sabato 7 febbraio 2009

la storia di Adamo ed Eva

Mi piace lasciarmi trasportare dalle suggestioni che provengono dai commenti, quindi parliamo pure di Eva mitocondriale. Non che io sia un esperto in tale settore di conoscenze, ma trovo che il miglior modo di capire le cose, spesso, consiste nel cercare di spiegarle nella maniera più chiara possibile.

L'Eva mitocondriale, dunque, e come ben spiegato da questo articolo segnalatomi da Dario, è l'antenato comune più recente di tutti gli esseri umani viventi secondo una linea di discendenza esclusivamente femminile. In parole semplici è la mamma della mamma della mamma ... di mia madre, ma anche la mamma della mamma della mamma ... di tua madre o di qualsiasi altra persona. Definita così, la sua esistenza in un certo momento del passato è una necessità logica, almeno una volta accettata la teoria dell'origine comune dell'umanità.

Si presume infatti che tutti i viventi abbiano una e una sola madre. L'insieme delle madri dei viventi, quindi, non può essere più grande dell'insieme dei viventi, e anzi sarà probabilmente molto più piccolo, visto che alcune madri hanno generato più figli. Se quindi ripetiamo l'operazione sull'insieme delle madri, tracciando l'insieme di tutte le nonne, e poi di tutte le bisnonne, e così via, otterremo degli insiemi sempre più piccoli di individui, fino ad arrivare al punto in cui l'insieme è composto da un solo individuo. Tale individuo è l'Eva mitocondriale.

Questa donna, chiunque fosse, non era a conoscenza di essere così speciale e che un giorno i biologi si sarebbero interessati a lei. Non era nemmeno l'unica donna della sua specie vivente all'epoca, e sicuramente non si chiamava Eva di nome e Mitocondriale di cognome. Tuttavia oggi viene chiamata così in omaggio al personaggio biblico di Eva, grazie al fatto fortuito che solo lei, fra tutte le donne che vivevano nella sua epoca, ha avuto una serie ininterrotta di discendenti femmine proseguita fino ai nostri giorni, fra cui si trova sia la madre di Bush che quella di Bin Laden.

Il cognome attuale, invece, deriva dal fatto che il Dna contenuto nei mitocondri delle nostre cellule è differente da quello del nucleo, e a differenza del Dna nucleare non viene ereditato da entrambi i genitori, ma solo dalla madre. Il Dna contenuto nei mitocondri di noi maschietti, ahimé, si trova in un vicolo cieco evoluzionistico: non lascerà discendenti. Quindi il Dna mitocondriale di ognuno di noi è proprio quello trasmessoci da Eva.

Oltre all'Eva mitocondriale, però, deve esistere anche un Adamo Y-cromosomico. Pure il cromosoma Y, infatti, viene ereditato solo dal padre. L'Adamo Y-cromosomico quindi è l'antenato comune più recente di tutti i maschi viventi (le femmine stavolta sono escluse in quanto non hanno il cromosoma Y) secondo una linea di discendenza esclusivamente maschile.

Ora, quello che a volte riesce difficile da capire o visualizzare mentalmente è che, in barba al racconto biblico, Eva mitocondriale e Adamo Y-cromosomico non devono essere affatto moglie e marito. Probabilmente anzi non si conoscevano nemmeno (e magari manco si sarebbero piaciuti) e sono vissuti in epoche differenti. Un'immagine (trovata su Wikimedia inglese) dovrebbe però chiarire il concetto:


Qui Eva ha solo figlie femmine, e ne consegue dunque che suo marito non può in nessun modo essere Adamo (sempre che non si voglia pensar male...). Adamo, in questo schema, non c'è. Nessun quadratino bianco della generazione 1 ha trasmesso il proprio cromosoma Y a tutti i maschi della generazione 6: il quadratino C della generazione 1 è l'antenato per via maschile del primo e del secondo quadratino della generazione 6, ma non degli altri, mentre il quadratino D potrebbe essere l'Adamo del terzo e quarto quadratino dell'ultima fila, ma non degli altri.

Un'altra cosa interessante da notare, del diagramma, è come Eva non sia affatto l'antenato comune più recente di tutti i viventi, o almeno non l'unico. Osserviamo, infatti, il pallino fucsia che si trova nella sua stessa fila, e proviamo a tracciarne la discendenza (tutta). Vedremo che quella donna e suo marito sono gli antenati di tutti gli individui della sesta generazione. La stessa cosa, in realtà, vale anche per il pallino verde e quello arancione. Quindi tutti i contemporanei di Eva possono ambire al titolo di "antenato comune più recente", però sarebbe anche molto semplice tracciare un diagramma dove una coppia di antenati comune a tutta l'umanità si trova in una generazione di molto posteriore a quella in cui si trova Eva.

