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Antepasado común más reciente

Un ancestro común más reciente ( ACMR ), también conocido como último ancestro común ( LCA ) o concestor (término acuñado por Nicky Warren [ 1 ] ), es el individuo más reciente ...

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Un ancestro común más reciente ( ACMR ), también conocido como último ancestro común ( LCA ) o concestor (término acuñado por Nicky Warren [ 1 ] ), es el individuo más reciente del que se infiere que descienden todos los organismos de un conjunto . Generalmente se asume que el ancestro común más reciente de un taxón superior fue una especie . El término también se utiliza para referirse a la ascendencia de grupos de genes ( haplotipos ) en lugar de organismos.

En ocasiones, la ascendencia de un grupo de individuos puede determinarse consultando un árbol genealógico establecido , aunque este puede referirse únicamente a las líneas patrilineales o matrilineales en organismos con reproducción sexual que cuentan con dos progenitores, cuatro abuelos, etc. Sin embargo, en general, es imposible identificar el ancestro común más reciente (ACMR) exacto de un grupo numeroso de individuos, pero a menudo se puede estimar la época en que vivió dicho ancestro. Estas estimaciones del tiempo hasta el ancestro común más reciente ( ACMR ) pueden basarse en los resultados de pruebas de ADN y en las tasas de mutación establecidas en la genealogía genética, o bien mediante un modelo matemático no genético o una simulación por ordenador.

En los organismos que se reproducen sexualmente , el ancestro común más reciente (ACMR) matrilineal y el ancestro común más reciente (ACMR) patrilineal son los ACMR de una población determinada, considerando únicamente la descendencia matrilineal y patrilineal , respectivamente. Por definición, el ACMR de una población no puede ser mayor que su ACMR matrilineal ni su ACMR patrilineal. En el caso del Homo sapiens , el ACMR matrilineal y el ancestro común más reciente (ACMR-mt) también se conocen como " Eva mitocondrial " (ACMR-mt) y " Adán del cromosoma Y " (ACMR-Y), respectivamente. Se desconoce la edad del ACMR humano. No es mayor que la edad del ACMR-Y ni del ACMR-mt, estimada en 200 000 años.

A diferencia de los árboles genealógicos de individuos humanos o linajes domesticados, donde se conoce la ascendencia histórica para varias generaciones pasadas, los ancestros no son directamente observables ni reconocibles en la inferencia de relaciones entre especies o grupos taxonómicos superiores ( sistemática o filogenética ). Los ancestros son inferencias basadas en patrones de relación entre taxones inferidos en un análisis filogenético de organismos existentes y/o fósiles . [ 2 ]

El último ancestro común universal (LUCA) es el ancestro común más reciente de toda la vida actual en la Tierra, que se estima que vivió hace entre 3.5 y 3.8 mil millones de años (en el Paleoarcaico ). [ 3 ] [ 4 ] [ nota 1 ]

ancestro común más reciente de diferentes especies

EuryarchaeotaNanoarchaeotaThermoproteotaProtozoaAlgaePlantaeSlime moldsAnimalFungusGram-positive bacteriaChlamydiotaChloroflexotaActinomycetotaPlanctomycetotaSpirochaetotaFusobacteriotaCyanobacteriaThermophilesAcidobacteriotaPseudomonadota
Árbol evolutivo que muestra la divergencia de las especies modernas a partir del último ancestro universal en el centro. [ 6 ] Los tres dominios están coloreados: las bacterias en azul, las arqueas en verde y los eucariotas en rojo.

El proyecto de descripción completa de las relaciones filogenéticas entre todas las especies biológicas se denomina " árbol de la vida ". Esto implica la inferencia de las edades de divergencia para todos los clados hipotéticos ; por ejemplo, se estima que el ancestro común más reciente (ACMR) de todos los carnívoros ( gatos , perros , etc.) divergió hace unos 42 millones de años ( Miacidae ). [ 7 ]

El concepto del último ancestro común desde la perspectiva de la evolución humana se describe para un público general en El cuento del ancestro, de Richard Dawkins . Dawkins enumera los "ancestros" del linaje humano en orden de edad creciente, incluyendo hominino (humano - chimpancé ), hominino (humano - gorila ), homínido (humano - orangután ), hominoide (humano - gibón ), y así sucesivamente en 40 etapas en total, hasta el último ancestro común universal (humano - bacteria ).

ancestro común más reciente de una población identificada por un único marcador genético.

También es posible considerar la ascendencia de genes individuales (o grupos de genes, haplotipos) en lugar de la de un organismo en su conjunto. La teoría coalescente describe un modelo estocástico de cómo la ascendencia de dichos marcadores genéticos se relaciona con la historia de una población.

A diferencia de los organismos, un gen se transmite de una generación a la siguiente, ya sea como réplicas perfectas de sí mismo o como genes descendientes ligeramente mutados . Mientras que los organismos poseen grafos de ascendencia y descendencia a través de la reproducción sexual , un gen tiene una única cadena de ancestros y un árbol de descendientes. Un organismo producido por fecundación cruzada sexual ( alogamia ) tiene al menos dos ancestros (sus progenitores inmediatos), pero un gen siempre tiene un ancestro por generación.

ancestro común más reciente (ACMR) patrilineal y matrilineal

Mediante selección o deriva genética aleatoria , el linaje se remonta a una sola persona. En este ejemplo, a lo largo de 5 generaciones, los colores representan las líneas matrilineales extintas y el negro la línea matrilineal descendiente del ancestro común más reciente (mt-MRCA).

El ADN mitocondrial (ADNmt) es prácticamente inmune a la mezcla sexual, a diferencia del ADN nuclear, cuyos cromosomas se recombinan en la herencia mendeliana . Por lo tanto, el ADN mitocondrial puede utilizarse para rastrear la herencia matrilineal y encontrar a la Eva mitocondrial (también conocida como la Eva africana ), la antepasada común más reciente de todos los humanos a través de la vía del ADN mitocondrial.

Asimismo, el cromosoma Y está presente como un único cromosoma sexual en el individuo masculino y se transmite a los descendientes varones sin recombinación. Puede utilizarse para rastrear la herencia patrilineal y para encontrar al Adán del cromosoma Y , el ancestro común más reciente de todos los humanos a través de la vía del ADN-Y.

Investigadores han establecido fechas aproximadas para la Eva mitocondrial y el Adán del cromosoma Y mediante pruebas de ADN genealógico . Se estima que la Eva mitocondrial vivió hace unos 200 000 años. Un artículo publicado en marzo de 2013 determinó que, con un 95 % de confianza y siempre que no existan errores sistemáticos en los datos del estudio, el Adán del cromosoma Y vivió entre 237 000 y 581 000 años atrás. [ 8 ] [ 9 ]

Por lo tanto, el ancestro común más reciente de todos los humanos que viven hoy tendría que haber vivido más recientemente que cualquiera de ellos. [ 10 ] [ nota 2 ]

Es más complicado inferir la ascendencia humana a través de los cromosomas autosómicos . Si bien un cromosoma autosómico contiene genes que se transmiten de padres a hijos mediante la segregación independiente de solo uno de los dos progenitores, la recombinación genética ( entrecruzamiento cromosómico ) mezcla genes de cromátidas no hermanas de ambos progenitores durante la meiosis , cambiando así la composición genética del cromosoma.

Estimaciones del tiempo hasta el ancestro común más reciente

Se estima que los distintos tipos de ancestros comunes más recientes (ACMR) vivieron en diferentes épocas del pasado. Estas estimaciones del tiempo hasta el ACMR ( TMRCA ) también se calculan de manera diferente según el tipo de ACMR que se considere. Los ACMR patrilineales y matrilineales (Eva mitocondrial y Adán del cromosoma Y) se rastrean mediante marcadores de un solo gen, por lo que su TMRCA se calcula en función de los resultados de las pruebas de ADN y las tasas de mutación establecidas, como se practica en la genealogía genética. El tiempo hasta el ACMR genealógico (ancestro común más reciente por cualquier línea de descendencia) de todos los humanos vivos no se puede rastrear genéticamente porque el ADN de la gran mayoría de los ancestros se pierde por completo después de unos pocos cientos de años. Por lo tanto, se calcula en función de modelos matemáticos no genéticos y simulaciones por computadora.

Dado que la Eva mitocondrial y el Adán del cromosoma Y se rastrean mediante genes individuales a través de una única línea parental ancestral, el tiempo hasta estos ancestros comunes más recientes (ACMR) genéticos será necesariamente mayor que el del ACMR genealógico. Esto se debe a que los genes individuales se fusionan más lentamente que el rastreo de la genealogía humana convencional a través de ambos progenitores. Este último solo considera a individuos humanos, sin tener en cuenta si algún gen del ACMR calculado sobrevive realmente en cada persona de la población actual. [ 12 ]

TMRCA mediante marcadores genéticos

El ADN mitocondrial se puede utilizar para rastrear la ascendencia de un conjunto de poblaciones. En este caso, las poblaciones se definen por la acumulación de mutaciones en el ADNmt, y se crean árboles filogenéticos específicos para las mutaciones y el orden en que ocurrieron en cada población. El árbol se forma mediante el análisis de un gran número de individuos en todo el mundo para detectar la presencia o ausencia de un conjunto determinado de mutaciones. Una vez hecho esto, es posible determinar cuántas mutaciones separan una población de otra. El número de mutaciones, junto con la tasa de mutación estimada del ADNmt en las regiones analizadas, permite a los científicos determinar el tiempo aproximado hasta el ancestro común más reciente ( ACMR ), que indica el tiempo transcurrido desde que las poblaciones compartieron por última vez el mismo conjunto de mutaciones o pertenecieron al mismo haplogrupo .

En el caso del ADN del cromosoma Y, el TMRCA se obtiene de una manera diferente. Los haplogrupos del ADN-Y se definen por polimorfismos de un solo nucleótido en diversas regiones del ADN-Y. El tiempo hasta el MRCA dentro de un haplogrupo se define por la acumulación de mutaciones en las secuencias STR del cromosoma Y de ese haplogrupo únicamente. El análisis de redes de ADN-Y de haplotipos Y-STR que muestra un clúster no estrellado indica variabilidad de Y-STR debido a múltiples individuos fundadores. El análisis que produce un clúster estrellado puede considerarse como la representación de una población descendiente de un único ancestro. En este caso, la variabilidad de la secuencia Y-STR , también llamada variación de microsatélites , puede considerarse una medida del tiempo transcurrido desde que el ancestro fundó esta población en particular. Los descendientes de Gengis Kan o de uno de sus ancestros representan un famoso clúster estrellado que se remonta a la época de Gengis Kan. [ 13 ]

Los cálculos de TMRCA se consideran evidencia crucial al intentar determinar las fechas de migración de diversas poblaciones a medida que se extendían por el mundo. Por ejemplo, si se considera que una mutación ocurrió hace 30 000 años, entonces esta mutación debería encontrarse en todas las poblaciones que divergieron después de esa fecha. Si la evidencia arqueológica indica una expansión cultural y la formación de poblaciones aisladas regionalmente, entonces esto debe reflejarse en el aislamiento de mutaciones genéticas posteriores en esa región. Si la divergencia genética y la divergencia regional coinciden, se puede concluir que la divergencia observada se debe a la migración, como lo demuestra el registro arqueológico. Sin embargo, si la fecha de divergencia genética ocurre en un momento diferente al del registro arqueológico, entonces los científicos tendrán que buscar evidencia arqueológica alternativa para explicar la divergencia genética. El problema se ilustra mejor en el debate en torno a la difusión demográfica versus la difusión cultural durante el Neolítico europeo . [ 14 ]

TMRCA de todos los seres humanos vivos

Se desconoce la edad del ancestro común más reciente (ACMR) de todos los humanos vivos. No necesariamente es mayor que la edad del ACMR matrilineal o patrilineal, cuya edad estimada oscila entre aproximadamente 100 000 y 200 000 años atrás. [ 15 ]

Un estudio realizado por los matemáticos Joseph T. Chang, Douglas Rohde y Steve Olson utilizó un modelo teórico para calcular que el ancestro común más reciente (ACMR) pudo haber vivido hace relativamente poco tiempo, posiblemente hace tan solo 2000 años. Concluye que el ACMR de todos los humanos actuales probablemente vivió en Asia Oriental, lo que le habría dado acceso clave a poblaciones extremadamente aisladas en Australia y América. Entre las posibles ubicaciones del ACMR se incluyen lugares como las penínsulas de Chukchi y Kamchatka, cercanas a Alaska; lugares como Indonesia y Malasia, cercanas a Australia; o lugares como Taiwán o Japón, más intermedios entre Australia y América. Chang determinó que la colonización europea de América y Australia fue demasiado reciente como para haber tenido un impacto sustancial en la edad del ACMR. De hecho, si América y Australia nunca hubieran sido descubiertas por los europeos, el ACMR estaría solo un 2,3 % más atrás en el tiempo. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]

Cabe señalar que la edad del ancestro común más reciente (ACMR) de una población no corresponde a un cuello de botella poblacional , y mucho menos a una "primera pareja". Más bien, refleja la presencia de un único individuo con un alto éxito reproductivo en el pasado, cuya contribución genética se ha generalizado en toda la población con el tiempo. También es incorrecto suponer que el ACMR transmitió toda, o incluso ninguna, información genética a cada persona viva. Mediante la reproducción sexual , un ancestro transmite la mitad de sus genes a cada descendiente en la siguiente generación; en ausencia de colapso del pedigrí , después de solo 32 generaciones, la contribución de un solo ancestro sería del orden de 2 −32 , un número proporcional a menos de un par de bases dentro del genoma humano . [ 19 ]

Ancestros idénticos apuntan

El ancestro común más reciente (ACMR) es el ancestro común más reciente compartido por todos los individuos de la población en consideración. Este ACMR bien podría tener contemporáneos que también sean ancestros de algunos, pero no de todos, los individuos de la población actual. El punto de ancestros idénticos es un punto en el pasado más remoto que el ACMR en el que ya no existen organismos que sean ancestros de algunos, pero no de todos, los individuos de la población moderna. Debido al colapso del pedigrí, los individuos modernos aún pueden mostrar agrupamiento, debido a las contribuciones muy diferentes de cada población ancestral. [ 20 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ La composición del LUCA no es directamente accesible como fósil, pero puede estudiarse comparando los genomas de sus descendientes , organismos que viven en la actualidad. De esta manera, un estudio de 2016 identificó un conjunto de 355 genes que se infiere que estaban presentes en el LUCA. [ 5 ]
  2. ↑ Nociones como la de Eva mitocondrial y Adán del cromosoma Y dan lugar a ancestros comunes más antiguos que los de todos los humanos vivos. [ 11 ]

Referencias

  1. ↑ Dawkins, Richard; Wong, Yan (2016). El cuento del ancestro: Una peregrinación al amanecer de la evolución . Houghton Mifflin Harcourt. pág.  11. ISBN 978-0-544-85993-7.
  2. ↑ Brower, Andrew VZ; Schuh, Randall T. (2021). Sistemática biológica: principios y aplicaciones (Tercera ed.). Ithaca, Nueva York: Cornell University Press. ISBN  978-1-5017-5279-7.
  3. ↑ Doolittle, W. Ford (febrero de 2000). "Desarraigando el árbol de la vida". Scientific American . 282 (2): 90– 95. Bibcode : 2000SciAm.282b..90D . doi : 10.1038/scientificamerican0200-90 . PMID 10710791 . 
  4. ↑ Glansdorff, Nicolas; Xu, Ying; Labedan, Bernard (diciembre de 2008). "El último ancestro común universal: surgimiento, constitución y legado genético de un precursor esquivo" . Biology Direct . 3 (1): 29. doi : 10.1186/1745-6150-3-29 . PMC 2478661. PMID 18613974 .  
  5. ↑ Wade, Nicholas (25 de julio de 2016). "Conoce a Luca, el ancestro de todos los seres vivos" . New York Times . Consultado el 25 de julio de 2016 .
  6. ↑ Ciccarelli, Francesca D.; Doerks, Tobias; von Mering, Christian; Creevey, Christopher J.; Snel, Berend; Bork, Peer (3 de marzo de 2006). "Hacia la reconstrucción automática de un árbol de la vida de alta resolución". Science . 311 (5765): 1283– 1287. Bibcode : 2006Sci...311.1283C . CiteSeerX 10.1.1.381.9514 . doi : 10.1126/science.1123061 . PMID 16513982 . S2CID 1615592 .   
  7. ↑ Eizirik, Eduardo; Murphy, William J.; Koepfli, Klaus-Peter; Johnson, Warren E.; Dragoo, Jerry W.; Wayne, Robert K.; O'Brien, Stephen J. (julio de 2010). "Patrón y cronología de la diversificación del orden de mamíferos Carnivora inferidos a partir de múltiples secuencias de genes nucleares" . Molecular Phylogenetics and Evolution . 56 (1): 49– 63. Bibcode : 2010MolPE..56...49E . doi : 10.1016/j.ympev.2010.01.033 . PMC 7034395. PMID 20138220 .  
  8. ↑ Mendez, Fernando; Krahn, Thomas; Schrack, Bonnie; Krahn, Astrid-Maria; Veeramah, Krishna; Woerner, August; Fomine, Forka Leypey Mathew; Bradman, Neil; Thomas, Mark; Karafet, Tatiana M.; Hammer, Michael F. (7 de marzo de 2013). "Un linaje paterno afroamericano añade una raíz extremadamente antigua al árbol filogenético del cromosoma Y humano" ( PDF) . American Journal of Human Genetics . 92 (3): 454– 59. doi : 10.1016/j.ajhg.2013.02.002 . PMC 3591855. PMID 23453668. Archivado del original (PDF) el 24 de septiembre de 2019. Recuperado el 13 de marzo de 2013 .  (fuente primaria)
  9. ↑ Barrass, Colin (6 de marzo de 2013). "El padre de todos los hombres tiene 340.000 años" . New Scientist . Consultado el 13 de marzo de 2013 .
  10. ↑ Dawkins, Richard (2004). El cuento del antepasado, una peregrinación al amanecer de la vida . Boston: Houghton Mifflin Company. ISBN 978-0-618-00583-3.
  11. ↑ Hartwell 2004 , pág. 539.
  12. ↑ Chang, Joseph T.; Donnelly, Peter; Wiuf, Carsten; Hein, Jotun; Slatkin, Montgomery; Ewens, WJ; Kingman, JFC (1999). "Ancestros comunes recientes de todos los individuos actuales" (PDF) . Advances in Applied Probability . 31 (4): 1002–26 , discusión y respuesta del autor, 1027–38 . CiteSeerX 10.1.1.408.8868 . doi : 10.1239/aap/1029955256 . S2CID 1090239. Recuperado el 29 de enero de 2008 .  
  13. ↑ Zerjal, Tatiana; Xue, Yali; Bertorelle, Giorgio; Wells, R. Spencer; Bao, Weidong; Zhu, Suling; Qamar, Raheel; Ayub, Qasim; Mohyuddin, Aisha; Fu, Songbin; Li, Pu; Yuldasheva, Nadira; Ruzibakiev, Ruslan; Xu, Jiujin; Shu, Qunfang; Du, Ruofu; Yang, Huanming; Hurles, Matthew E.; Robinson, Elizabeth; Gerelsaikhan, Tudevdagva; Dashnyam, Bumbein; Mehdi, S. Qasim; Tyler-Smith, Chris (marzo de 2003). "El legado genético de los mongoles" . The American Journal of Human Genetics . 72 (3): 717– 721. doi : 10.1086/367774 . PMC 1180246 . PMID 12592608 .  
  14. ^ Morelli, Laura; Contú, Daniela; Santoni, Federico; Whalen, Michael B.; Francalacci, Paolo; Cucca, Francesco (29 de abril de 2010). "Una comparación de la variación del cromosoma Y en Cerdeña y Anatolia es más consistente con la difusión cultural que demica de la agricultura" . MÁS UNO . 5 (4) e10419. Código Bib : 2010PLoSO...510419M . doi : 10.1371/journal.pone.0010419 . PMC 2861676 . PMID 20454687 .  
  15. ↑ Poznik, G. David; Henn, Brenna M.; Yee, Muh-Ching; Sliwerska, Elzbieta; Euskirchen, Ghia M.; Lin, Alice A.; Snyder, Michael; Quintana-Murci, Lluis; Kidd, Jeffrey M.; Underhill, Peter A.; Bustamante, Carlos D. (2 de agosto de 2013). "La secuenciación de los cromosomas Y resuelve la discrepancia en el tiempo hasta el ancestro común de hombres y mujeres" . Science . 341 ( 6145): 562– 565. Bibcode : 2013Sci...341..562P . doi : 10.1126/science.1237619 . PMC 4032117. PMID 23908239 .  
  16. ↑ Crenson, Matt (julio de 2006). "Las raíces del árbol genealógico humano son superficiales" . The Washington Post . Consultado el 30 de junio de 2024 .
  17. ↑ Rohde, Douglas LT (11 de noviembre de 2003). "Sobre los ancestros comunes de todos los humanos vivos" (PDF) . tedlab.mit.edu . Archivado del original (PDF) el 30 de diciembre de 2018. Consultado el 1 de mayo de 2018 .
  18. ↑ "El "ancestro común más reciente" de todos los humanos vivos es sorprendentemente reciente . Science Daily . 30 de septiembre de 2004. Consultado el 30 de junio de 2024 .
  19. ↑ Zhaxybayeva, Olga; Lapierre, Pascal; Gogarten, J. Peter (mayo de 2004). « Mosaicismo genómico y linajes de organismos». Trends in Genetics . 20 (5): 254– 260. CiteSeerX 10.1.1.530.7843 . doi : 10.1016/j.tig.2004.03.009 . PMID 15109780. La paradoja del barco de Teseo […] se invoca con frecuencia para ilustrar este punto […]. Incluso niveles moderados de transferencia genética harán imposible reconstruir los genomas de los primeros ancestros;…  
  20. ↑ Rohde, Douglas LT; Olson, Steve; Chang, Joseph T. (septiembre de 2004). "Modelado del ancestro común reciente de todos los humanos vivos". Nature . 431 ( 7008): 562– 566. Bibcode : 2004Natur.431..562R . CiteSeerX 10.1.1.78.8467 . doi : 10.1038/nature02842 . PMID 15457259. S2CID 3563900 .   

Lecturas adicionales

  • Hartwell, Leland (2004). Genética: De los genes a los genomas (2.ª  ed.). Maidenhead: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-291930-1.
  • Walsh, Bruce (junio de 2001). "Estimación del tiempo hasta el ancestro común más reciente para el cromosoma Y o el ADN mitocondrial para un par de individuos" ( PDF) . Genetics . 158 (2): 897–912 . doi : 10.1093/genetics/158.2.897 . PMC 1461668. PMID 11404350 .