حواء الميتوكوندريا

أُجريت أبحاث مبكرة باستخدام طرق الساعة الجزيئية خلال أواخر سبعينيات القرن العشرين وبداية ثمانينياته. وقد وجد آلان ويلسون ، ومارك ستونكينغ ، وريبيكا إل. كان ، وويسلي براون أن الطفرات في الحمض النووي للميتوكوندريا البشري كانت سريعة بشكل غير متوقع، حيث بلغت 0.02 استبدال لكل قاعدة (1%) في مليون سنة، أي أسرع بخمس إلى عشر مرات من مثيلتها في الحمض النووي النووي . ^{[ 8 ]} وقد سمحت أعمال ذات صلة بتحليل العلاقات التطورية بين الغوريلا والشمبانزي ( الشمبانزي الشائع والبونوبو ) والبشر. ^{[ 9 ]} وباستخدام بيانات من 21 فردًا بشريًا، نشر براون أول تقدير لعمر السلف المشترك الأحدث للميتوكوندريا في عام 1980، والذي بلغ 180,000 سنة. [ ^{10 ] واعتُبر} تحليل إحصائي نُشر عام 1982 دليلًا على الأصل الأفريقي الحديث (وهي فرضية كانت آنذاك تتنافس مع فرضية الأصل الآسيوي للإنسان العاقل ). ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}

بحلول عام ١٩٨٥، توفرت بيانات الحمض النووي للميتوكوندريا لـ ١٤٥ امرأة من مجموعات سكانية مختلفة، بالإضافة إلى بيانات من خطين خلويين ، هما هيلا وGM 3043، مشتقين من امرأة أمريكية من أصل أفريقي وامرأة من شعب الكونغ على التوالي. بعد أكثر من ٤٠ مراجعة للمسودة، قُدِّمت المخطوطة إلى مجلة Nature في أواخر عام ١٩٨٥ أو أوائل عام ١٩٨٦ ^{[ ١٣ ]} ونُشرت في ١ يناير ١٩٨٧. خلصت الدراسة المنشورة إلى أن جميع الحمض النووي للميتوكوندريا البشري الحالي ينحدر من مجموعة سكانية واحدة من أفريقيا، في فترة زمنية تعود إلى ما بين ١٤٠,٠٠٠ و٢٠٠,٠٠٠ سنة مضت. ^{[ ١٤ ]}

كان تحديد تاريخ "حواء" بمثابة ضربة لفرضية تعدد المناطق ، التي كانت موضع نقاش في ذلك الوقت، ودعمًا لنظرية نموذج الأصل الحديث . ^{[ 15 ]}

لم يستخدم كان وستونكينغ وويلسون مصطلح "حواء الميتوكوندريا" أو حتى اسم "حواء" في بحثهم الأصلي. مع ذلك، استخدمه كان في مقال بعنوان "بحثًا عن حواء" في عدد سبتمبر/أكتوبر 1987 من مجلة العلوم . ^{[ 16 ]} كما ظهر في مقال روجر ليوين المنشور في مجلة ساينس في أكتوبر 1987 ، بعنوان "كشف النقاب عن حواء الميتوكوندريا". ^{[ 17 ]} كان الدلالة الدينية واضحة جدًا منذ البداية. وجاء الخبر البحثي المصاحب في مجلة نيتشر بعنوان "الخروج من جنة عدن". ^{[ 18 ]}

فضّل ويلسون نفسه مصطلح "الأم المحظوظة" ^{[ 19 ]} ورأى أن استخدام اسم حواء "مؤسف". ^{[ 17 ] [ 20 ]} لكن فكرة حواء لاقت رواجًا لدى العامة، وتكررت في غلاف مجلة نيوزويك (عدد 11 يناير 1988 تضمن صورة لآدم وحواء على الغلاف، بعنوان "البحث عن آدم وحواء")، ^{[ 21 ]} وفي غلاف مجلة تايم في 26 يناير 1987. ^{[ 22 ]}

