Utelukker vitenskapen et første menneskelig par? Genetiker Richard Buggs sier nei
Ann Gauger; 3. oktober 2017
Oversatt herfra.
Bilde 1. Skulptur -Adam og Eva. kreditt: music4life, via Pixabay.
Dennis Venema -teistisk evolusjonist, og lektor i biologi ved Trinity Western University, og Scot McKnight, professor i NT ved Northern Seminary, har skrevet en bok, 'Adam and the Genome: Reading Scripture after Genetic Science', som omhandler spørsmålet om menneskelig opprinnelse. Venema forsvarer standard vitenskapelig fortelling om neo-darwinisme og menneskelig opprinnelse, mens McKnight forsøker å forene kristen teologi med vitenskapen. Fordi boken hevder at vitenskapen motbeviser eksistensen av en historisk Adam og Eva, er det verdt å svare på i detalj.
Et av kravene Venema gjør i sin bok er at den effektive befolkningsstørrelsen til vår siste vanlige forfedre -her; med sjimpanser aldri har vært færre enn 10.000. Faktisk sammenlikner han sikkerheten i den erklæringen med vår sikkerhet om heliosentrisme. Det er et ekstremt krav som krever grunngivelse. Forutsatt ingen flaskehalser, ville dette utelukke muligheten for et opprinnelig menneskepar som forgjengerne til menneskeheten.
Effektiv populasjonsstørrelse er svært vanskelig å bestemme. Faktisk, i noen situasjoner kan den effektive befolkningsstørrelsen ikke bestemmes (On the Meaning and Existence of an Effective Population Size; P. Sjödin, I. Kaj, S. Krone, M. Lascoux og M. 
Nordborg (2005) Genetics 169: 1061 -1070). Så noen estimater angående effektiv befolkningsstørrelse bør møtes litt skeptisk.
Du trenger ikke å ta mitt (Gaugers) ord for det. Richard Buggs, en britisk biolog som har publisert over tretti artikler om genetikk i tidsskrifter som Nature , Current Biology , Evolution og Philosophical Transactions of the Royal Society , skrev til Venema for å legge ut sine anliggender i mai i år. Venema svarte ikke å på Buggs e-post, så Buggs postet det online i forrige uke, og tweetet en lenke til den her. I sitt brev skriver han om effektive befolknings-størrelse estimater: "Som du sikkert kjenner til, er effektiv befolkningsstørrelse et mål for befolkningens følsomhet for drift, i stedet for et forsøk på å måle befolkningens størrelse. Jeg ville være veldig nølende med å stole for mye på et estimat av tidligere effektiv befolkningsstørrelse.
Bilde 2. Def. på populasjon
Kunne vi ha begynt med en befolkning på 10.000 og da hatt en flaskehals på to? Åpenbart er dette estimatet relevant for menneskets opprinnelse, siden en flaskehals på to ville tyde på en slags unik begynnelse. Venema sier en flaskehals på to er umulig basert på nivåene av det menneskelige genetiske mangfold som finnes i dag.
"Hvis en art ble dannet gjennom en slik begivenhet [av et enkelt forfedrepar] eller hvis en art ble redusert i antall til et enkelt avls-par på et tidspunkt i sin historie, ville det etterlate et tellermerke på dens genom som ville vedvare for hundretusener av år - en alvorlig reduksjon i genetisk variabilitet for arten som helhet.
Buggs svarer:
"Det er lett å ha misvisende intuisjoner om befolkningens genetiske effekt av en kort, plutselig flaskehals. For eksempel foreslo Ernst Mayr at mange arter hadde gått gjennom ekstreme flaskehalser i grunnleggende hendelser. Han hevdet at ekstremt tap av mangfold i slike hendelser ville fremme evolusjonær endring. Hans intuisjon om tap av mangfold i flaskehalser var imidlertid feil, og hans argument mistet mye av sin styrke da befolkningsgenetikere (M. Nei, T. Maruyama og R. Chakraborty 1975 Evolution , 29 (1): 1-10) viste at selv en flaskehals i form av et enkelt par ikke ville føre til massiv nedgang i genetisk mangfold, dersom den ble etterfulgt av rask befolkningsvekst. Når to personer tas tilfeldig fra en eksisterende stor befolkning, vil de i gjennomsnitt bære 75% av dens heterozygositet (M. Slatkin og L. Excoffier 2012 Genetics 191: 171-181). Fra en flaskehals av en enkelt befruktet kvinne, hvis befolkningsstørrelsen dobles hver generasjon, vil befolkningen etter mange generasjoner ha over halvparten av heterozygositeten til befolkningen før flaskehalsen (Barton og Charlesworth 1984, Ann. Rev. Ecol. Syst . 15: 133-64). Hvis befolkningstilveksten er raskere enn dette, vil andelen av forårsaket heterozygositet , være høyere.
