Согласно идее [1], в этой работе приведено доказательство теоремы о существовании митохондриальной Евы и Y-хромосомного Адама. Утверждение теоремы находится в согласии с палеонтологическими и генетическими исследованиями происхождения человека.
Проведенные на рубеже XX-XXI веков исследования митохондриальной ДНК (мтДНК) и Y-хромосом современных людей показали, что все современное человечество происходит от небольшой популяции, жившей в Восточной Африке примерно 160–200 тыс. лет назад. К настоящему времени установлено, что примерно 100–60 тыс. лет назад небольшая группа сапиенсов вышла из Африки, и потомки их постепенно заселили всю Землю. Таким образом, все современное внеафриканское человечество, частично смешанное с неандертальцами и денисовцами (а может еще с кем-то), является потомками этой группы переселенцев.
Оказалось, что если построить основанное на экспериментальных данных эволюционное дерево мтДНК современных людей и двигаться по его ветвям сверху вниз (из настоящего в прошлое), то все ветви в итоге сходятся в одну точку во времени и пространстве. Это Восточная Африка, примерно 160–200 тысяч лет назад. Так появилась в научной печати и в СМИ «митохондриальная Ева» (мтЕва) (митохондрии передаются по материнской линии), а вслед за ней аналогичным образом возник и «Y-хромосомный Адам» (Y-хромосома есть только у мужчин и передается от отца к сыну). И Ева, и Адам жили примерно в то же время и в том же месте.
Эти результаты были восприняты как в СМИ, так и обычными людьми весьма неоднозначно, появились различные псевдонаучные спекуляции, поскольку не все поняли их истинный смысл. Однако, нет ничего удивительного в существовании условных ни Адама, ни Евы.
Сформулируем соответствующую теорему об Y-хромосомном Адаме и мтЕве [2,3].
ТЕОРЕМА (первая формулировка). При любом числе различных гаплотипов в изначальной предковой группе людей по прошествии определенного времени останутся потомки с гаплотипами одной митохондриальной Евы и одного Y-хромосомного Адама.
Таким образом, если теорема верна, то любые особи (по отдельности мужчины или женщины) современной популяции содержат участки ДНК, имеющее общее происхождение. Таким образом, приходим ко второй формулировке теоремы.
ТЕОРЕМА (вторая формулировка). «Любые гомологичные (то есть имеющие общее происхождение) участки ДНК где-нибудь в прошлом неизбежно сходятся в одну точку, то есть в одну предковую молекулу ДНК». Такая формулировка приведена А.В. Марковым [4], правда, к сожалению, теоремой он это не назвал.
Эта точка вовсе не обязательно совпадает с моментом возникновения вида. Более того, если брать разные гомологичные участки ДНК, каждый из них даст свою, отличную от других «точку сходимости». Для доказательства теоремы во второй формулировке нам понадобится одна из четырех аксиом, сформулированная Б.М. Медниковым в [5], где впервые в биологии введена аксиоматика. Обсуждение четырех аксиом Медникова и фундаментальных биологических констант приведено в [1].
Аксиома 3. В процессе передачи от поколения к поколению генетические программы, в результате многих причин, изменяются случайно и ненаправленно, и лишь случайно эти изменения оказываются приспособительными.
В биологии весьма часто бывают исключения из правила. Сформулированная выше третья аксиома справедлива в первом приближении. Некоторые исключения из этого правила (которые совершенно не затрагивают доказательство нашей теоремы) приведены в книге А.В. Маркова [6].
Приведем доказательство теоремы во второй формулировке. Пусть существуют два представителя разных гаплотипов, соответственно передающихся по наследству от далеких предков до настоящего времени, и их «родословные» не пересекаются. Наличие предков у каждой линии в количестве 2 в степени N (N – число поколений) показывает, что поскольку в прошлом такого количества особей просто быть не могло, то это говорит о том, что «родословные» по гаплотипу особи где-то когда-то пересекались. Но нам важнее другое. Главное, чтобы пересекались непосредственные предки по мужской линии (для Y-хросомного Адама). Предположим, что таких мужских предков в одной линии N, в другой – К. Если они тоже нигде никогда не пересекались, то значит, что в одно или в разное время у разных особей в разных линиях произошли совершенно одинаковые мутации. Согласно Аксиоме 3, о том, что мутации случайны, это практически невероятно. Следовательно, линии N и К пересекались и имеют совместного общего предка. Эти же рассуждения справедливы и для мтЕвы.
В связи с этим доказательством - справедливости теоремы во второй формулировке, и ввиду очевидности эквивалентности обеих формулировок, нам представляется важным остановиться на следующем.
В [4] А.В. Марковым приведено некое «показательство» теоремы в первой формулировке, т.е. как она работает, и откуда берутся научные Ева и Адам. Кроме того, там же рассмотрены некоторые фантастические ситуации, при которых Ева или Адам никогда не появятся. Особо А.В. Марков отмечает следующее:
«По мнению ряда экспертов, приблизительное совпадение (по времени) результатов по мтДНК и Y-хромосоме – не более чем случайность, отчасти объясняющаяся тем, что оба этих участка генома имеют общее свойство: они присутствуют у каждого человека лишь в одном экземпляре (точнее, в одном варианте: «экземпляров» гораздо больше, они есть в каждой клетке, но все одинаковые). Большинство других участков генома – любые участки ядерных неполовых хромосом – присутствуют в двух вариантах, один из которых получен от отца, другой от матери. Есть еще Х-хромосома, занимающая промежуточное положение: у женщин она присутствует в двух экземплярах, у мужчин в одном.
Американский антрополог и генетик Алан Темплтон еще в 2005 г. обратил внимание на тот факт, что ожидаемое время схождения эволюционного дерева, построенного для отдельного участка ДНК, в одну точку зависит от того, в скольких вариантах присутствует данный участок в организме. Быстрее всего должны сходиться как раз мтДНК и Y-хромосома (что и наблюдается, они сходятся 160–200 тыс. лет назад). Это не значит, что именно тогда и появился Нomo sapiens. По мнению Темплтона, это значит лишь, что данные участки генома не годятся для реконструкции более давних событий.»
Литература
1.Хапачев Ю.П. Фундаментальные константы химии и биологии // Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). 2000. Т. 44. Вып. 3. С. 3–6.
2.Хапачев Ю.П., Дышеков А.А., Оранова Т.И., Шустова Т.И. Современная естественнно-научная картина мира Курс лекций. III–V части. Актуальные вопросы современного естествознания. Нальчик. 2018. Вып. 16. С.25-30.
3.Yurii Khapachev, Arthur Dyshekov, Tatyana Oranova and Tatyana Shustova.
The Modern Natural Science Picture of the World.2020.P.113-115. Cambridge Scholars Publishing.
4. Марков А.В. Эволюция человека. Книга первая. Обезьяны кости и гены. М. Астрель, Corpus. 2011. 464 с.
5. Медников Б.М. Аксиомы биологии. М.: Знание. 1982. 136 с.
6. Марков А.В. Рождение сложности. М. Астрель, Corpus. 2010. 552 с.