بعد فترة وجيزة من نشر الدراسة عام 1987، وُجهت انتقادات لمنهجيتها واستنتاجاتها الثانوية. ^{[ 23 ]} وكان كل من تحديد تاريخ جبل حواء وأهمية عمر النسب الأمومي البحت في استبدال السكان موضع جدل خلال تسعينيات القرن العشرين؛ ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]} وأكد آلان تمبلتون (1997) أن الدراسة "لم تدعم فرضية الأصل الأفريقي الحديث للبشرية جمعاء بعد الانفصال بين الأفارقة وغير الأفارقة قبل 100 ألف عام"، كما أنها "لم تدعم فرضية الاستبدال العالمي الحديث للبشر القادمين من أفريقيا". ^{[ 28 ]}

كان تحديد كان، ستونكينج وويلسون (1987) لعدد قليل نسبياً من البشر في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى متسقاً مع فرضية كان (1982) وقدم دعماً كبيراً لسيناريو "الخروج الحديث من أفريقيا".

في عام 1999، تغلب كرينغز وآخرون على مشاكل التوقيت الجزيئي التي افترضها ني (1992) ^{[ 29 ]} عندما وجدوا أن تسلسل الحمض النووي للميتوكوندريا لنفس المنطقة كان مختلفًا بشكل كبير عن السلف المشترك الأحدث مقارنةً بأي تسلسل بشري. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

في عام 1997، نشر بارسونز وآخرون (1997) دراسةً حول معدلات طفرات الحمض النووي للميتوكوندريا في عائلة واحدة موثقة جيدًا ( عائلة رومانوف الملكية الروسية). في هذه الدراسة، حسبوا معدل طفرات أعلى بأكثر من عشرين ضعفًا من النتائج السابقة. ^{[ 32 ]}

على الرغم من وجود بعض القيود التحليلية في البحث الأصلي، فقد أثبت تقدير عمر السلف المشترك الأحدث للميتوكوندريا (mt-MRCA) متانته. ^{[ 33 ] [ 34 ]} وقد ظلت تقديرات العمر الأحدث متوافقة مع التقدير المنشور عام 1987 والذي يتراوح بين 140 و200 ألف سنة : فقد حدد تقدير عام 2013 عمر حواء الميتوكوندرية بحوالي 160 ألف سنة (ضمن هامش الخطأ في التقدير الأصلي)، وعمر سلف الإنسان من العصر الحجري القديم ( Out of Africa II) بحوالي 95 ألف سنة. ^{[ 3 ]} وأفادت دراسة أخرى أجريت عام 2013 (استنادًا إلى تسلسل الجينوم لـ 69 شخصًا من 9 مجموعات سكانية مختلفة) أن عمر حواء الميتوكوندرية يتراوح بين 99 و148 ألف سنة، وعمر السلف المشترك الأحدث للكروموسوم Y (Y-MRCA) بين 120 و156 ألف سنة. ^{[ 2 ]}

من المفاهيم الخاطئة الشائعة حول حواء الميتوكوندرية الاعتقاد بأنها كانت المرأة الوحيدة على قيد الحياة في ذلك الوقت، نظرًا لأن جميع النساء الأحياء اليوم ينحدرن منها في سلالة أنثوية متصلة . ^{[ 43 ]} مع ذلك، تشير دراسات الحمض النووي النووي إلى أن العدد الفعلي لسكان البشر القدماء لم ينخفض ​​قط عن عشرات الآلاف. ^{[ 47 ]} قد يكون لنساء أخريات عشن في زمن حواء أحفاد على قيد الحياة اليوم، ولكن ليس في سلالة أنثوية مباشرة. ^{[ 48 ]}