Dette betyr at et enkelt par enkeltpersoner kan bære en stor heterozygositet med dem gjennom en flaskehals, forutsatt at de kommer fra en forfedres befolkning med høyt mangfold og gjennomgår rask befolkningsvekst etter flaskehalsen. De vil passere det meste av det mangfoldet til befolkningen de fant, så lenge befolkningen vokser raskt.
Buggs fortsetter å diskutere det relative genetiske mangfoldet av sjimpanser ved 5,7 millioner SNPs (single nucleotide polymorphisms) og mennesker på 3,1 millioner (Prado-Martinez et al 2013 Nature ). Han gjør poenget at hvis et par sjimpanser ble flyttet til en isolert region hvor rask befolkningsvekst var mulig, ville den nye befolkningen ha liknende nivåer av genetisk variabilitet som for moderne mennesker.
Han forklarer:
Jeg oppgir ikke disse tallene fordi eksisterende sjimpanse-populasjoner ga opphav til moderne mennesker, men bare for å vise at det er vanskelig å se hvordan generelle nivåer av SNP-mangfold og heterozygositet hos moderne mennesker kan utelukke muligheten for en siste flaskehals av to personer. {oversetters understreking}
Bilde 3. Flaskehals- og andre effekter
Utover dette må vi legge til at eksplosiv befolkningsvekst hos mennesker har tillatt mange nye mutasjoner å raskt akkumulere i humane populasjoner, og regner med mange SNPs med mindre dominante (low minor) allelfrekvenser (A. Keinan og AG Clark (2012) Science 336 (6082): 740-743).
PSMC (pairwise sequentially Markovian coalescent) analyse er en metode som brukes av populasjonsgenetikere for å forsøke å gjenopprette historien om menneskelige populasjoner. Venema diskuterer det i sin bok. Dessverre kan han ikke bruke den til å bevise at en plutselig, kort flaskehals aldri skjedde. I det originale Li og Durbin 2011- dokumentet som beskriver PSMC-analyse, oppfatter forfatterne at en øyeblikkelig reduksjon i populasjonsstørrelse ikke ble oppdaget som sådan, men i stedet "spredt over flere ti tusen år i PSMC-rekonstruksjonen." Fortsatt arbeid i Beth Shapiro lab viser også at PSMC-metoden ikke nøyaktig kan rekonstruere abrupte flaskehalser.
Buggs oppsummerer sine problemer med Venema analyse:
"Generelt er jeg bekymret for at studiene du siterte ikke satte ut for å teste hypotesen om at mennesker har passert gjennom en enkelt flaskehals. De prøver rett og slett å rekonstruere de mest sannsynlige tidligere effektive befolkningsstørrelser av menneskeheten, gitt standardforutsetningene for populasjonsgenetiske modeller. Jeg personlig ville føle meg ille til mote ved å hevde at de beviser at en kort plutselig flaskehals er umulig. 
Andre forskere har argumentert mot Venemas posisjon ved å bestride nøkkelforutsetninger, inkludert ideen om felles avstamning. Buggs argument er gyldig, selv om felles avstamning er sant eller ikke. Faktisk har han fortalt meg at han antar felles forfedre, men argumenterer for at vi fortsatt kan komme fra et enkelt par som forfedre.
Bilde 4. Behøves: egnet modell for populasjonsgenetikk
Det som trengs er en modell som ikke stole på standard antagelser om populasjonsgenetikk. Nylig har Hössjer, Gauger og Reeves foreslått en slik alternativ modell. Modellen -her , når den er programmert, vil være tilgjengelig for bruk av alle til å teste effekten av forskjellige startforhold, som populasjonsstørrelse, graden av genstrøm, rekombinasjon og mutasjonshastigheter, mate valgeffekter og til slutt effektene av utvelgelsen. Utfallet av ulike scenarier kan testes og sammenlignes med oppsummeringsstatistikk fra moderne populasjoner for å bestemme hvilke scenarier som best forklarer nåværende populasjoner.
Til slutt, gitt Buggs kritikk, virker Venema påstander, at vår utgangspopulasjon var minst 10.000, og at vi ikke kunne kommet fra bare to, uberettiget. Visselig kan ikke Venema hevde at disse er fakta, like sikre som heliosentrisme. Han skulle i det minste erkjenne fakta ovenfor og mykne sine påstander. Ytterligere revisjon kan være nødvendig etter resultatene fra Hössjer, Gauger og Reeves modell. Vi får se.
Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund
