고고학적 기록과 다른 시기에 일어난다면, 과학자들은 유전적 차이를 설명하기 위해 다른 고고학적 증거를 살펴봐야 할 것이다.이 문제는 유럽 [15]신석기 시대의 반민 확산 대 문화적 확산을 둘러싼 논쟁에서 가장 잘 드러난다.

모든 살아있는 인간의 TMRCA

모든 살아있는 인간의 MRCA 나이는 알려지지 않았다.이는 반드시 모계 또는 부계 MRCA의 나이보다 젊으며, 둘 다 대략 10만 년에서 20만 년 [16]전 사이의 추정 연령을 가지고 있다.

수학자 더글라스 로데, 스티브 올슨, 조셉 T의 수학적, 그러나 비유전학적 연구입니다.창은 MRCA가 기원전 300년까지 살았다는 "대략적인 추측"을 내놓았다. 그러나 저자들은 이 추정치가 "현실주의보다는 이론적인 통찰력과 추적성의 고려에 의해 더 동기 부여되었기 때문에 매우 잠정적이며, 모델은 몇 가지 명백한 오류 원인을 포함하고 있다"고 말한다.이 모델은 사람들이 정말로 무작위로 짝짓기를 하는 것이 아니라, 특히 과거에 사람들은 거의 항상 근처에 사는 사람들과 짝짓기를 하고, 보통 자신의 마을이나 마을에 사는 사람들과 짝짓기를 한다는 것을 고려했다.다른 나라에 사는 사람과 짝짓기를 하는 경우는 특히 드물었을 것입니다.Roade 등은 멀리 있는 다른 사람들과 짝짓기를 하는 희귀한 사람들이 시간이 지나면 전세계 가계도를 [17][note 4]연결할 것이라고 가정한다.

모든 인류의 MRCA는 거의 확실히 동아시아에 살았고, 이것은 그들에게 호주와 아메리카의 극도로 고립된 인구에 대한 중요한 접근을 제공했을 것이다.MRCA의 가능한 장소는 알래스카에 가까운 척치 반도나 캄차카 반도, 호주와 가까운 인도네시아나 말레이시아, 호주와 더 중간쯤에 있는 대만이나 일본 등입니다.미국과 호주에 대한 유럽의 식민지화는 MRCA의 시대에 큰 영향을 끼치기에는 너무 최근의 것으로 장씨에 의해 발견되었다.사실 유럽인들이 아메리카 대륙과 호주를 발견하지 않았다면 MRCA는 [20][21]과거보다 불과 2.3% 더 멀리 갔을 것이다.

모집단의 MRCA 연령은 "첫 부부"는 말할 것도 없고 모집단 병목 현상에 해당되지 않는다는 점에 유의한다.그것은 오히려 과거에 높은 생식 성공을 거둔 한 개체의 존재를 반영한다. 그들의 유전적인 기여는 시간이 지남에 따라 인구 전체에 퍼지고 있다.또한 MRCA가 모든, 또는 실제로 모든 유전 정보를 모든 살아있는 사람에게 전달했다고 가정하는 것은 잘못된 것이다.성적인 번식을 통해, 조상은 자신의 유전자의 절반을 다음 세대에 각 후손에게 물려준다; 32세대 이상 지나면 단일 조상의 기여는 인간 [22][18]게놈 내의 단일 염기쌍에 비례하는 숫자인 2가−32 될 것이다.

동일 조상 포인트

주요 기사:동일 조상 포인트

MRCA는 고려 대상 모집단의 모든 개인이 공유하는 가장 최근의 공통 조상이다.이 MRCA는 현존 인구의 전부는 아니지만 일부의 조상이기도 한 동시대의 사람들이 있을 것이다.동일한 조상 지점은 과거 MRCA보다 더 멀리 떨어진 지점이며, 그 시점에는 현대 인구의 전부는 아니지만 일부의 조상이 되는 유기체가 더 이상 존재하지 않는다.혈통 붕괴로 인해, 현대 개인들은 각각의 조상들의 [18]기여가 매우 다르기 때문에 여전히 군집을 보일 수 있다.

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메모들

  1. ^ MRCA는 현재 한 종에서 하위 그룹의 공통 조상에, LCA는 두 [citation needed]종의 공통 조상에 더 자주 사용된다.니키 워렌이 만든 '콘슈터'라는 용어는 리처드 도킨스가 '조상의 이야기'(2004)에서 사용했다.
  2. ^ LUCA의 구성은 화석으로 직접 접근할 수 없지만 그 후손인 오늘날 살고 있는 유기체의 게놈을 비교함으로써 연구할 수 있다.이를 통해 2016년 연구는 [4]LUCA에 존재하는 것으로 추정되는 355개의 유전자 세트를 확인했다.
  3. ^ 미토콘드리아 이브와 Y염색체 아담과 같은 개념은 모든 살아있는 [12]인간들보다 더 오래된 공통의 조상을 만들어낸다.
  4. ^ Roade는[18] 무작위 교배를 가정한 비유전적 수학적 모델을 바탕으로 3,000년에서 7,000년 사이의 나이를 계산한다. 비록 이것은 잡종 교배와 역사적 지리적 제약과 같은 인간 개체 하위 구조의 중요한 측면을 고려했다.이 범위는 JC 바이러스의 MRCA에 대해 계산된 3,100세 연령과 일치한다. JC 바이러스는 일반적으로 부모에서 자녀로 [19]전염되는 유비쿼터스 인간 폴리오마 바이러스이다.

레퍼런스

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