تعريف حواء الميتوكوندريا ثابت، لكن المرأة التي تنطبق عليها هذه التعريف في عصور ما قبل التاريخ قابلة للتغيير. بمعنى آخر، لا تتغير معرفتنا بزمان ومكان عيش حواء الميتوكوندريا فحسب نتيجة للاكتشافات الجديدة، بل تتغير حواء الميتوكوندريا نفسها. تتغير حواء الميتوكوندريا عندما ينقطع نسل الأم وابنتها. ويستنتج من تعريف حواء الميتوكوندريا أنها أنجبت ابنتين على الأقل، لكل منهما سلالة أنثوية متصلة استمرت حتى يومنا هذا. في كل جيل، تنتهي سلالات الميتوكوندريا  - عندما تموت امرأة تحمل حمضًا نوويًا ميتوكوندريًا فريدًا دون أن تنجب بنات. عندما تنقرض السلالات الميتوكوندرية لبنات حواء الميتوكوندرية، ينتقل لقب "حواء الميتوكوندرية" من الابنة المتبقية عبر ذريتها الأمومية، حتى الوصول إلى أول ذرية أنجبت ابنتين أو أكثر، واللاتي ينحدرن منهن جميع البشر الأحياء عبر النسب الأمومي. بمجرد انقراض سلالة ما، تُفقد نهائيًا، وبالتالي فإن هذه الآلية لا تُؤدي إلا إلى نقل لقب "حواء الميتوكوندرية" إلى الأمام زمنيًا. ^{[ 49 ]}

نظراً لأنّ رسم خرائط الحمض النووي للميتوكوندريا لدى البشر غير مكتمل إلى حد كبير، فإنّ اكتشاف سلالات حية من الحمض النووي للميتوكوندريا تسبق مفهومنا الحالي لـ"حواء الميتوكوندريا" قد يؤدي إلى نقل هذا اللقب إلى امرأة أقدم. وقد حدث هذا لنظيرها الذكر، "آدم الكروموسوم Y"، عندما تم اكتشاف سلالة Y أقدم، وهي المجموعة الفردانية A-00 . ^{[ 50 ]}

يُفترض أحيانًا أن حواء الميتوكوندرية عاشت في نفس زمن آدم ذي الكروموسوم Y (الذي ينحدر منه جميع الذكور الأحياء من جهة الأب)، وربما التقت به وتزاوجت معه. حتى لو صحّ هذا، وهو أمر يُعتبر حاليًا مستبعدًا للغاية، فسيكون مجرد صدفة. ومثل حواء الميتوكوندرية، يُرجّح أن آدم ذي الكروموسوم Y عاش في أفريقيا. إلا أن دراسة حديثة (مارس 2013) خلصت إلى أن حواء عاشت بعد آدم بفترة طويلة  - حوالي 140,000 عام. ^{[ 51 ]} (على النقيض، اعتبرت دراسات سابقة أن حواء عاشت قبل آدم). ^{[ 52 ]} وتشير دراسات أحدث إلى أنه ليس من المستحيل أن تكون حواء الميتوكوندرية وآدم ذو الكروموسوم Y قد عاشا في نفس الفترة الزمنية تقريبًا. ^{[ 53 ]}

حواء الميتوكوندرية هي السلف الأمومي المشترك الأحدث ، وليست السلف المشترك الأحدث . بما أن الحمض النووي للميتوكوندريا يُورث من الأم، وإعادة التركيب نادرة أو معدومة، فمن السهل نسبيًا تتبع أصول السلالات وصولًا إلى سلف مشترك أحدث؛ ومع ذلك، فإن هذا السلف المشترك الأحدث صالح فقط عند الحديث عن الحمض النووي للميتوكوندريا. يمكن لتسلسل تقريبي من الأحدث إلى الأقدم أن يسرد نقاطًا مهمة مختلفة في أصول التجمعات البشرية الحديثة.

