Ett foerste menneskelig par?

Er det et første menneskelig par i vårt fortid? Nye bevis og argumenter
Ann Gauger; 5. mars 2018
Oversatt herfra.

Bilde 1: Adam og Eva etter utvisning fra paradis, av Paolo Veronese [Offentlig domene], c. 1580-1588, via Wikimedia Commons.

Dennis Venema er lektor ved Trinity Western University. Hans bok Adam og genomet er under aktiv diskusjon her og på BioLogos. Det sentrale spørsmålet som følger med i tittelen på den boken er: utelukker vårt genom Adam? Kunne menneskeheten ha sin opprinnelse i et første par, eller måtte det komme fra en befolkning på minst flere tusen?
Dette spørsmålet har blitt behandlet av mange forskere tidligere, siden menneskelige genetiske data begynte å rulle inn. Og alle av dem, så vidt jeg vet, har sagt at ja, vårt genom utelukker Adam. Vi er et produkt av vanlig nedstigning. Vi stammer fra en apelignende befolkning på minst flere tusen. Dette har vi hørt før.

Nå er det her det blir interessant. Det har pågått en debatt på BioLogos i flere måneder som ble utløst av Venema’s bok. Debatten handler om hvorvidt det kunne vært en flaskehals av to på en gang i menneskeheten. Denne diskusjonen ble startet da Richard Buggs , seniorforskerleder (Plant Health) ved Royal Botanic Gardens Kew og Reader in Evolutionary Genomics ved Queen Mary, University of London , utfordret Dennis Venema om hva Venema skrev i Adam og Genome.

Venema hadde hevdet:
“Siden vår metodikk blir mer sofistikert og flere data blir undersøkt, vil vi sannsynligvis viderefinere våre estimater [av menneskelig befolkningsstørrelse] i fremtiden. Når det er sagt, kan vi være sikre på at vi finner bevis på at vi ble opprettet uavhengig av andre dyr, eller at vi bare kommer ned fra bare to personer, bare ikke kommer til å skje. Noen ideer i naturvitenskap er så godt støttet at det er svært lite sannsynlig at nye bevis vil vesentlig endre dem, og disse er blant dem. Solen er i sentrum av vårt solsystem, mennesker utviklet seg, og vi utviklet oss som en befolkning.

Enkelt sagt, DNA-bevis indikerer at mennesker kommer ned fra en stor befolkning fordi vi som art er så genetisk mangfoldige i dag at en stor forfedre befolkning er nødvendig for å overføre det mangfoldet til oss. Hittil har alle genetiske analyser som anslår forfedre befolkningsstørrelser, blitt enige om at vi stammer fra en befolkning på tusen, ikke et enslig forfedrepar. Selv om mange av disse metodene er uavhengige av hverandre, er alle metoder som er benyttet til dags dato, enige om at menneskelig slanking ikke har dyppet under flere tusen personer de siste tre millioner årene eller mer – lenge før vår slekt var i nærheten av det vi ville kaller “menneske”. Således er hypotesen om at mennesker bare nedstammer fra et forfedrepar, ikke funnet noen eksperimentell støtte – og det er derfor en ikke som genetikere ser den som levedyktig.”

Så kom to nye forskere inn i debatten med Venema og Buggs. Bemerkelsesverdig er ingen ID-talsmenn, begge bekrefter evolusjonsteorien, og begge kom til lignende konklusjoner ad forskjellige veier. En populasjonsgenetiker ved navn Dr. Steve Schaffner fra Broad Institute i Cambridge, Massachusetts, kjørte en simulering for å avgjøre om en flaskehals av to personer var mulig. Han fant ut at en flaskehals ikke kunne utelukkes ved eldre enn 500 000 år siden. Hans analyse av allelfrekvenser kunne ikke skille mellom allelfrekvenser oppnådd etter en flaskehals på to og de fra nåværende genetiske data. Dr. Joshua Swamidass, assisterende professor i institutt for patologi og immunologi ved Washington University i St. Louis, anslo tiden til de siste fire allelene i genomet. En allel er en versjon av et gen. Vi bærer alle to kopier av hvert gen (untatt kjønns-kromosomer), så en flaskehals av to personer ville ha maksimalt fire alleler per gen. Hans analyse viste også at den siste tiden da en flaskehals på to personer, eller fire alleler, kunne ha skjedd, var omtrent for 500 000 år siden. Begge forskerne brukte eksperimentelt godkjente mutasjonsrater i sine modeller, og de nøyaktige detaljene er verdt å se nærmere på –her.

Dette er en stor sak. Den opprinnelige påstanden om at vi måtte komme fra en befolkning på tusen er feil, fordi det er datoer der vi ikke kan fortelle om det var en flaskehals på to. Arbeidet til Schaffner og Swamidass har åpnet muligheten for et første par. Det kan ikke utelukkes at mellom for rundt 500.000 år siden og for 7 millioner år siden, da vi antok å deles fra sjimpanser. Hvis du vil lese diskusjonen for deg selv, kan du gå her (du må gå frem og tilbake, det er en lang diskusjon) eller se Dr. Swamidass sammendrag her.