Si tratta in fondo di una questione probabilistica: ognuno di noi ha quattro nonni (maschi e femmine), ma solo due di questi sono nonne, e solo una è la nonna materna. Ogni generazione indietro, il numero di antenati raddoppia, ma l'antenata in linea materna resta sempre una, quindi in ogni generazione è molto più facile trovare antenati comuni a me e un'altra persona, che antenati comuni per via esclusivamente matrilineare.

Inoltre, siccome il nostro più recente antenato comune dev'essere molto più prossimo di Eva, tutte le contemporanee di Eva o non hanno eredi oggi, oppure sono, con grande probabilità, nostre antenate comuni. Questo perché il più recente antenato comune avrà un gran numero di antenati, che sono a loro volta nostri antenati comuni, e risalendo indietro nelle generazioni aumenta sempre di più la probabilità che chiunque abbia lasciato una discendenza oggi faccia parte di questa catena (qui ho corretto un errore rispetto alla prima versione del post).

Ci si potrebbe chiedere a questo punto cos'ha Eva di tanto speciale da attirare l'attenzione dei biologi, visto che è solo una delle nostre antenate, con l'unica particolarità che ha avuto un gran numero di discendenti femmine. L'unico motivo per cui Eva è più famosa delle sue contemporanee è solo che, grazie alle caratteristiche del Dna mitocondriale, lei è in qualche modo rintracciabile. Ovvero non sapremo mai come si chiamava in realtà e chi fosse di preciso, ma abbiamo una certa idea di quando e dove è vissuta.

Il Dna mitocondriale presente nelle nostre cellule, come detto, è proprio quello di Eva, eccettuate le mutazioni, e a differenza del Dna nucleare non si è mischiato tramite riproduzione sessuata col Dna di altri individui fino a diventare una poltiglia irriconoscibile. Inoltre ha una sequenza molto breve, di circa 16.000 nucleotidi. Se noi confrontiamo quindi il Dna mitocondriale di due persone prese a caso, possiamo rapidamente vedere di quanto differiscono a seguito delle mutazioni casuali, e conoscendo la frequenza con cui avvengono le mutazioni, possiamo anche stimare quanto tempo fa le due linee di Dna hanno cominciato a differenziarsi.

Una grande variabilità genetica all'interno di un certo gruppo umano indicherebbe inoltre che quel gruppo è molto antico e ha cominciato a differenziarsi prima del resto della popolazione mondiale, mentre un gruppo che presenta una certa uniformità genetica dev'essere invece più recente. Questo non significa che alcuni gruppi siano più "primitivi" visto che la differenza genetica di ognuno da noi dal nostro antenato comune è la stessa, ma analizzando, tramite modelli troppo complessi per essere qui riassunti, i vari "pattern" di mutazioni presenti in diversi gruppi, possiamo farci un'idea di chi si è separato da chi e quando.

I risultati degli studi effettuati sul Dna mitocondriale indicherebbero quindi una origine comune dell'umanità (per lo meno per via matrilineare) 150.000-200.000 anni fa in Africa, coerentemente con le ipotesi già fatte dagli studiosi precedenti, secondo cui appunto il primo ceppo di homo sapiens da cui ha avuto origine tutta l'umanità viveva nelle savane africane (ma non tutti sono d'accordo: forse un giorno parlerò dell'ipotesi della scimmia acquatica).

Gli studi successivi effettuati sul cromosoma Y indicherebbero invece che Adamo è vissuto molto più recentemente, circa 75.000 anni fa. Ma Adamo ed Eva, come detto, non hanno nulla di veramente speciale: volendo potremmo prendere un qualsiasi pezzettino di codice genetico e cercare di risalire la corrente, come si è fatto con Adamo ed Eva: gli studiosi ritengono che tutto il nostro patrimonio genetico deriva da una popolazione (non coeva) di circa 80.000 individui. In quelle 80.000 persone si trova tutto il patrimonio genetico (sempre eccettuate le mutazioni) dei 6 miliardi di individui viventi oggi.

Si tratta però di risultati non definitivi, discussi e controversi, in quanto non tutti accettano i modelli usati e anche le stime sulla velocità delle mutazioni sono suscettibili di cambiamento. Altre obiezioni riguardano la possibilità che i mitocondri dello spermatozoo possano essere trasmessi alla progenie, o che il loro Dna possa ricombinarsi. L'ipotesi out of Africa rimane però quella maggiormente corroborata dai dati oggi disponibili. Le divergenze riguardano comunque la sola identificazione di Eva mitocondriale, e non la sua esistenza, che è certa.