• السلف المشترك الأحدث للبشر . لا يُعرف على وجه التحديد الفترة الزمنية التي عاش فيها السلف المشترك الأحدث للبشر. وقد طرح رود وزملاؤه "تخمينًا تقريبيًا" مفاده أن هذا السلف ربما وُجد قبل 5000 عام؛ ومع ذلك، يذكر المؤلفون أن هذا التقدير "مبدئي للغاية، وأن النموذج يحتوي على العديد من مصادر الخطأ الواضحة، إذ كان دافعه اعتبارات الرؤية النظرية وسهولة التطبيق أكثر من الواقعية". ^{[ 54 ]} قبل بضعة آلاف من السنين فقط من ظهور السلف المشترك الأحدث الذي يشترك فيه جميع البشر الأحياء، كان الوقت الذي لم يترك فيه أي من البشر الذين كانوا على قيد الحياة آنذاك أي نسل على قيد الحياة اليوم، أو كانوا أسلافًا مشتركين لجميع البشر الأحياء اليوم. ومع ذلك، يصعب التوفيق بين هذا التاريخ المتأخر والانتشار الجغرافي لجنسنا البشري وما ترتب عليه من عزلة المجموعات المختلفة عن بعضها البعض. على سبيل المثال، من المقبول عمومًا أن السكان الأصليين لتسمانيا كانوا معزولين عن جميع البشر الآخرين بين ارتفاع مستوى سطح البحر بعد العصر الجليدي الأخير قبل حوالي 8000 عام ووصول الأوروبيين. تشير التقديرات إلى أن السلف المشترك الأحدث حتى بالنسبة للسكان البشريين ذوي الصلة الوثيقة يعود إلى ما يزيد عن 5000 عام. ^{[ 55 ]}
• نقطة الأجداد المتطابقة . بعبارة أخرى، "لكل إنسان في الوقت الحاضر نفس مجموعة الأجداد الجينيالوجيين" الذين كانوا على قيد الحياة عند "نقطة الأجداد المتطابقة" في الزمن. وهذا أحدث بكثير من الوقت الذي يُفترض أن حواء الميتوكوندرية عاشت فيه. ^{[ 54 ]}
• حواء الميتوكوندريا، السلف المشترك الأخير لجميع البشر الأحياء من السلالة الأنثوية.
• "آدم ذو الكروموسوم Y"، السلف المشترك الأحدث من السلالة الذكرية لجميع البشر الأحياء.

قد يبدو من غير المرجح أن سلالة أمومية واحدة فقط هي التي نجت حتى يومنا هذا من بين العديد من النساء اللواتي كنّ على قيد الحياة في زمن السلف الأمومي المشترك الأخير لجميع البشر الأحياء ("حواء الميتوكوندريا"). قد يستند هذا التصور إلى افتراض أن التجمعات البشرية كانت كبيرة ومتنامية باستمرار، وهي ظروف يُتوقع في ظلها استمرار سلالات متعددة. في المقابل، تشير الأدلة الأثرية والوراثية إلى أن التجمعات البشرية كانت صغيرة نسبيًا، ومتوزعة جغرافيًا، وعرضة لتقلبات كبيرة بدلًا من النمو المستدام، وذلك خلال معظم العصر البليستوسيني المتأخر. ^{[ 56 ] [ 57 ]} في ظل هذه الظروف، يكون حجم التجمع الفعال محدودًا، ويؤدي الانحراف الوراثي إلى فقدان السلالات باستمرار مع مرور الوقت. ^{[ 58 ] [ 59 ]} على النقيض من ذلك، بعد تطور الزراعة (حوالي 10000 قبل الميلاد)، تغيرت الظروف بحيث حدث نمو سكاني مستدام مع حجم سكاني أكبر بكثير مقارنةً بالفترات السابقة. ^{[ 60 ]} في علم الوراثة السكانية، يزداد الوقت المتوقع لظهور السلف المشترك مع ازدياد حجم السكان الفعال، ويمتد أكثر في التجمعات السكانية المتنامية، بحيث تستمر سلالات متعددة لفترات طويلة بدلاً من اندماجها السريع. ^{[ 61 ] [ 62 ]} والأهم من ذلك، في نظرية التفرع، عندما يتجاوز متوسط ​​عدد النسل واحدًا، يكون للسلالات احتمال إيجابي للاستمرار إلى أجل غير مسمى؛ ومع وجود العديد من السلالات الأولية، فهذا يعني أنه من المتوقع استمرار سلالات متعددة بدلاً من اختزالها إلى سلالة واحدة باقية. ^{[ 63 ]} هذه الحقيقة الإحصائية، التي تُعد أساس الحدس الاحتمالي الموصوف أعلاه، لا تنطبق على الظروف السكانية التي كانت سائدة خلال الفترة الزمنية ذات الصلة، وهي عصر البليستوسين.