Dette viser ikke eksistensen av et første par, men det viser hvordan det kan være mulig. Påstanden om at vår befolkning aldri var mindre enn tusenvis er feil. Ingen kan hevde at en flaskehals på to aldri kunne ha skjedd. Disse beregningene kommer fra Schaffner og Swamidass, som begge har argumentert mot oss mange ganger tidligere om spørsmål om felles avstamning og design. Så dette er en tidevannsskifte for BioLogos, og hvis det blir verifisert og publisert, vil det føre til uro.
500 tusen års datoen utelukker heller ikke andre datoer basert på andre tilnærminger og forskjellige forutsetninger. Vi har foreslått en alternativ modell for å teste effekten av en rekke variabler, for eksempel effekten av en strukturert befolkning, migrasjon og opprinnelig genetisk mangfold, på populasjonsstatistikk –her.

En annen utfordring til en flaskehals på to
Det er imidlertid et annet argument mot en mulig flaskehals. Det har å gjøre med gener som har mange alleler (forskjellige versjoner av genet), tilsynelatende for mange til å passere gjennom en flaskehals på to. Mange gener er involvert i immunsystemet, og har så mange som tusen alleler per gen kjent for tiden. årsaken til det utrolige mangfoldet er å kunne forsvare seg mot det største utvalget av sykdommer og parasitter. Jo mer mangfold det er i befolkningen, desto større er sannsynligheten for at arten overlever en ny utfordring.
Mange av disse menneskelige HLA-celler (human leukocyt antigen) alleler er lik alleler for det samme genet i sjimpanser og edderkopp-aper –her. Når det ble oppdaget, ble dette antatt at disse liknende allelene ble arvet av vanlig nedstigning fra den opprinnelige befolkningen som alle tre artene kom fra. Allelenene var alle til stede i den opprinnelige befolkningen, den ble teoretisert over, og i det hver art divergerte, arvet hver en delmengde av alleler fra den forfedte befolkningen. Undergruppene overlappet, noe som betyr at alleler ville bli delt mellom arter. Det ble postulert at delmengden av alleler arvet av hver art ville ha vært for mange til å ha kommet gjennom en befolkning flaskehals på to.
Denne hypotesen kalles Trans-Species Polymorfisme (TSP), og spesielt på 1990-tallet var det det sentrale argumentet mot muligheten for små flaskehalser. Francisco Ayala og Jan Klein var blant de fremste fortalerne, og HLA-gener av immunsystemet ble brukt som fremste eksempler på TSP.

Det er imidlertid andre muligheter som kan forklare likheten mellom alleler på tvers av arter: originalt mangfold, som betyr allelle-forskjeller fra begynnelsen, som i vår foreslåtte modell eller konvergerende evolusjon. Når to sekvenser ligner hverandre, men ikke er relatert til vanlig nedstigning, sies de å ha utviklet seg ved konvergent evolusjon. I denne hypotese ligner alleler hverandre fordi de utviklet den samme sekvensen uavhengig. Hver forklaring postulerer at allelene ikke er relatert i forhold til felles avstamning.
Ved å merke noen metodologiske feil i Ayalas papirer bestemte Swamidass seg for å undersøke. Han sa på Peaceful Science diskusjonsforum:
“For øyeblikket synes Ayala-artikkelen å være den eneste studien som viser mer enn 4 allel-linjer med trans-spesifikasjon. Hans analyse, estimerte imidlertid ikke konfidens, heller ikke anvendte den fylogenetikk for å bestemme avstamningslinjer (det brukte sekvenslikhet i stedet). I løpet av 22 år kan jeg ikke finne en artikkel som replikerer hans funn med bedre metoder (eller noen metoder). Sikkert, trans-arter variasjon har blitt observert, men ikke mer enn 4 avstamningslinjer, så langt jeg kan fortelle. Dette er ikke nok bevis for å gjøre et trygt krav mot en enkelt generasjons-flaskehals.” [Utheving i originalen.]

 Dr. Swamidass ønsket å avgjøre om TSP var bevis på fortidige linjer som hadde gått gjennom flere spesielle arrangementer, eller om det var resultatet av konvergent evolusjon. Han fant en artikkel utgitt i 2016 av Asli Vahdat og Andreas Wagner som så etter bevis på konvergent utvikling i det menneskelige genom. Fra deres abstrakt:
“Vi analyserer menneskelige genom-forskningsdata fra 1000 genom-prosjektet, og konstruerer haploide genotype (haplotype) nettverk for 12 235 proteinkodende gener. Strukturen av disse nettverkene varierer mye mellom gener, noe som indikerer forskjellige mønstre av variasjon til tross for en felles evolusjonær historie. Vi fokuserer på de genene hvis genotype nettverk viser mange sykluser, som kan indikere homoplasi, dvs. parallell eller konvergent evolusjon, på sekvensnivå.” [Kursiv lagt til.]
La oss definere hva en syklus er. En syklus dannes når et haplotype-nettverk viser (flere) parallelle baner fra en haplotype til en annen. Med andre ord, i stedet for å vise et lineært mønster mellom haplotyper, som representerer vanlig avstamning, vises en syklus som en firkant, sekskant eller åttekant av relasjoner, med noder som representerer haplotyper og kanter som representerer mutasjonene som knytter nodene sammen.

Fra forfatterne:
“Anta for eksempel at genotype 1 [TG] er forfedre-messig til de andre genotyper, og forskjellige substitusjoner (A10T og A20G) produserer genotyper 2 [TA] og 3 [AG] fra den. Genotype 3 opplever deretter en ekstra A10T-substitusjon som skaper genotype 4 [AA] …”
Fra genotype 2 [TA] er det også mulig å få 4 [AA] med en A10T-mutasjon. Så det er 2 ruter for å komme til genotypen [AA] og de er begge tilstede i genotypene som er samplet. I forfatterens ord:
“Sykluser krever sekvensendringer som gjør etterkommerne til en (eller flere) genotyper mer like snarere enn mindre like. Med andre ord krever sykluser en form for homoplasi, dvs. parallell eller konvergent utvikling.
For 42 gener er det observerte antall sykluser så stort at det ikke kan forklares ved en tilfeldighet homoplasi eller rekombinasjon. Når vi analyserte mulige forklaringer, oppdaget vi bevis for positiv seleksjon i 21 av disse genene og i tillegg en potensiell rolle for begrenset variasjon og rensing. Balanserende seleksjon spiller i det minste en liten rolle. De 42 gener med overskytende sykluser er beriket i funksjoner relatert til immunitet og respons på patogener. Genotype nettverk er representasjoner av genetiske variasjonsdata som kan bidra til å forstå uvanlige mønstre av genomisk variasjon.”

Dr. Swamidass uttalerom en av HLA-genene denne studien identifiserte:
“HLA-DRB1 er det mest variable HLA-genet. Det er bemerkelsesverdig for å ha over 500 kvadrater i DNA på bare 1000 individer, sammenlignet med et forventet antall mindre enn 10. Det betyr at hvis vi hadde forsøkt å sette DNA i et tre, ville vi se minst 500 mutasjoner uenige med et fylogenetisk tre. Dette er bare et fantastisk resultat, fordi det betyr at HLA-DRB1 alleler bare ikke er godt beskrevet som et tre. Variasjonen vi ser utvikler seg og gjenoppbygges igjen og igjen. Fantastisk.” [Utheving i originalen.]
Så TSP er ikke validert for disse svært polymorfe gener, spesielt HLA-DRB1, og konvergent evolusjon (eller originalt mangfold) er validert. Jeg adresserte forresten spørsmålet om HLA-DRB1s polymorfisme og TSP, og et første menneskepar i boken Science and Human Origin (2012). Den boken ble skrevet etter at jeg oppdaget at Francisco Ayalas argument mot muligheten for et første par basert på HLA-DRB1 ikke holdt mål. Min hypotese om et første par var basert på det jeg så i artikler om HLA-DRB1, særlig dette og dette, men hypotesen ble mer foreslått enn demonstrert. Jeg er glad for å se at noe av det jeg skrev, har blitt underbygget.

Så la meg omarbeide: Den beste forklaringen på likheten mellom alleler er konvergent evolusjon (eller muligens originalt mangfold -oversetters kursivering), og ikke TSP. Til slutt er denne analysen et sterkt bevis på at TSP ikke utelukker en flaskehals på to.

For å oppsummere er det veldig enkelt.
*En flaskehals på to som er eldre enn 500.000 år, kan ikke utelukkes. Det betyr ikke at en slik flaskehals har eksistert, men at muligheten ikke kan utelukkes. Fremtidige modeller kan endre antallet 500.000 år, opp eller ned.
*Dette er basert på en analyse av de genetiske dataene som drives av Drs. Schaffner og Swamidass, selv evolusjonære biologer og ikke ID-støttespillere.
*I tillegg sto flaskehalshypotesen opp til en test ved bruk av TSP (Trans-Species Polymorphism). Testen viste at TSP skyldtes konvergent utvikling (-eller originalt mangfold -oversetters tillegg) . Dette var en overraskelse for Dr. Swamidass.
*En flaskehals på to, eller et første par for vår opprinnelse eldre enn 500 000 år, er mulig .
*Evolusjonære biologer, inkludert Dennis Venema, kan ikke lenger si at vi måtte komme fra en befolkning på 10.000 til enhver tid i løpet av de siste 3 millioner årene.

Hele denne debatten har kommet som en overraskelse for mange.

Tager: Adam og EvaAdam and the GenomeallelerflaskehalsDNAgenotypeteistisk evolusjon.

 

Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund