Genetische Adam en Eva

Figuur: National Human Genome Research Institute (Wikimedia commons, publiek domein)

In menselijke cellen bevat de nucleus 99,5% van het DNA. De helft ervan kwam van de moeder en de helft van de vader. Omdat beide helften samengevoegd zijn, is het moeilijk om te bepalen welke ouder bijdroeg aan welk klein segment, dus de helft van dit DNA verandert met elke generatie. Echter, buiten de nucleus van elke cel bevinden zich duizenden kleine energie producerende organellen, mitochondria genaamd, die elk een cirkelvormig stuk DNA bevatten. Dit is het mitochondriaal DNA, en wordt enkel via de moeder doorgegeven. Zij kreeg dit van haar moeder, en die van haar moeder, en zo verder. Buiten enkele kleine mutaties blijft dit mtDNA quasi ongewijzigd. In 1987, publiceerde een team van de Universiteit van California te Berkeley een baanbrekende studie waar het mtDNA van 147 mensen van de vijf geografische regio’s van de wereld werd vergeleken.  [1] [2]  De studie besloot dat alle 147 vrouwen dezelfde vrouwelijke voorouder hebben. Zij wordt nu de “mitochondriale Eva” genoemd. Wanneer leefde de mitochondriale Eva? Om dit te beantwoorden moet men kijken naar hoe vaak een mutatie gebeurt in mtDNA. Initiële schattingen waren gebaseerd op de volgende redenering: “Ongeveer 6 miljoen jaar geleden divergeerden mensen van chimpansees. Omdat het mtDNA in mensen en chimpansees verschilt op 1000 plaatsen, gebeurt er een mutatie om de 12.000 jaar.” De berekening gebeurde dus op de veronderstelling dat de chimpansee “de voorouder” van de mens is. Een andere benadering was door te veronderstellen dat Australië ca 40.000 jaar geleden voor het eerst bevolkt werd. Het gemiddelde aantal mutaties onder de Australische aboriginals gedeeld door 40.000 jaar gaf een ander extreem trage mutatiesnelheid voor het mtDNA. Deze schattingen, gebaseerd op evolutie, leidden tot de aanname dat Eva ca. 200.000 jaar geleden leefde. Dit verbaasde evolutiewetenschappers, en vooral paleoantropologen, die geloofden dat de eerste menselijke vrouw 6 miljoen jaar geleden leefde. Ze krabden zich in het haar en veronderstellen dat er op een bepaald moment in de geschiedenis een “genetische bottleneck” moet zijn gebeurd, waardoor de menselijke populatie zeer klein werd en wij daardoor allemaal van één vrouw afstammen.

Een grotere verrassing, zelfs ongeloof, kwam in 1997, toen werd bekend gemaakt dat mutaties in het mtDNA 20 keer sneller gebeuren dan werd geschat. [3]  Reeds in 1991 groeven enkele Russen een massagraf op, waarvan men dacht dat het de laatste Russische tsaar bevatte die in de revolutie werd vermoord. Er werden op z’n minst 9 skeletten gevonden van verschillende leden van de koninklijke familie en hun personeel. Ze vergeleken het mitochondriaal DNA van levende verwanten met het DNA in de beenderen van de negen skeletten. Wat ze vonden verraste iedereen: de overeenkomst met de verwanten was nauw, maar er was een mismatch. Er gebeurde een mutatie. Statistisch gesproken zouden er geen mutaties mogen gebeuren voor 300 tot 600 generaties.

Er was dus heteroplasmie in de familie. [4] Dr. Parsons vond dat heteroplasmie regelmatiger aanwezig was dan verwacht, dus deden hij en zijn collega’s een studie. Ze bestudeerden 357 individuen van 134 verschillende, maar gerelateerde families. Ze waren verbijsterd toen ze ontdekten dat er wel 10 verschillende mutaties waren. Dit gaf een mutatiesnelheid die veel sneller gebeurt, namelijk om de 800 jaar, of 40 generaties. Dit is ruwweg 20 keer sneller dan wat verwacht werd. De hogere mutatiesnelheid kon volgens hen ook niet in rekening worden gebracht bij mutatie-hotspots, die misschien heen en weer muteren en in de lange termijn geen verandering teweeg brengen (flip-flop).  Dr. Howell bestudeerde de genetische geschiedenis van een Australische familie. Men onderzocht de D-lus-regio van het mitochondriaal DNA van 45 leden van een grote maternaal gelinkte groep mensen. In de studie vonden ze twee mutaties die doorgegeven werden aan andere leden van de familie. De mutaties bevonden zich in de actuele sperma- en eicellen. Dit zorgde ervoor dat verschillende nakomelingen alle drie de mitochondriale DNA-types erfden, een conditie die triplasmie wordt genoemd: een vorm van heteroplasmie waarbij iemand drie verschillende kopieën heeft van het mitochondriaal DNA. In deze studie vond men dat de mutatiesnelheid 1 op 25 tot 40 generaties was.  Zonder te veronderstellen dat mensen en chimpansees een zelfde voorouder hadden of dat Australië 40.000 jaar geleden werd bevolkt, kunnen mutatiesnelheden nu direct vergeleken worden door het mtDNA van moeder-kind te vergelijken. Indien men deze veel snellere mutatiesnelheid gebruikt, van deze twee studies, als basis voor een nieuwe mitochondriale tijdsmeter, dan komt men uit dat Eva een luttele 6500 tot 6000 jaar geleden leefde, eerder dan 200.000 jaar geleden. Voor alle duidelijkheid: deze becijferingen werden niet gemaakt door creationisten, maar door evolutiewetenschappers.  [5]

Is er ook een “genetische Adam”? Bij de bevruchting ontving elke man van zijn vader een segment van het DNA dat op het Y-chromosoom ligt. Dit maakt hem een man. Indien we allemaal afstamden van één man, dan zouden alle mannen hetzelfde Y-chromosoomsegment moeten hebben, met uitzondering van een zeldzame mutatie. In 1995 toonde een studie waarbij een staal werd genomen van 38 mannen wereldwijd, geen verandering in dit segment van het Y-chromosoom dat altijd van de vader wordt geërfd. Indien mensen waren geëvolueerd en alle mensen afstamden van een man die 500.000 jaar geleden leefde, dan zou ieder ongeveer 19 mutaties dragen. Had hij 150.000 jaar geleden geleefd, dan zouden 5,5 mutaties worden verwacht.

Maar omdat er geen veranderingen werden gevonden, leefde onze gezamenlijke vader wellicht slechts enkele duizenden jaren geleden.  [6]

In 2010 werd een vergelijkende studie gemaakt tussen het DNA op het Y-chromosoom van mensen en chimpansees. Het verschil was meer dan 30%. En indien we allemaal van dezelfde vrouw afstammen, maar er nog andere vrouwen leefden op hetzelfde tijdstip, kan hun continue keten van vrouwelijke afstammelingen geëindigd zijn, hun mtDNA stierf dan uit. Dit gebeurt ook met familienamen. Het zou ook kunnen dat vele andere mannen leefden naast onze “genetische Adam”, maar geen nakomelingen hebben tot op vandaag.

Maar de vraag is dan: hoe waarschijnlijk is het dat andere mannen enkele duizenden jaren geleden leefden en vandaag geen afstammelingen meer hebben, en dat andere vrouwen 6000 jaar geleden leefden, maar geen vrouwelijke afstammelingen achterlieten, wetende dat we vandaag zitten met een wereldpopulatie van 7 miljard mensen?


[1] http://www.creationscience.com/onlinebook/FAQ317.html

[2] http://www.mhrc.net/mitochondrialEve.htm

[3] http://www.mhrc.net/mitochondrial.htm

[4] Heteroplasmie wordt veroorzaakt door mutaties in het mitochondriaal DNA, waardoor men in een cel, die meerdere mitochondria heeft, meerdere types mitochondriaal DNA kan vinden. Normaal bevatten alle mitochondria hetzelfde DNA.

[5] “Regardless of the cause, evolutionists are most concerned about the effect of a faster mutation rate. For example, researchers have calculated [previously] that ‘mitochondrial Eve’—the woman whose mtDNA was ancestral to that in all living people—lived 100,000 to 200,000 years ago in Africa. Using the new clock, she would be a mere 6000 years old.” Ann Gibbons, “Calibrating the Mitochondrial Clock,” Science, Vol. 279, 2 January 1998, p. 29.

“If molecular evolution is really neutral at these sites [occurs at a constant rate at all sites], such a high mutation rate would indicate that Eve lived about 6500 years ago—a figure clearly incompatible with current theories on human origins.” Laurence Loewe and Siegfried Scherer, “Mitochondrial Eve: The Plot Thickens,” Trends in Ecology & Evolution, Vol. 12, 11 November 1997, p. 422.

[6] Robert L. Dorit et al., “Absence of Polymorphism at the ZFY Locus on the Human Y Chromosome,” Science, Vol. 268, 26 May 1995, pp. 1183–1185.

A similar study found that this same DNA segment differed considerably in three types of apes: a chimpanzee, two orangutans, and three gorillas. For the three gorillas it was identical, as it was for the two orangutans. [See Wes Burrows and Oliver A. Ryder, “Y-Chromosome Variation in Great Apes,” Nature, Vol. 385, 9 January 1997, pp. 125–126.]