Tratat genetica: capitolul 7

Tratat genetica: capitolul 7

Comentariile sunt închise pentru Tratat genetica: capitolul 7

GENETICA  POPULAŢIILOR

 

                Genetica medicală se preocupă nu numai de stabilirea unui diagnostic corect al bolii unui pacient, dar şi de evaluarea riscului de recurenţă a afecţiunii la rudele sale. În această acţiune, specifică geneticii medicale, trebuie luate în considerare atât frecvenţa genelor mutante cât şi genotipurile persoanelor din populaţia generală care se căsătoresc cu membrii familiei bolnavului. Prin urmare, în genetica medicală, la evaluarea unui pacient, se va ţine cont atât de familie sa cât şi de populaţia căreia îi aparţine.

 

                A. FRECVENŢA GENELOR ŞI GENOTIPURILOR  ÎNTR-O POPULAŢIE

 

                1. DEFINIŢIA ŞI OBIECTIVELE GENETICII POPULAŢIILOR

 

                Prin populaţie se înţelege un grup (o comunitate) de indivizi cu o constelaţie comună de gene, care trăiesc în acelaşi habitat şi se împerechează la întâmplare (în panmixie), fără selecţia partenerilor de sex opus, pentru a produce descendenţi.

                Fiecare organism primeşte de la părinţii săi, prin genele gameţilor, informaţiile necesare pentru formarea şi dezvoltarea sa. În acest mod, membrii unei populaţii umane moştenesc şi transmit gene asemănătoare. Totalitatea genelor existente la un moment dat în populaţie alcătuiesc constelaţia sau fondul comun de gene ("gene pool" în limba engleză). Indivizii reprezintă "asocieri temporare şi specifice (unice) ale unor gene” din constelaţia de gene caracteristică populaţiei. Din acest punct de vedere populaţia biologică este mai curând "o populaţie de gene" decât un grup de indivizi; populaţiile pot fi deci descrise în termeni de frecvenţă a diferitelor gene alele şi genotipuri, care generează anumite fenotipuri.

De exemplu, în populaţia britanică frecvenţa relativă a genotipurilor grupului sanguin MN este următoarea: M/M -28%, NN – 22% şi M/N – 50%.

Grupele şi subgrupele populaţionale se deosebesc unele de altele prin constelaţia specifică (fondul) de gene, determinată de frecvenţele diferite ale alelelor multor loci.

Exemplele sunt numeroase dar deocamdată vom menţiona doar câteva:

– în sistemul polialelic al grupului sanguin ABO, alela B predomină în populaţia asiatică şi frecvenţa ei scade de la est spre vest; alela A predomină în vestul Europei, iar alela O în populaţia africană;

– sicklemia este frecventă în Africa, mucoviscidoza predomină în populaţia albă din Europa şi SUA, deficienţa în aldehid dehidrogenază 1 este comună în populaţia asiatică; boala Tay Sachs are o frecvenţă ridicată la grupurile de evrei Ashkenazi; coroideremia este comună în Finlanda; distrofia miotonică în Quebec, etc.

În populaţie, genele formează numeroase combinaţii care interacţionează şi se influenţează reciproc. Între gene se stabilesc relaţii alelice şi nonalelice care fac ca ansamblul lor să fie integrat (coadaptat). Acest fapt conferă constelaţiei genice a populaţiei o puternică coeziune. Împerecherea întâmplătoare (panmictică) a indivizilor din populaţie produce un schimb permanent de gene, care, printr-o continuă recombinare şi segregare meiotică, generează la descendenţi o heterozigoţie perpetuă şi masivă. Această mare bogăţie genotipică determină în populaţie o intensă variabilitate genetică. Ea explică unicitatea genetică a fiecărei persoane şi vigurozitatea, adaptabilitatea şi vitalitatea populaţiei. Exceptând parţial omul, la celelalte specii individul are un rol neînsemnat în evoluţie; rolul decisiv revine populaţiei aceasta reprezentând unitatea majoră a evoluţiei. Populaţia biologică este deci o populaţie de gene, o unitate de reproducere panmictică şi o unitate de evoluţie.

                Genetica populaţiior umane studiază frecvenţa genelor şi proporţiile relative ale diferitelor genotipuri în interiorul unei populaţii, precum şi factorii care menţin sau modifică frecvenţa lor de la o generaţie la alta. Evaluarea acestor parametri este utilă pentru:

§       definirea structurii genetice caracteristice populaţiei respective, prin frecvenţa specifică a unor gene mutante şi boli genetice; existenţa unor alele mutante specifice unei populaţii are importanţă pentru înţelegerea originii bolilor genetice şi furnizează informaţii utile pentru diagnosticul bolii în populaţiile cu risc crescut;

§       sfatul genetic, prin cunoaşterea frecvenţei diferitelor genotipuri în populaţie; de exemplu, evaluarea incidenţei heterozigoţilor sănătoşi purtători ai unei gene recesive (Na) şi calcularea riscului de apariţie în descendenţă a unor copii afectaţi (aa);

§       aprecierea necesităţilor medico-socio-economice prin evaluarea frecvenţei genotipurilor anormale în populaţie; de exemplu, evaluarea rentabilităţii programelor de depistare genetică într-o anumită populaţie.

                Genetica populaţiilor are multe elemente comune cu epidemiologia care studiază interrelaţiile dintre factorii genetici şi de mediu, determinante ale frecvenţei şi distribuţiei bolilor în colectivităţile umane. Cele două domenii formează împreună epidemiologia genetică care se ocupă îndeosebi de bolile multifactoriale, frecvente în viaţa adultului.

 

                2. LEGEA HARDY-WEINBERG

 

                Conceptul cel mai important în genetica populaţiilor este legea descrisă în 1908 de către Hardy şi Weinberg. Această lege explică de ce într-o populaţie vastă, în interiorul căreia uniunile (împerecherile) sunt aleatorii (la întâmplare sau panmictice), frecvenţele alelice nu variază de la o generaţie la alta.

Datorită raporturilor de dominanţă şi recesivitate care se stabilesc între genele alele ar fi de aşteptat ca frecvenţa fenotipurilor dominante să fie mai mare şi să  crească pe seama celor recesive. Astfel, în medie, 3/4 din descendenţii a doi heterozigoţi (An+An) vor manifesta caracterul dominant şi numai 1/4 vor avea caracterul recesiv. În realitate, în populatiile mari şi panmictice aceste fenomene nu se observă şi populaţia este în stare de echilibru deoarece proporţia relativă a diferitelor genotipuri rămâne constantă (stabilă) de la o generaţie la alta.

                Pentru a demonstra legea Hardy şi Weinberg presupunem că un anumit locus autosomal "A" are două gene alele "A" şi "a". Dacă notăm cu "p" frecvenţa genei "A" şi cu "q" frecvenţa genei "a" atunci suma totală a alelelor locusului A într-o populaţie dată este p + q = 100% . Deoarece frecvenţele aelice sunt exprimate de obicei ca o fracţie a unităţii, relaţia se poate scrie şi p + q = 1.

                Cele două gene alele "A" şi "a" vor alcătui trei genotipuri: AA, Aa şi aa. Indivizii din populaţie posedă unul din aceste genotipuri. Ei vor produce gameţi ce conţin numai gena "A" sau "a". Gameţii purtători ai acestor gene vor fi în aceeaşi proporţie – p şi q – ca şi frecvenţele alelice în populaţie. Prin unirea aleatorie (independentă de genotip şi de fenotip) a indivizilor şi deci a gameţilor masculini şi feminini ce conţin fie gena "A" fie gena "a" (cu frecvenţele p şi q) rezultă în descendenţă (F1) indivizi cu unul din următoarele trei genotipuri posibile: AA, Aa, aa (tabelul 7.1). Frecvenţele acestor genotipuri va fi p2, 2pq şi q2 fiind o extensie a binomului (p+q)2, iar suma frecvenţelor lor egală cu 1. O populaţie în care distribuţia genotipurilor este binomială se află în echilibru genetic.

 

Tabel 7.1. Frecvenţa genotipuriilor realizată de alelele A şi a ale locusului autosomal A.

 

Gameţi masculini

 

A

(p)

a

(q)

 Gameţi

feminini

A

(p)

AA

(p2)

Aa

(pq)

 

a

(q)

Aa

(pq)

aa

(q2)

 Frecvenţa totală a genotipurilor la descendenţi = p2 + 2pq + q2 = (p + q)2 = 1

 

                În generaţia următoare, fiecare din cele trei genotipuri paterne se poate asocia cu fiecare din cele trei genotipuri materne (tabelul 7.2). Genotipurile ce rezultă la descendenţi din fiecare uniune precum şi frecvenţa lor este prezentată în tabelul 7.3. Din aceste încrucişări rezultă descendenţi cu genotipurile AA, Aa şi aa. Frecvenţele lor (calculate pe baza datelor din tabelul 7.3) sunt p2, 2pq şi q2.

 

Tabel 7.2. Frecvenţa diferitelor încrucişări parentale

 

Genotipuri paterne

 

AA

(p2)

Aa

(2pq)

aa

(q2)

 

 

AA

(p2)

AA x AA

(p4)

AA x Aa

(2p3q)

AA x aa

(p2q2)

Geno-tipuri   materne

Aa

(2pq)

Aa x AA

(2p3q)

Aa x Aa

(4p2q2)

Aa x aa

(2pq3)

 

aa

(q2)

aa x AA

(p2q2)

aa x Aa

(2pq3)

aa x aa

(q4)

 

Tabelul 7.3. Frecvenţa diferitelor genotipuri la descendenţi

 

Încrucişări parentale

Descendenţi

Tipuri

Frecvenţă

AA

Aa

aa

AA x AA

p4

p4

AA x Aa

4p3q

2p3q

2p3q

AA x aa

2p2q2

2p2q2

Aa x Aa

4p2q2

p2q2

2p2q2

p2q2

Aa x aa

4pq3

2pq3

2pq3

aa x aa

q4

q4

 

AA = p4 + 2p3q + p2q2 = p2(p2 + 2pq + q2) = p2(p + q)2 = p2(1)2 = p2

Total

descen-denţi

Aa = 2p3q + 2p2q2 + 2p2q2 + 2pq3 = 2pq (p2 + 2pq + q2) = 2pq (p+q)2 = 2pq(1)2 = 2pq

 

aa = p2q2 + 2pq3 + q4 = q2(p2 + 2pq + q2) = q2(p +  q)2 = q2(1)2 = q2

 

Se observă că frecvenţa fiecărui genotip (AA, Aa, aa) în generaţia a doua (F2) este aceeaşi (p2, 2pq, q2) ca şi în prima generaţie; la fel se întâmplă şi cu frecvenţele genelor alele, deoarece p2 + 2pq + q2 = 1, deci (p + q)2 = 1 sau p + q = 1.

                Pe baza datelor prezentate mai sus se poate enunţa legea Hardy-Weinberg: "într-o populaţie panmictică cu efectiv nelimitat, frecvenţele iniţiale p şi q  ale alelelor A şi a se menţin constante din generaţie în generaţie; acest  lucru este valabil şi pentru frecvenţa genotipurilor AA, Aa, aa care vor fi în proporţie de p2 : 2pq : q2. O astfel de populaţie, cu frecvenţe genice stabile, este în stare de echilibru".

Din demonstraţia şi enunţul legii se remarcă faptul că Hardy şi Weinberg au explicat baza frecvenţei constante a genelor ca o aplicaţie a teoremei binomiale (p + q)n, unde p şi q sunt probabilităţile de producere a două evenimente alternative (cele două gene alele), iar n numărul alelelor pentru un locus dat[1].

O populaţie care demonstează relaţiile/caracteristicile de bază ale legii Hardy-Weinberg este considerată a fi în echilibru Hardy-Weinberg. Acest echilibru a fost clar demonstrat mai sus pentru un locus autosomal bialelic. Pentru un locus legat de X situaţia este puţin diferită în sensul că echilibrul nu se realizează după prima generaţie de încrucişări întâmplătoare; el este obţinut, într-o manieră oscilatorie, după un număr de  generaţii întrucât transmiterea ereditară diferă la bărbaţi şi femei (bărbaţii moştenesc unicul X de la mamele lor şi îl transmit fiicelor; cromosomii XX de la femei provin însă de la ambii părinţi). Când se realizează echilibrul genic, el este menţinut în generaţiile următoare. În aceste condiţii, frecvenţa genică este aceeaşi la ambele sexe, frecvenţa bărbaţilor afectaţi (hemizigoţi XaY) este egală cu aceea a genei alele mutante (Xa) în timp ce frecvenţele genotipice la femei (XX) sunt la fel ca şi în cazul unui locus autosomal.

                Legea Hardy-Weinberg este valabilă numai în anumite condiţii:

§       populaţiile sunt mari;

§       încrucişările au loc la întâmplare şi nu există căsătorii preferenţiale sau consanguine;

§       nu se produc mutaţii ale locusului analizat sau rata mutaţiilor este constantă (alelele mutante pierdute prin deces sunt înlocuite prin mutaţii noi);

§       nu există selecţie faţă de un anumit fenotip; toate genotipurile unui locus au o viabilitate şi o fertilitate egală;

§       nu se produc migraţii care să modifice structura genetică a populaţiei.

Aşa cum vom vedea, aceste condiţii nu sunt totdeauna realizate în toate populaţiile umane dar amploarea factorilor ce intervin este limitată, modificările frecvenţei genelor sunt echilibrate fie la nivelul iniţial, fie la un nou nivel. Astfel legea Hardy-Weinberg rămâne relativ valabilă şi poate fi aplicată în practica geneticii medicale, pentru a estima frecvenţele alelice.

 

                3. APLICAŢIILE MEDICALE ALE LEGII HARDY-WEINBERG

 

                3.1. OBŢINEREA UNOR DATE DESPRE FRECVENŢA GENICĂ UTILE PENTRU REALIZAREA SFATULUI GENETIC

 

                În realizarea sfatului genetic şi deci pentru calcularea riscului genetic este util să cunoaştem genotipul unei persoane, în funcţie de datele sale familiale şi, în special, de gradul de rudenie cu un bolnav cu o afecţiune genetică, precum şi frecvenţa genotipurilor corespunzătoare în populaţia din care provine partenerul de cuplu a persoanei respective, calculate conform legii Hardy-Weinberg.

                a. Boli autosomal dominante

                În afecţiunile autosomal dominante frecvenţa (q2) a homozigoţilor (AA) este foarte mică comparativ cu frecvenţa (2pq) a heterozigoţilor afectaţi  (tabelul 7.5.); în aceste condiţii frecvenţa q a genei mutante dominante (A) este extrem de mică faţă de frecvenţa (p) a genei normale (n). De exemplu, în hipercolesterolemia familială frecvenţa bolnavilor homozigoţi (q2) este 1 : 1.000.000, iar a celor heterozigoţi (2pq) ete 1 : 500. Frecvenţa (q) a genei mutante este 1 : 1.000 sau 0.001 iar frecvenţa (p) a genei normale este p = 1 – q = 0,999, deci aproximativ egală cu 1.

                Pentru practica medicală se poate conchide că aproape orice pacient cu o boală autosomal dominantă este heterozigot (bolnavii homozigoţi pot fi excluţi din calcul) şi deci frecvenţa bolii este aproximativ egală cu frecvenţa heterozigoţilor. În acest caz, frecvenţa genei mutante dominante este jumătate din frecvenţa bolnavilor heterozigoţi (2pq sau 2q deoarece p=1).

                b.  Boli autosomal recesive

                Cunoscând frecvenţa (q2) a bolnavilor (aa) se pot calcula frecvenţele (q) genei mutante recesive q = (frecvenţa bolnavilor)1/2, frecvenţa (p) genei normale şi frecvenţa heterozigoţilor (2pq). De exemplu, frecvenţa (q2) a bolnavilor cu mucoviscidoză în Europa este de circa 1/2500; rezultă că frecvenţa (q) genei mutante recesive (a) este q = (1/2500)1/2 = 1/50 = 0,02. Frecvenţa alelei normale (N) este p = 1 – q = 1- 1/50 = 49/50 = 0,98. Frecvenţa heterozigoţilor (2pq) este egală cu 2 x 49/50 x 1/50 = 1/25, deci 4% din populaţie. Acest lucru are o importanţă deosebită pentru sfatul genetic acordat persoanelor din familia unui bolnav cu mucoviscidoză.  Pentru afecţiunile autosomale recesive rare (q2 < 1/10000) frecvenţa genei normale este p = 1 iar frecvenţa heterozigoţilor este aproximativ egală cu 2q, deci de două ori frecvenţa genei mutante. De exemplu, în cazul fenilcetonuriei frecvenţa bolnavilor este de 1/10000 iar frecvenţa heterozigoţilor = 2 (1/10000)1/2 = 2 x 1/100 = 1/50 sau 2% . Din ambele exemple prezentate mai sus se poate remarca faptul că deşi bolnavii homozioţi sunt rari, heterozigoţii sunt numeroşi. Deoarece numărul bolilor recesive este mare (circa 1500) foarte probabil că toţi oamenii poartă, în stare heterozigotă, câteva gene anormale; totuşi, probabilitatea ca aceste gene recesive să ajungă împreună la homozigoţi este redusă.

                c. Boli legate de X

                Aprecierea frecvenţei alelice pentru genele situate pe cromosomul X diferă de modul determinării frecvenţelor alelice pentru gene autosomale deoarece în cazul bolilor legate de X bărbaţii (XY) sunt hemizigoţi.

                Pentru bolile recesive, bărbaţii pot avea numai două genotipuri posibile – XNY şi XaY – spre deosebire de femei (XX) care pot avea trei genotipuri XNXN, XNXa şi XaXa. Frecvenţa (q) a genei mutante recesive (a) situată pe X este egală cu frecvenţa bolii la bărbaţi; frecvenţa (p) a genei normale (N) este mult mai mare decât q, iar pentru afecţiunile foarte rare (q = foarte mic) p va fi aproape egal cu 1. Incidenţa celor două alele N şi a este aceeaşi la ambele sexe. De aici rezultă că frecvenţa afecţiunilor recesive legate de X este mai mare la bărbaţi (q) decât la femei (q2) iar frecvenţa femeilor heterozigote (XNXa) va fi 2pq, dublul frecvenţei bărbaţilor afectaţi (2q), deci mult mai mare ca a femeilor afectate, homozigote (q2). De exemplu, în cazul cecităţii pentru culorile roşu-verde (produsă de mutaţii ale genelor pentru pigmentul vizual situate pe cromosomul X) frecvenţa bărbaţilor afectaţi este 8% deci frecvenţa genei mutante q = 0,08 iar a genei normale p = 0,92. Incidenţa femeilor afectate (q2) este foarte mică (0,08)2 = 0,0064, deci sub 1% dar frecvenţa femeilor heterozigote (XNXa) = 2 pq = 2(0,92)(0,08) = 0,147, în jur de 15%

                În cazul afecţiunior dominante legate de X (de exemplu, rahitismul rezistent la vitamina D sau hipofosfatemic) situaţia este inversă; frecvenţa bolii va fi de două ori mai mare la femei decât la bărbaţi.

 

                3.2 . EVALUAREA RENTABILITĂŢII UNOR PROGRAME DE DEPISTAJ GENIC

               

                Introducerea unor programe de depistare a unor boli genetice la nou-născuţi este dependentă, printre altele, de frecvenţa bolii în populaţie. De exemplu, frecvenţa (q2) a bolii Tay-Sachs la evreii Ashkenazi este de circa 1/3600; deci frecvenţa genei mutante (q) este 1/60 iar a heterozigoţilor (2pq) de circa 1/30. Frecvenţa cuplurilor heterozigote (Aa x Aa) care au riscul naşterii unui copil afectat, este 2pq x 2pq deci aproximativ 1/900. Dacă se presupune că fiecare astfel de cuplu va avea copii, depistarea bolii ar interea 1800 cupluri pentru a evita naşterea unui copil afectat. În populaţia generală non-Ashkenazi frecvenţa bolii Tay-Sachs este de 1/360000, deci q = 1/600, iar frecvenţa (2pq) heterozigoţilor 1/300. în aceste condiţii depistarea ar trebui să intereseze 180000 de cupluri pentru a descoperi un copil bolnav. Rezultă, evident, că limitarea depistarea la populaţia de evrei Ashkenazi este mult mai rentabilă decât în populaţia generală.

 

                B. FACTORI CARE INFLUENŢEAZĂ FRECVENŢA GENICĂ ŞI GENOTIPICĂ

 

                Echilibrul genic postulat de legea Hardy-Weinberg se realizează în anumite condiţii speciale. Legea nu este valabilă decât în populaţiile mari, panmictice (în care încrucişările sunt aleatorii), în care nu există mutaţii sau migraţii iar selecţia nu acţionează pentru sau împotriva unui anumit genotip. Aceste criterii sunt îndeplinite pentru caracterele umane normale (grupe sanguine, serice, enzimatice, tisulare) determinate de gene ”neutre”. Totuşi, în bolile genetice condiţiile precizate nu sunt totdeauna realizate şi o serie de factori, la care ne vom referi imediat, pot modifica frecvenţele genice şi genotipice în anumite populaţii umane. Dar amploarea factorilor ce intervin este limitată, modificările frecvenţei genelor sunt echilibrate fie la nivelul iniţial, fie la un nou nivel. Astfel legea Hardy-Weinberg rămâne relativ valabilă şi poate fi aplicată în practica geneticii medicale, pentru a estima frecvenţele alelice.

 

                1. UNIUNILE (ÎNCRUCIŞĂRILE) NEÎNTÂMPLĂTOARE

 

                a. Stratificare populaţiei şi încrucişările asortative

                În majoritatea populaţiilor umane, uniunile (căsătoriile) sunt rareori aleatorii. Ele sunt de obicei orientate, în sensul că membrii unei subpopulaţii – definită pe criterii rasiale, etnice, religioase sau altele – se unesc mai frecvent cu alţi membri ai aceleiaşi populaţii. Acest lucru este firesc deoarece multe populaţii sunt stratificate fiind alcătuite din mai multe subgrupe cu un "profil genic" caracteristic. Uneori ele formează adevărate "izolate", populaţii mici în care membrii lor nu se vor uni (încrucişa) înafara grupului.

                La acest fenomen de stratificare a populaţiei se adaugă încrucişarea asortativă sau preferenţială, care constă în alegerea partenerului pe baza anumitor criterii. Ea este de obicei "pozitivă", adică oamenii tind să-şi aleagă un partener care să le semene (de exemplu prin culoarea pielii, limbaj, statură, inteligenţă, aptitudini, etc.). Uneori există tendinţa alegerii partenerilor cu probleme medicale asemănătoare, de exemplu surditate congenitală, cecitate, nanism. În toate situaţiile în care selecţia partenerului este preferenţială şi deci restrictivă la membrii aceluiaşi subgrup, iar atributele comune se află sub control genetic, se produce la descendenţi o creştere a frecvenţei genotipurilor homozigote pentru anumite gene şi o reducere corespunzătoare a frecvenţei heterozigoţilor.

                b. Încrucişările consanguine

                Un aspect particular al uniunilor nonaleatorii îl reprezintă încrucişările consanguine. Frecvenţa lor a scăzut în ultimele decenii, fiind mai dese în anumite subgrupe populaţionale. Doi indivizi sunt consideraţi consanguini dacă au cel puţin un strămoş comun până la a treia generaţie de ascendenţi (stră-străbunic). Ei vor avea mai multe gene în comun decât indivizii neînrudiţi. Ca şi în situaţiile enunţate mai sus se produce o creştere a posibilităţilor de întâlnire a doi heterozigoţi pentru aceeaşi genă şi deci o amplificare la descendenţi a proporţiei homozigoţilor bolnavi cu afecţiuni recesive severe, boli poligenice/multifactoriale sau malformaţii congenitale. Riscul naşterii unui copil homozigot pentru o alelă recesivă rară este proporţional cu gradul de înrudire (vezi capitolul 5.D.2.3). Pentru verii primari riscul unui urmaş anormal fizic sau mintal este aproape dublu faţă de riscul unui cuplu neînrudit din populaţia generală (1/30 faţă de 1/50); la verii de gradul II riscul se reduce iar la celelalte grade de înrudire, mai îndepărtate, el este practic neglijabil (exceptând situaţiile în care în fiecare din familiile înrudite există un bolnav cu o afecţiune identică).

 

                2. MUTAŢIILE

 

                Mutaţiile determină o modificare sau o pierdere a funcţiei unei gene, ducând la apariţia unor caracteristici noi – utile, neutre sau defavorabile. Mutaţiile favorabile au jucat un rol important în lunga evoluţie biologică a omului, care a atins un maxim greu de depăsit. Marea majoritate a mutaţiilor noi sunt în prezent defavorabile şi tind să rupă echilibrul genic din populaţie.

                Amploarea efectului defavorabil al unei mutaţii se poate aprecia prin consecinţele sale asupra " capacitatii biologice de supravieţuire şi reproducere " (în limba engleză fitness) sau "indicelui de fertilitate" al individului. El reprezinta principalul (după alţii, unicul) factor care determină dacă o genă mutantă este "pierdută" imediat, supravieţuieşte câteva generaţii sau devine o alelă predominantă. O mutaţie poate fi letală atunci când nu se transmite la generaţia următoare deoarece afectează supravieţuirea sau reproducerea (produce moarte sau sterilitate). Exemple: osteogenesis imperfecta tipul 2 (boala oaselor de "sticlă"), sindromul Apert (acrocefalosindactilie ), displazia tanatoforică etc. Mutaţiile subletale reduc rata de reproducere; de exemplu, în acondroplazie (o formă de nanism cu membre scurte) indicele de fertilitate este 0,20.

                Mutaţiile se produc continuu, în toate genele, şi efectele lor defavorabile realizează în ansamblu "povara genetică" sau reducerea cumulată a capacităţii reproductive de către toate mutaţiile produse la toţi indivizii unei populaţii. Mutaţiile dominante sau recesive legate de X se exprimă la heterozigoţi şi, respectiv, hemizigoţi. In schimb, mutaţiile recesive, destul de frecvente, nu se manifestă la heterozigoţi. In acest caz, povara genetică se poate măsura prin creşterea ratei deceselor printre urmaşii căsătoriilor consanguine (care, aşa cum am precizat, favorizează întâlnirea a doi heterozigoţi pentru aceeaşi genă şi creşterea proporţiei descendenţilor homozigoţi). S-a calculat că fiecare persoană normală poartă (posedă) în stare heterozigotă trei până la cinci gene recesive, letale la homozigoţi; ele diferă însă ca tip de la o persoană la alta.

                Efectul negativ al mutaţiilor asupra echilibrului genic din populaţie este totuşi redus pentru cel puţin două motive majore:

§       Majoritatea genelor umane au o rată de mutaţie relativ mică, de ordinul 10-6 la 10-5 per locus/gamet/generaţie;

Excepţie fac două boli genetice cu rată mare de mutaţie, de ordinul 10-4. Acestea sunt neurofibromatoza tip 1 (NF1) şi miopatia Duchenne (DMD); în primul caz nu se cunoaşte explicaţia exactă a fenomenului dar în DMD rata înaltă a mutaţiilor se explică prin talia foarte mare a genei (>2000Kb) care o face mai vulnerabilă la acţiunea agenţilor mutageni.

§       Efectul mutaţiilor este influenţat şi în mare măsură contrabalansat de selecţie, păstrându-se astfel un echilibru genic. Menţinerea unei frecvenţe genice constante se realizează prin înlocuirea genelor anormale, pierdute prin deces sau sterilitate într-o generaţie, prin mutaţii noi în generaţia următoare. Cu cât indicele de fertilitate este mai mic cu atât proporţia pacienţilor la care boala se produce prin neomutaţii este mai mare; aşa se întâmplă în distrofia musculară Duchenne sau în acondroplazie; în schimb, în coreea Huntington, la care debutul simptomatologiei clinice este tardiv şi fertilitatea cvasinormală, neomutaţiile joacă un rol minor în ansamblul cazurilor cu această boală.

                               

                3. SELECŢIA

 

                Selecţia este unul din factorii importanţi care intervin în modificarea frecvenţei genelor în populaţie. Ea poate fi naturală, independentă de acţiunea omului, sau artificială, consecinţa intervenţiei sale active.

                Selecţia naturală reprezintă acţiunea factorilor de mediu asupra fenotipurilor determinate de mutaţii noi, pe care le sortează, favorizând fenotipurile utile (cu capacitate de adaptare ridicată) pentru individ, populaţie şi specie. Genotipurile dezavantajoase sunt selectate negativ (eliminate) şi contribuie cu foarte puţine gene la fondul generaţiei următoare: genotipurile avantajoase sunt selectate pozitiv (menţinute) şi contribuie cu un număr mare de gene la generaţia următoare. Astfel, selecţia stabileşte cota relativă de gene prin care indivizii cu genotipuri diferite contribuie la fondul comun de gene al populaţiei în funcţie de viabilitatea şi fertilitatea lor. Prin aceasta, selecţia este un factor important în modificarea frecvenţei genelor în populaţie.

                Selecţia naturală nu trebuie înţeleasă ca “o luptă pentru existenţă” sau “o supravieţuire a celor mai apţi” – aşa cum era interpretată de către darwinişti. Selecţia naturală este o problemă de “reproducere diferenţiată” (supravieţuirea celor mai apţi pentru a lăsa urmaşi). Genotipurile noi realizate prin mutaţii nu au aceeaşi viabilitate şi fecunditate."Aptitudinea biologică de supravieţuire şi reproducere a indivizilor" (în engleză – fitness) este diferită pentru fiecare genotip; selecţia favorizează indivizii cu cea mai ridicată capacitate de reproducere şi elimină variaţiile care slăbesc/anulează potenţialul reproductiv. Selecţia naturală acţionează deci prin diminuarea sau creşterea aptitudinii biologice reproductive (fitness) a indivizilor cu mutaţii.

Indicele de fertilitate (f) măsoară aptitudinea reproductivă a unui individ şi deci contribuţia sa la fondul genetic al generaţiei următoare; valoarea lui "f" poate oscila între zero (alelă genetic letală, în sensul că anulează fertilitatea, chiar dacă modificarea fenotipică nu este letală) şi 1 (indicele de fertilitate al alelei normale). Trebuie să subliniem că indicele de fertilitate este parametrul cel mai util în compararea diferitelor genotipuri într-o populaţie dar el este valabil în contextul unui mediu particular în care există o diferenţă de "fitness".

                Există, schematic, patru moduri de acţiune a selecţiei naturale:

§       contra mutaţiilor dominante autosomale,

§       contra homozigoţilor (sau hemizigotilor) recesivi,

§       contra heterozigoţilor,

§       în favoarea heterozigoţilor.

Primele trei tipuri duc la o incapacitate în transmiterea genei, prin reducerea duratei de supravieţuire şi/sau infertilitate. Indicele de fertilitate scade, uneori până la zero. Al patrulea tip de acţiune a selecţiei naturale favorizează heterozigoţii comparativ cu ambele tipuri de homozigoţi. Frecvenţele actuale ale alelelor mutante sunt rezultatul echilibrului între "pierdere" prin selecţie şi "câştig" prin mutaţii noi ± avantajul selectiv al heterozigoţilor

(1). Selecţia contra mutaţiilor dominante autosomale.

O genă dominantă defavorabilă este supusă direct selecţiei, deoarece ea se manifestă fenotipic la heterozigoţi ca şi la homozigoţi. Selecţia acţionează rapid şi transmiterea mutaţiei la generaţiile următoare depinde de aptitudinile de supravieţuire şi reproducere ale indivizilor ce au mutaţia. Unele boli autosomal dominante (de exemplu, osteogenesis imperfecta tipul 2; acrocefalosindactilia Apert; diaplazia tanatoforică) sunt letale au "un fitness" zero, şi se produc numai prin mutaţii noi. Alte boli dominante sunt subletale şi au o rată de reproducere redusă; de ex, în acondroplazie  indicele de fertilitate este 0.20 deci numai 20% din genele pentru acondroplazie trec de la o generaţie la alta. Restul de 80% gene mutante, necesare menţinerii constante a frecvenţei acondroplaziei în populaţie, provin prin mutaţii noi.

(2). Selecţia contra mutaţiilor recesive defavorabile.

În acest caz selecţia este mai puţin eficientă şi foarte lentă deoarece numai o mică proporţie a acestor gene sunt prezente şi manifestă la homozigoţi; marea lor majoritate sunt "ascunse" la heterozigoţi, care au un indice de fertilitate normal. În cazul mutaţiilor recesive ale genelor situate pe cromosomul X selecţia se face contra bărbaţilor hemizigoţi. În unele boli letale, de exemplu, distrofia musculară Duchenne, bărbaţii bolnavi nu se reproduc şi numai genele prezente la femeile purtătoare sunt transmise generaţiei următoare. Astfel 1/3 din toate genele mutante sunt pierdute în fiecare generaţie şi, pentru a se păstra frecvenţa constantă a bolii ele vor fi înlocuite prin mutaţii noi. În alte boli mai puţin severe, de exemplu hemofilia, o parte dintre bărbaţii afectaţi se pot reproduce şi proporţia cazurilor de hemofilie care rezultă prin mutaţii noi este de obicei 15% .

(3) Seleţia contra heterozigoţilor. În cazul sistemului de grup sanguin Rh la femeile Rh negative (dd) se realizează o selecţie contra feţilor Rh pozitivi, heterozigoţi (Dd) care dezvoltă boala hemolitică a noului născut. Dar, incompatibilitatea materno-fetală poate fi în prezent prevenită prin administrarea globulinei imune anti-Rh; în felul acesta selecţia contra heterozigoţilor nu va mai avea loc şi, în timp, va creşte incidenţa alelei recesive Rh-negative.

(4) Selecţia în favoarea heterozigoţilor. În anumite condiţii de mediu heterozigoţii pentru anumite boli au un avantaj selectiv faţă de ambele tipuri de genotipuri homozigote. Aceasta va determina o creştere a frecvenţei unei gene, care reduce sever supravieţuirea şi reproducerea la homozigoţii recesivi (aa). Exemplul clasic de avantaj selectiv este rezistenţa la malarie a heterozigoţilor pentru sicklemie (dreponocitoză). În regiunile în care malaria este endemică (de exemplu Africa de Vest) homozigoţii normali sunt vulnerabili la infestare şi vor avea o fertilitate mai redusă comparativ cu heterozigoţii, în eritrocitele cărora nu se pot dezvolta protozoarele parazite din genul Plasmodium (întroduse în organism prin înţepăturile ţânţarilor Anopheles). În consecinţă, frecvenţa genei mutante pentru HbS creşte în timp, în aceste regiuni. Protecţia heterozigoţilor contra malariei reprezintă o explicaţie plauzbilă şi pentru frecvenţele crescute ale altor gene mutante în anumite regiuni: hemoblobina C, talasemie, deficienţă în G6PD. Frecvenţa crescută a mucoviscidozei în populaţia europeană poate fi datorată unui avantaj selectiv al heterozigoţilor (incomplet elucidat). Situaţia în care selecţia operează în două direcţii diferite – eliminând genele nocive prin efectul negativ asupra homozigoţilor (aa) dar avantajând heterozigoţii (Na) – se numeşte polimorfism echilibrat deoarece menţine constant raportul dintre genele alele de-a lungul generaţiilor.

Numeroase mutaţii în regiunile codante ale unor gene sau modificări în secvenţa nucleotidică a ADN din regiunile necodante sunt "neutre" din punct de vedere al efectului lor fenotipic. Asupra lor nu acţionează – favorabil sau defavorabil – selecţia. Şi totuşi ele s-au fixat în populaţie, în absenţa selecţiei, prin procese genetice “întâmplătoare”. Kimura (1978) a formulat “teoria neutrală a selecţiei”, în esenţa ei nedarwiniană; ea nu contestă importanţa selecţiei dar consideră că aceasta nu reprezintă singurul element care hotărăşte soarta mutaţiilor.

 

                4. POPULAŢIILE REDUSE

               

                a. Deriva genetică întâmplătoare

                Pentru motive diferite (geografice, religioase, politice) un subgrup restrâns dintr-o populaţie se poate izola fizic şi/sau social de restul populaţiei formând un izolat genetic. În populaţiile mici se poate produce un fenomen care modifică echilibrul Hardy-Weinberg: el este numit deriva genetică întâmplătoare.                Spre deosebire de populaţiile mari, în care variaţii în numărul copiilor produşi de indivizi cu genotipuri diferite nu influenţează semnificativ frecvenţa genelor, în poplaţiile mici asemenea variaţii pot modifica, uneori considerabil, această frecvenţă. Dacă într-o astfel de populaţie, gena "A" este mai frecventă ca alela ei "a" şi, din întâmplare, indiizii cu gena "a" nu au copii sau nu o transmit la descendenţi, atunci, după câteva generaţii, gena "a" va dispărea iar gena "A" se va fixa mai puternic, deci se va produce o modificare considerabilă în frecvenţa genică. Astfel s-ar putea explica frecvenţa crescută a unor grupe sanguine şi boli genetice în anumite populaţii mici, dar deseori este greu de acceptat că deriva genetică este unica cauză a fenomenului.

                b. Efectul de fondator

                O altă explicaţie a incidenţei mari a unor afecţiuni genetice în anumite populaţii este "efectul de fondator". Dacă membrii fondatori ai unui subgrup poartă, din întâmplare, o genă mutantă recesivă rară, prin încrucişările ulterioare în cadrul subgrupei populaţionale respective se produce o homozigotare frecventă şi o creştere a frecvenţei homozigoţilor şi deci a incidenţei bolii produsă de gena mutantă. Se cunosc mai multe exemple: frecvenţa crescută a bolii Huntington în regiunea Lacului Maracaibo din Venezuela, a tirozinemiei în Canada franceză sau a porfiriei variegata în Africa de Sud.

Ultimul exemplu este foarte sugestiv pentru efectul de fondator. Populaţia albă afrikaner din Africa de Sud a rezultat dintr-un grup mic de imigranţi, în special din Olanda, venit în secolul XVII; creşterea numerică a fost explozivă generând circa un milion de indivizi din populaţia actuală. Unul din membrii fondatori a prezentat porfiria variegata, o boală autosomal dominantă caracterizată prin fotosensibilitate şi fenomene neuroviscerale. Prin încrucişare preferenţială frecvenţa bolnavilor este astăzi de 3/1000, foarte mare comparativ cu cea din Olanda sau alte ţări ale lumii.

O acţiune combinată a derivei genetice şi efectului de fondator s-a înregistrat în Finlanda, unde populaţia a fost mult timp izolată genetic, geografic, lingvistic şi cultural. La acest fenomen iniţial s-a adăugat în ultimile secole o expansiune populaţională (de la circa 400000 la aproape 5 milioane). Acestea par să fie explicaţiile posibile ale frecvenţei crescute în Finlanda a circa 20 de boli genetice, rare în alte zone ale lumii (sindromul nefrotic congenital, aspartil-glicozaminuria, coroideremia etc.).

                În finalul acestei prezentări vom sublinia că specificitatea etnică a unor mutaţii are implicaţii deosebite în aplicarea tehnicilor ADN de diagnostic molecular al bolilor ereditare în anumite populaţii, precum şi faptul că mobilitatea relativă a populaţiilor actuale va reduce considerabil deriva genetică în viitor.

 

                5. MIGRAŢIILE ŞI FLUXUL GENIC

 

                Migraţiile unui grup etnic/populaţie dintr-o zonă geografică în alta şi încrucişările/ căsătoriile mixte cu populaţia indigenă (cu o structură genetică diferită) pot modifica frecvenţele alelice în cele două populaţii. Se produce fenomenul de flux genic definit ca o difuziune lentă a genelor dincolo de barierele rasiale. Procesul implică populaţii mari şi o modificare gradată în frecvenţele genice (deosebindu-se net de deriva genetică care produce variaţii întâmplătoare în populaţii mici). În urma imigrării, constelaţia genică a populaţiei gazdă se îmbogăţeşte.

                O dovadă convingătoare a fluxului genic este scăderea gradată a frecvenţei grupului sanguin B de la 25-30% în Estul Asiei la 6-8% în populaţiile Europei de Vest; ea se datorează în mare măsură migraţiilor istorice de la Est spre Vest ale grupurilor asiatice (în care a apărut prin mutaţie alela B a locusului ABO) şi amestecului lor cu populaţiile europene (care iniţial nu aveau probabil această genă). Un alt exemplu: s-a observat că frecvenţa unei alele mutante specifice ce produce fenilcetonuria este mare în populaţia de origine celtică (1/4500 în Irlanda) şi scade în alte populaţii din nordul şi sudul Europei, reflectând migraţia geografică a celţilor.

Gena CCR5 codifică un receptor al citokinelor care serveşte ca punct de intrare în celule a virusului imunodeficienţei umane (HIV) ce produce SIDA. Printr-o deleţie de 32 pb în această genă se produce o alelă (CCR5del) care codifică o proteină nefuncţională; indivizii homozigoţi pentru alela CCR5del nu exprimă receptorul pe suprafaţa celulelor şi, în consecinţă, sunt rezistenţi la infecţia cu HIV. Frecvenţa alelei CCR5del scade de la aproximativ 10% în Nord-Vestul Europei la câteva procente în Asia şi India, fiind virtual absentă în Africa; aceasta sugerează că mutaţia a apărut în populaţia din Nord-Vestul Europei şi a difuzat spre Sud-Est. Epidemia de SIDA este prea recentă pentru a afecta frecvenţa genică; probabil au intervenit alte fenomene: deriva genetică, fluxul genic sau acţiunea altui factor selectiv (poate o altă boală infecţioasă, cum ar fi ciuma bubonică)

În general, se apreciază că 70-80% din totalul genelor noi dintr-o populaţie sunt gene "imigrate". De aceea, migraţia este considerată o sursă importantă de variaţii ereditare.

 

                6. EFECTELE ACŢIUNILOR DISGENICE ŞI EUGENICE

              ASUPRA FRECVENŢELOR GENICE

 

                a. Eufenia

                Eficienţa selecţiei naturale poate fi influenţată prin intervenţia activă igienico-medicală a omului ("selecţie artificială"). Ansamblul acţiunilor medicale asupra fenotipului care urmăresc reducerea efectelor expresiei unor gene mutante defavorabile este numit eufenie. Astfel se poate realiza o modificare a frecvenţei genelor prin:

§       scăderea vârstei reproductive a părinţilor, care ar putea reduce numărul subiecţilor cu anomalii cromosomice născuţi din femei de peste 35-40 de ani sau al copiilor cu boli prin mutaţii genice când tatăl a depăşit vârsta de 40 de ani;

§       diminuarea legăturilor consanguine, în special când în familie există bolnavi cu afecţiuni recesive;

§       limitarea acceptată a reproducerii la persoanele cu risc genetic crescut sau folosirea  diagnosticului prenatal şi a avortului selectiv; aceste acţiuni reduc posibilitatea transmiterii în generaţia următoare a bolilor autosomale dominante şi recesive legate de X; în contrast, restricţia reproducerii nu va avea efecte asupra incidenţei bolilor autosomale recesive;

§       tratamentul medical al bolnavilor cu boli genetice (de exemplu, fenilcetonuria, hipotiroidia) sau multifactoriale (de exemplu diabet zaharat, diferite malformaţii congenitale izolate, etc) cu "fitness" nul sau scăzut.

                Primele trei categorii de măsuri determină o diminuare a frecvenţei genelor anormale; în schimb, tratamentul medical al bolnavilor cu genopatii, care altădată erau excluşi natural de la reproducere sau aveau o reproducere dificilă şi limitată, creşte "aptitudinile lor reproductive" şi determină, în timp, o creştere a frecvenţei genelor morbide implicate, care altădată erau eliminate. Acest efect de relaxare a selecţiei este valabil pentru bolile autosomale dominante şi legate de X. S-a calculat însă că efectul disgenic al măsurilor genetice şi medicale actuale este relativ scăzut.

                b. Eugenia.

                În contextul selecţiei "artificiale"  este important să discutăm şi problema eugeniei. Termenul, introdus de Francis Galton (1883) semnifică îmbunătăţirea populaţiilor umane prin încrucişări selective, preferenţiale. Eugenia este de fapt controlul opţiunilor reproductive ale individului în beneficiul societăţii / pentru a realiza un scop social. Se poate deosebi o eugenie negativă care limitează/interzice reproducerea unor persoane cu caractere defavorabile (de exemplu, indivizi cu handicap fizic, senzorial, psihic) şi eugenia pozitivă care urmăreşte propagarea unor caractere remarcabile prin încrucişare selectivă (de exemplu, inteligenţa, în cadrul proiectului aberant de inseminare artificială cu gameţii… laureaţilor Premiilor Nobel sau, mai recent, clonarea reproductivă).

                Politica eugenică a devenit populară şi a fost implementată în America de Nord şi Europa, în primele decenii ale secolului 20, datorită  largii acceptări a rasismului şi darwinismului social în concepţiile păturii conducătoare ale timpului. Eugenia a fost folosită ca suport "ştiinţific" pentru: politica restrictivă de emigrare, legile prohibitive ale căsătoriilor pe baza rasei şi uneori a handicapului, legile de sterilizare ale unor persoane cu defecte genetice severe sau pentru exterminarea evreilor şi altor minorităţi etnice de către nazişti. Aceste acţiuni discriminatorii au creat ulterior o benefică "reacţie adversă" faţă de eugenie.

                Ideile eugenice negative sau pozitive, ferite de exagerări socio-politice, sunt seducătoare. Se pune firesc întrebarea: sunt justificate ştiinţific, pot fi acceptate etic? Cunoştiinţele actuale din genetica medicală nu aduc un suport ştiinţific cât de cât consistent programelor eugenice.

§       În cazul eugeniei negative ne vom referi doar la afecţiunile recesive. Frecvenţa mare a heterozigoţilor arată inconsistenţa măsurilor preconizate de cei care îşi propun să "amelioreze" specia umană împiedecând de la procreare bolnavii cu afecţiuni genetice recesive. Aceste măsuri ar suprima un număr foarte mic de gene în raport cu cele transmise de heterozigoţi.

§       În cazul eugeniei pozitive există rezerve ştiinţifice serioase: este greu de stabilit ce caractere ereditare sunt benefice; genele "pozitive" ale unor oameni dotaţi se manifestă într-o anumită configuraţie genică particulară, deseori unică şi deci greu de reprodus la descendenţi; formarea gameţilor presupune un amplu proces întâmplător de recombinare a genelor parentale;  încrucişarea selectivă reduce diversitatea şi limitează astfel capacităţile de adaptare la modificările mediului.

                La aceste date genetice, ce contravin eugeniei se adaugă şi conceptele bioeticii, căci în fond orice program eugenic reprezintă pierderea libertăţii personale prin subjugarea intereselor idividului pentru interesele unei societăţi viitoare. Aşa cum vom vedea în capitolul 20, dilemele etice ale geneticii sunt mai numeroase dar în rezolvarea lor primează de obicei libertatea de opţiune a individului. Şi totuşi există câteva probleme "fierbinţi" iar în contextul discuţiei eugeniei trabuie să remarcăm faptul că diagnosticul prenatal, care prin perfecţionarea şi simplificarea tehnicilor se extinde treptat la un număr tot mai mare de femei gravide, este în fond o modalitate de selecţie a embrionilor şi de “eradicare” a unor boli prin eliminarea pur şi simplu a fetuşilor afectaţi. Suntem confruntaţi cu o nouă dilemă: "to kill or not to kill – that is a question". Or, misiunea medicilor este de a îngriji înainte de a fi judecători.

 

                C. ORIGINEA ŞI EVOLUŢIA POPULAŢIILOR UMANE

 

                Originea şi evoluţia speciei umane este unul dintre subiectele cele mai larg dezbătute în decursul timpului de către diferite categorii de specialişti care, într-un efort comun, au încearcat să înţeleagă şi să reconstituie pas cu pas procesul complex al devenirii speciei umane. În această acţiune, tehnologiile geneticii moleculare au deschis recent noi posibilităţi de abordare a procesului de evoluţie a omului modern. Antropologia moleculară. a furnizat deja numeroase informaţii despre evoluţia omului, legăturile sale  cu celelalte specii de primate, asemănările dintre oamenii străvechi şi cei actuali, migraţiile populaţiilor ancestrale sau relaţiile dintre populaţiile umane  actuale. Datele obţinute sunt foarte preţioase dar, totuşi, insuficiente pentru a rezolva fără echivoc multiplele şi complexele probleme ale originii şi evoluţiei speciei umane.

                Înainte de a prezenta „scenariul” devenirii omului modern, Homo sapiens sapiens,

vom preciza că trăsăturile sale morfo-funcţionale l-au plasat în clasificările zoologice în ordinul primate, subordinul Antropoide, familia Hominide – fiind înrudit printr-un strămoş comun cu maimuţele antropoide africane, din familia Pongide, şi mai ales cu cimpanzeul („vărul nostru din…Africa”).

 

1.       DOVEZILE PALEOANTROPLOGIEI.

 

În opinia paleoantropologilor, evoluţia omului a fost marcată de patru evenimente cheie: trecerea la viaţa terestră, locomoţia bipedă, encefalizarea  şi civilizaţia (cultura). Fiecare dintre aceste evenimente a determinat o serie de noi adaptări morfo-funcţionale şi comportamentale care au orientat evoluţia spre omul modern. 

Reconstituirea procesului de evoluţie a omului s-a făcut  pe baza studiului fosilelor scoase la lumină din rocile epocilor geologice. Datarea fosilelor, analiza comparativă a caracterelor anatomice şi distribuţia lor geografică au permis paleoantropologilor alcătuirea  unei schiţe a evoluţiei omului (figura 7.1), care este – în mod firesc – şi incompletă şi  provizorie.

Strămoşul comun din care au descins maimuţele antropoide şi hominidele a trăit în Africa în urmă cu circa 8 milioane de ani. Separarea celor două linii evolutive s-a produs acum 6 milioane de ani. Primele forme considerate a se fi înscris pe linia umanizării (deci cele mai vechi) aparţin genului Australopitecus şi cuprind un grup de specii care au trăit în Africa, acum 4 milioane de ani.

Australopitecii se caracterizau printr-o capacitate craniană de 400–500 cc, comparabilă cu cea a cimpanzeului, dar spre deosebire de acesta aveau mers biped. Cel mai mediatizat australopitec este A.afarensis, reprezentat de „Lucy”, o fosilă descoperită în 1974 la Afar, în Etiopia şi datată cu o vechime de 3,2 milioane de ani[2].

O ramură a australopitecilor, a evoluat acum 2 milioane de ani spre reprezentanţii genului Homo         – strămoşii noştri direcţi. Urmează o succesiune de specii – H. habilis, H. erectus, H. sapiens – caracterizate prin creşterea progresivă a creierului, graiul articulat, folosirea mai amplă a mâinilor pentru construirea de unelte din piatră, folosirea focului, organizarea socială.

§       Primul reprezentant al genului Homo este considerat Homo habilis (omul îndemânatic), primul producător de unelte; era gracil, biped, similar australopitecilor în multe privinţe, dar cu o capacitate craniană mai mare între 500 şi 800 cc[3] şi  cu  o faţă mai puţin prognată.

§       Homo erectus reuneşte sub această denumire numeroase fosile care au trăit acum 1,8 milioane – 300.000 de ani în urmă şi care au fost descoperite în diferite zone geografice (Java, China şi Africa). H.erectus avea o talie similară omului modern,  mers biped, schelet robust, capacitate craniană între 780 – 1225 cc iar morfologia mâinii era asemănătoare cu cea a omului modern; folosea graiul articulat, trăia în colectivităţi organizate social, producea şi utiliza unelte de piatră, folosea focul. H.erectus ocupa teritorii ale Africii tropicale şi prin migraţii s-a extins în Eurasia

§       H.sapiens arhaic (omul inteligent arhaic) a apărut cu 500.000 de ani în urmă. Prezenta caractere asemănătoare cu H.erectus dar scheletul era mai puţin robust, craniul mai rotunjit, capacitatea craniană de circa 1300 cc, mărimea dinţilor diminuată. O ramură de evoluţie închisă a lui H.sapiens a fost H.sapiens neanderthalensis care a trăit între 230.000 şi 30.000 de ani în urmă. Avea o constituţie robustă, capacitate craniană de circa 1450 cc, aparat vocal similar morfologic cu al omului modern. Trăia în colectivităţi, se adăpostea în peşteri, producea unelte mai soficticate, folosea focul şi îşi confecţiona îmbrăcăminte din pieile animalelor pe care le vâna.

                Homo sapiens sapiens (omul modern) a apărut în urmă cu 120.000 de ani. Fosilele descoperite evidenţiază trăsături anatomice similare omului actual.

Talia lor era între 160 şi 180 cm, scheletul gracil, capacitatea craniană în medie 1.600 cc (encefal mărit, neocortex şi ganglioni bazali dezvoltaţi), fruntea înaltă, arcadele sprâncenare slab dezvoltate, pilozitatea redusă. Totuşi, faţa era uşor prognată, bărbia proeminentă, dinţii relativ mari. Reprezentanţii lui H.sapiens sapiens erau larg răspândiţi, pe teritorii cu condiţii de viaţă diverse.

Deşi prezentau trăsăturile anatomice ale omului modern, primii reprezentanţi ai lui H.sapiens sapiens nu aveau comportamentul acestuia.   Reconstituirea modului lor de viaţă arată că au devenit moderni comportamental mai târziu, acum aproximativ 50.000 de ani, când probabil a avut loc o „mutaţie” al cărui efect a fost mărirea plasticităţii creierului, dezvoltarea capacităţii de a prelucra informaţii, de a combina şi recombina activităţi diferite. 

Au căpătat  abilitatea de a produce unelte şi arme mult mai sofisticate folosind ca materie primă oase şi coarne de animale, construiau adăposturi permanente, îşi confecţionau îmbrăcămintea, gravau şi sculptau în scop decorativ, produceau obiecte de podoabă, aveau activităţi artistice, şi-au dezvoltat limbajul. Creşterea numerică a populaţiilor a determinat apariţia competiţiei şi  a inovaţiei, a impus schimbări ale regimului alimentar bazat mai mult pe carne şi peşte, a influenţat migraţiile (cauzate şi de schimbările climaterice). 

Printre formele „primitive” ale omului modern este inclus şi omul de Cro-Magnon considerat a fi primul reprezentant al lui H.sapiens sapiens în Europa (acum 40.000 de ani).

                Una dintre problemele controversate ale apariţiei omului modern este originea sa geografică. Există două ipoteze (figura 7.2):

§       Ipoteza multiregională consideră că H. Erectus a părăsit Africa acum 1,5 milioane de ani şi a evoluat către H.sapiens într-un timp îndelungat (circa un milion de ani) în zone geografice diferite precum Africa, Europa şi Asia, independent şi simultant, formând populaţii regionale distincte care prezintă diferenţieri morfologice locale. Această ipoteză are din ce în ce mai puţini adepţi.

§       Ipoteza uniregională („Out of Africa”) – sau a înlocuirii africane – arată că H.sapiens a apărut doar în Africa, mai târziu, în urmă cu circa 100.000 de ani, şi s-a răspândit în mai multe valuri migratorii spre Asia, Europa, Australia şi America înlocuind complet populaţiile de supravieţuitori ai lui H.erectus  existente în acele zone (care nu au contribuit la formarea omului modern).

Vom preciza în încheiere că scenariul paleoantropologilor privind evoluţia omului (figura 7.1) reflectă o imagine incompletă a trecutului său preistoric. Sunt încă multe necunoscute: locul de origine a omului modern, momentul exact al migraţiilor populaţionale din Africa,  încrucişarea migratorilor cu speciile locale sau înlocuirea completă a acestora.

 

2. DOVEZILE GENETICE ALE EVOLUŢIEI

               

Tehnologiile geneticii moleculare au permis extragerea ADN-ului din fragmentele osoase ale unor fosile, analiza secvenţei de nucleotide şi compararea cu secvenţele ADN ale speciilor actuale.  Evaluarea diferenţelor dintre secvenţele ADN ale unor specii diferite indică gradul lor de înrudire genetică şi momentul scindării dintr-un strămoş comun; cu cât secvenţele ADN sunt mai asemănătoare, cu atât speciile respective s-au separat mai recent.. Astfel, geneticienii pot reconstitui trecutul preistoric al omului modern folosind modalităţile specifice ale antropologiei moleculare.

a.        Studiul genetic al primatelor

Studiul genetic al primatelor are un obiectiv dublu: stabilirea gradului de înrudire genetică dintre specii şi construirea unui arbore filogenetic; descifrarea mecanismelor genetice implicate în evoluţie şi speciaţie.

                Studiul citogenetic comparativ al cromosomilor  la om (2n=46) şi la speciile actuale din familia Pongidae (cimpanzeul, gorila şi urangutanul) (2n=48) a oferit informaţii preţioase despre evoluţia cariotipului. Principala modificare, esenţială pentru evoluţia speciei umane, a fost o fuziune telomerică a doi cromosomi de la primate, prin care s-a format cromosomul 2 uman (absent la celelalte specii de antropomorfe) şi s-a redus numărul de cromosomi de la 48  la 46 (figura 7.3). Alte modificări sunt reprezentate de câteva inversii pericentrice şi paracentrice; în rest modelul de distribuţie a benzilor cromosomice este asemănător

                Studiul secvenţelor nucleotidice la om şi maimuţele antropomorfe relevă că cel mai apropiat de om este cimpanzeul iar separarea celor două specii dintr-un strămoş comun s-a făcut acum 5,5 milioane de ani. Mărimea genomului şi numărul total de gene sunt aproape identice, există o conservare puternică a sinteniei (gene înlănţuite) iar secvenţele de ADN codant analizate au o identitate cuprinsă între 98% şi 100%. De asemenea, analiza diferitelor tipuri de ADN necodant relevă o similitudine a secvenţei de circa 98%. Există însă şi diferenţe genetice produse prin unele mici duplicaţii subgenomice (care au dus la duplicaţia unor gene şi exoni sau la duplicaţia unor secvenţe ADN non-codante) şi unele mutaţii genice.

W.Enard et. al. (2002) au identificat prima genă, denumită FOXP2 (Forkhead Box P2), cu un rol cheie în dezvoltarea limbajului articulat al omului. Oamenii cu mutaţii ale acestei gene au dificultăţi severe de vorbire. Compararea genei FOXP2 umane cu variantele ei de la cimpanzeu, gorilă, urangutan şi şoarece a relevat identitatea secvenţelor lor cu excepţia a două modificări cheie ale genei umane. Efectul acestor schimbări ar consta în abilitatea omului de a face mişcări fine ale gurii şi laringelui, şi astfel, să dezvolte limbajul articulat. Este prima dovadă genetică a faptului că vorbirea articulată este întâlnită doar la om. Varianta umană a acestei gene a apărut acum 200 000 de ani şi a permis predecesorilor omului modern să comunice informaţii de la o generaţie la alta. Autorii consideră că graiul articulat a jucat un rol important în migraţiile populaţionale.          

În concluzie, mecanismele care au orientat evoluţia primatelor şi au realizat divergenţa între om şi cimpanzeu au fost unele modificări cromosomice şi/sau mutaţii ale genelor implicate în controlul gametogenezei şi al reglării stadiilor timpurii ale dezvoltării embrionare care au contribuit la iniţierea desprinderii din populaţia ancestrală comună. Populaţiile care s-au scindat, şi-au schimbat treptat constituţia genetică, diferenţele genetice dintre ele s-au extins, au apărut trăsături morfofuncţionale distincte, s-au  izolat reproductiv şi  au devenit specii noi.

                b. Studiul genetic al fosilelor omului modern

                În majoritatea cazurilor ADN-ul formelor fosile nu poate fi prelucrat: fie fosilele depăşesc vârsta limită  (peste 100 000 de ani) pentru asemenea analize, fie s-au păstrat în condiţii improprii. Totuşi, în ciuda acestor limite, au fost posibile studii la fosile ce aparţineau omului de Neanderthal şi omului de Cro-Magnon.

§       Studiul secvenţei ADNmt a unor neanderthalieni fosili şi compararea sa cu secvenţele ADNmt  ale omului actual şi cimpanzeului a confirmat ipoteza că neanderthalienii nu ar putea fi predecesorii direcţi ai omului. Ei au început separarea din linia genetică a umanizării cu aproximativ 500 000 – 700 000 de ani în urmă şi au avut o evoluţie distinctă. Pe baza faptului că ADNmt al neanderthalienilor nu mai poate fi găsit astăzi la nici una dintre speciile actuale, s-a mai sugerat că neanderthalienii sunt o specie extinctă şi nici nu s-au încrucişat cu populaţiile predecesorilor omului actual, deşi au fost contemporani.

§       Examinarea ADN-ul nuclear al  reprezentanţilor omului de Cro-Magnon din Europa (ce a trăit în urmă cu circa 40.000 de ani) a relevat similitudinea secvenţelor sale, uneori identitatea, cu ADN-ul europenilor actuali.

                c. Studiile ADN la populaţiile umane

                Analiza comparativă a ADN la populaţiile umane actuale poate da informaţii privind  trecutul nostru evolutiv şi migraţiile populaţionale.

S-au studiat secvenţe (markeri) ADN pentru diferiţi loci autosomali dar în mod special markeri pentru ADN mitocondrial sau pentru regiunea non-recombinantă a cromosomului Y. ADNmt se transmite pe linie maternă şi nu se recombină în timpul meiozei; cromosomul Y se transmite pe linie paternă şi, exceptând regiunile PAR, nu se recombină în meioză. Deci, în aceste cazuri diversitatea genetică este generată numai de mutaţii. Dacă se consideră că rata mutaţiei este constantă în decursul timpului şi se corelează cu mărimea populaţiei, atunci se pot trasa în timp „originea şi călătoriile” rudelor noastre ancestrale.                                                                               

                S-au testat comparativ ADNmt provenite de la numeroase persoane din întreaga lume. Cu ajutorul unui computer s-a construit un arbore filogenetic ale cărui ramificaţii reprezentau relaţiile dintre tipurile de ADNmt testate. Plecând de la numărul minim de diferenţe observate între probe, s-au găsit strămoşi comuni şi, mergând înapoi, s-a ajuns în final la un singur strămoş comun al tuturor populaţiilor actuale, o femeie, „Eva ancestrală”. Calculele bazate pe numărul de mutaţii au stabilit că ipotetica Eva a trăit în Africa, acum 140.000 – 200.000 de ani. Analiza ramificaţiilor acestui arbore (Female Genetic Tree) a evidenţiat existenţa a două ramuri fundamentale: una africană, întâlnită numai în Africa, şi alta care-i include atât pe africani, cât şi pe non-africani (figura 7.4).

                 Rezultatele studiilor asupra variaţiei cromozomului Y susţin datele analizelor ADNmt. S-a construit un arbore filogenetic (Male Genetic Tree) care arată că africanii şi non-africanii au un strămoş comun, un „tată fondator”, numit Adam. Ipoteticul Adam a trăit în Africa, aproximativ în aceeaşi perioadă cu „Eva ancestrală”. Aceasta nu înseamnă că în perioada respectivă existau numai „Adam şi Eva” ci că ADN-ul altor persoane ce trăiau concomitent cu ei în acelaşi areal nu s-a transmis la populaţiile actuale. Nu trebuie uitat că în genomul omului actual există şi alte gene, ceea ce nu  exclude ca acestea să provină de la contemporanii lui „Adam şi ai Evei.”

                Adevărata semnificaţie a datelor furnizate de analiza ADNmt şi a cromozomului Y constă în aceea că plasează relativ recent (acum 100.000 sau 50.000 de ani) momentul migraţiilor populaţionale din Africa şi aduce argumente pentru ipoteza unicentrică („out of Africa”) a originii omului (vezi figura 7.2). Teoria evoluţiei prezice că populaţiile de origine, mai vechi, vor avea o diversitate mai mare decât populaţiile derivate, mai recente. Or, datele obţinute prin studiile ADN au arătat că diversitatea genetică a populaţiilor africane actuale este mult mai mare comparativ cu populaţiile non-africane.

Populaţiile africane preistorice au avut efective mari de indivizi, au acumulat un număr mare de mutaţii, şi-au diversificat genofondul şi au evoluat local. Populaţiile non-africane actuale au apărut dintr-un grup sau grupuri mici de indivizi migratori. Diversitatea lor genetică mai redusă comparativ cu a africanilor s-ar datora faptului că iniţial, populaţiile migratoare au avut efective mici, iar timpul de evoluţie a fost scurt.

Totuşi, datele respective nu au reuşit să ofere un model exact al migraţiilor. Unii evoluţionişti cred că a fost o singură migraţie a populaţiei africane de „Adami şi Eve” din Africa spre celelalte continente, acum 50.000 de ani. Alţii consideră că au fost mai multe valuri migratorii: indivizi ai populaţiei ancestrale, formată din „Adami şi Eve”, au început să migreze, în grupuri mici, spre Asia de sud, posibil, şi spre Australia , acum 100.000 de ani (concordă cu opinia paleoantropologilor). Acesta este considerat primul val migrator şi corespunde primei ramificaţii a arborilor filogenetici alcătuiţi pe baza variaţiilor ADNmt şi a cromozomului Y. Un alt val migrator –  poate cel mai important – a părăsit Africa în urmă cu circa 45.000 de ani şi s-au stabilit în Asia Centrală unde condiţiile de mediu au permis membrilor acesteia să se reproducă rapid. Cu 35.000 – 40.000 de ani în urmă, grupuri mici din Asia Centrală s-au îndreptat spre Europa unde au întâlnit populaţiile de neanderthalieni. Acum circa 20.000 de ani, grupuri mici de indivizi din Asia Centrală au migrat prin strâmtoarea Bering, spre America de Nord. Din acest motiv se afirmă că „Africa este leagănul omenirii, iar Asia Centrală pepiniera ei” (Figura 7.5).

               

CASETA 7.1                              Au existat Adam şi Eva?

 

Analizele comparative ale ADNmt (transmis de femei) şi ADN cromosomului Y (transmis de bărbaţi) de la persoane din multiple populaţii umane actuale au permis construirea unor arbori filogenetici ipotetici care arată că fiecare din aceste molecule provin, în ultimă anliză, de la un strămoş comun – denumit firesc Eva şi, respectiv Adam – care au trăit acum circa 200.000 de ani, în Africa.

Interpretarea curentă a acestor date nu implică faptul că în perioada respectivă au existat numai „Adam şi Eva”; multe alte persoane trăiau concomitent cu ei, în acelaşi areal, dar ADN-ul acestora (mai exact ADNmt şi ADN Y) nu s-a transmis la populaţiile actuale. Probabil că alte gene autosomale din genomul omului actual provin de la contemporanii „lui Adam şi ai Evei”, dar acest lucru trebuie dovedit.

Există însă şi alte opinii care susţin descendenţa dintr-un cuplu unic sau poate mai multe, dar asemănătoare ca structura cromosomică; ele formează în esenţă teoria cromosomică a originii umane. Potrivit acestei teorii speciaţia este consecinţa unei remanieri cromosomice echilibrate întîmplătoare,  compatibilă cu reproducerea.  Un individ purtător al remanierii (deci heterozigot) o poate transmite la urmaşi; apoi printr-o uniune incestuoasă, de tip tată fiică sau frate-soră, se realizează un descendent homozigot normal; astfel apare primul reprezentant al unei noi specii. Speciaţia începe cu o pereche de indivizi ce au remanieri cromosomice identice. Un argument indirect pentru această teorie îl reprezintă faptul că maimuţele antropomorfe au 48 de cromosomi iar numărul de 46 de cromsomi de la om rezultă prin fuziunea telomerică a doi cromosomi de la primate. Rolul remanierilor cromosomice în evoluţie nu poate fi negat dar nici absolutizat.

                Teoria cromosomică a originii umane este  total diferită de teoria populaţionistă, baza evoluţionismului modern. Potrivit acesteia, formarea de noi specii se face în felul următor: o specie se scindează în mai multe populaţii şi fiecare populaţie – separată geografic şi izolată reproductiv de celelalte populaţii –  evoluiază independent, acumulând mutaţii favorabile, pe care selecţia le fixează. Dar teoria are incertitudini: izolarea geografică este mai mult o supoziţie decît o realitate; speciaţia presupune un număr suficient de mare de mutaţii genice favorabile. Teoretic este mai puţin probabil ca în numărul relativ mic de generaţii a evoluţiei umane să fi apărut mutaţiile necesare transformării maimuţei în om; în aceeaşi perioadă bacteriile au rămas bacterii şi şoarecii au rămas şoareci. Nu trebuie însă să uităm că omul are o ereditate biologică şi una culturală, fiecare cu legile ei. Evoluţia umană a fost condiţionată  de procese complicate culturale sau negnetice, adevărate resorturi ale supravieţuirii, ce au generat independenţă faţă de capriciile mediului ambiant. Nici o altă specie nu a mai creat vreodată o unealtă sau a utilizat focul. Fără cultură am fi rămas o specie care şi-ar mai căuta încă rosturile. Cultura este un atribut uman, ea ne-a separat de restul animalelor. Iar cultura i-a inventat pe Adam şi Eva

 

Pentru că suntem europeni, prin poziţia geografică, istorie şi tradiţii, ar fi interesant de adăugat unele amănunte despre populaţiile europene. Analiza ADNmt (Richards et al, 2000) şi a cromozomului Y (Semino et al, 2000) arată că Europa a fost populată de reprezentanţii omului modern mai târziu decât Africa, aproximativ acum 45.000 de ani. Majoritatea ADN al populaţiilor europene actuale provine de la omul de Cro-Magnon din ultima perioadă a Paleoliticului superior. O mică parte din ADN-ul europenilor actuali provine de la omul de Cro-Magnon timpuriu şi 10-25% din ADN-ul europenilor pare să provină de la oamenii moderni din Orientul Mijlociu şi Apropiat, din perioada Neoliticului (acum 10 000 de ani), când aceştia începuseră să practice agricultura. Compoziţia genetică a populaţiei europene actuale sugerează că în urma migraţiilor ulterioare, din Orientul Apropiat, populaţiile locale nu au fost înlocuite, ci s-a produs doar un amestec de gene.

 

                Cu toate progresele înregistrate în ultimii ani, nu avem încă imaginea completă a evoluţiei, de la început şi până la sfârşit. Datele genetice nu sunt suficiente pentru a înţelege „de ce omul este om şi cimpanzeul este cimpanzeu”, în condiţiile în care diferenţa genetică este atât de mică, iar implicaţiile ei sunt atât de mari. 

 

                3. "RASELE" UMANE

 

                Toate fiinţele umane care trăiesc în prezent aparţin unei singure specii, Homo sapiens sapiens, deoarece din încrucişările lor rezultă de regulă descendenţi fertili. Este adevărat că specia noastră este neomogenă, politipică şi polimorfă, putându-se identifica mai multe grupuri populaţionale. Delimitarea lor, a fost realizată în trecut, de antropologia clasică, pe criterii morfologice deosebindu-se trei grupe populaţionale mari denumite rase: caucazienii (albi), negrii şi asiatici – fiecare cu numeroase subgrupuri diferite. În spiritul geneticii actuale rasele sunt definite, în general,  ca fiind grupuri populaţionale mari care au un fond comun de gene, diferite de la un grup la altul. Deşi frecvenţele unor alele variază de la o populaţie la alta, s-a dovedit că frecvenţelor genice nu au o distribuţie superpozabilă delimitării clasice (morfologice) a raselor. Între membrii aceluiaşi grup rasial pot exista diferenţe mai mari decât între principalele rase. De fapt, analiza genetică spulberă conceptul de rase umane distincte dovedind faptul că distribuţia geografică şi populaţională a unor caractere genetice nu depinde de culoarea pielii, forma capului sau a corpului, etc. Se naşte o nouă paradigmă: "toţi suntem diferiţi, fiecare din noi este unic". La specia umană este inaplicabil conceptul de rasă biologică de la alte specii. El trebuie înlocuit cu noţiunea de populaţie.

Studiul variaţiei genetice a populaţiilor actuale a relevat  faptul că între oameni există mai multe asemănări decât deosebiri. Altfel spus, diversitatea genetică umană este limitată. Afirmaţia este susţinută de rezultatele unui număr foarte mare de studii (folosind peste 10.000 de markeri genetici polimorfici), efectuate în ultimul deceniu, în cadrul Proiectului Diversităţii Genomice Umane (Human Genome Diversity Project), iniţiat în 1996. Datele obţinute (tabelul 7.4)au permis  formularea unor concluzii:

§         diversitatea genetică individuală în cadrul unei populaţii naturale depăşeşte cu mult diferenţele genetice dintre populaţii;

§         cea mai mare diversitate genetică o prezintă populaţiile africane, ceea ce dovedeşte că acestea au cea mai mare vechime; populaţiile non-africane s-au separat relativ recent din ramura africană (acum 50.000 de ani);

§         diversitatea genetică umană (atât cea nucleară, cât şi cea mitocondrială) este mai redusă comparativ cu cea observată printre primate şi alte specii animale.

 

Tabelul 7.4 Comparaţia diversităţii genetice şi lingvistice

 a populaţiilor umane continentale

 (modificat după D.Nettle, 2001)

 

Conti-nent

ADN

mt

Cromosom

Y

Micro-

sateliţi

Limbi

vorbite

 

Timp

(ani)

Africa

76,7

88

80,7

2011

130 000

Asia

36,7

78

68,5

2165

60 000

Europa

24,7

74

73,0

225

40 000

Oceania

41,8

72

63,6

1302

60 000

America

36,2

56

58,8

1000

15 000

 

Diversitatea genetică limitată a populaţiilor umane actuale a fost explicată prin timpul scurt de evoluţie, evenimetele demografice şi schimburile genice constante produse de migraţia populaţiilor. Se crede că populaţiile umane sunt genetic similare pentru că au origine recentă şi nu au avut timp suficient pentru a-şi dezvolta diferenţele genetice. Efectivul numeric al unei populaţii este important pentru dezvoltarea diversităţii genetice. În cursul evoluţiei umane, la un moment dat, a avut loc reducerea severă a numărului de indivizi din populaţia predecesoare omului modern (efect „bottleneck”), urmată de o expansiune numerică a acesteia. Momentul este plasat acum circa 45.000 de ani, atunci când o ramură a populaţiei de oameni moderni timpurii a migrat din Africa către Eurasia, generând populaţiile non-africane. Cu unele excepţii, populaţiile umane nu au fost niciodată izolate, migraţiile favorizând răspândirea genelor în cadrul populaţiilor.

                Se pune totuşi firesc întrebarea: cum au apărut diferenţele morfologice dintre populaţiile umane? Baza genetică a diferenţelor genetice dintre populaţii ("rase") şi subpopulaţii este mutaţia iar mecanismele care determină aceste diferenţe sunt: selecţia mutaţiilor favorabile în funcţie de mediu; fixarea întâmplătoare a unor mutaţii neutre sau chiar defavorabile; izolarea reproductivă relativă între grupurile populaţionale (prin bariere geografice). Acum circa o sută de mii de ani (în cursul unei perioade de glaciaţie) continentul Euroasiatic, pe care s-au dezvoltat aşezări umane mici şi dispersate, a fost divizat în trei regiuni distincte, separate de zonele muntoase acoperite de gheaţă ale Muntilor Himalaya şi Altai. S-au creat bariere fizice care au întrerupt comunicaţiile şi încrucişările; în aceste regiuni, geografic şi deci genetic diferite una de alta, a apărut tendinţa de diversificare a speciei, de formarea a raselor, prin mecanisme selective specifice. În cele trei regiuni populaţiile au evoluat diferit determinând predominenţa albilor în vest, a asiaticilor (mongolilor) în est şi a negrilor în sud. Ulterior fiecare grup s-a subdivizat în numeroase subpopulaţii distincte, numite adesea grupuri etnice, cu caracteristicile proprii ale frecvenţei unor gene normale sau morbide. Evoluţia de formare a raselor a fost însă stopată, iar după părerea unor specialişti oprită, prin procesele de omogenizare ale speciei (determinate de mobilitatea oamenilor) şi progresele socio-culturale. S-a produs si se produce un amestec tot mai intens ale diferitelor grupuri care determină unificarea şi omogenizarea lor treptată determinânt caracterul unitar al umanităţii.

                "Toate grupele umane, fie că este vorba de rase, în sens tradiţional, sau de populaţie/naţiuni în sens actual, au un fond genetic comun care le conferă aceleaşi capacităţi de dezvoltare intelectuală şi de progres social. Realizarea lor depinde de condiţiile istorice şi sociale ale fiecărui popor, ale fiecarei populaţii" (N. Botnariuc). Evident orice concepţie de inegalitate biologică implicată în evaluarea capacităţii evoluţiei şi dezvoltării diferitelor grupuri umane este neştiinţifică  şi rasistă.

 

INTERNET

 

1.        Oameni fosili: http://www.neanderthal-modern.com/genetic3.html

2.        Evolutia omului: http://www.talkorigins/faqs/homs/species.html

3.        Genetica populaţiilor: http://www.infobiogen.fr

 

Bibliografie specifică  selectivă

 

1.        Barbujani G, Magagni A, Minch E, Cavalli-Sforza L.L  – An apportionment of human DNA diversity – Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1997;94: 4516-4519.

2.        Gagneux P, Wills C, Gerloff U et al. – Mitochondrial sequences show diverse evolutionary histories of African hominoides – Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999;96: 5077-5082.

3.        Gibbons A –  Which og our genes make us human? –  Science, 1998; 281:1432-1434

4.        Griffiths A, Gelbart W, Miller J, Lewontin R – La génétique des populations et l'évolution-  in Analyse génétique moderne, Ed. DeBoeck Université, 2001, pg. 537-544

5.        Harry M – Histoire évolutive des hominines – Structure génétique des populations în Génétique moléculaire et évolutive, Ed. Maloine, 2001

6.        Hertl D – Diversité phénotipique et variabilité génétique  – in Génétique des populations, Ed. Médicine-Sciences, Flamarion, 1994, pg. 5-20

7.        Jorde LB, Bamshad M, Rogers AR. – Using mitochondrial and nuclear DNA markers to reconstruct human evolution – BioEssay, 1998;20:126-136

 

      


[1] În cazul unor alele multiple frecvenţele genice şi genotipice pot fi calculate prin adăugarea unui/unor noi termen(i) la ecuaţia binomială (p + q)2. De ex. frecvenţele genice şi genotipice pentru cele trei alele ale locusului de grup sanguin ABO se vor calcula pe baza formulei (p + q + r)2.

 

[2] Cea mai veche fosilă bipedă descoperită recent (1995), în Keya, are o vechime de 4 milioane de ani.

[3] În 2001, în Georgia, a fost descoperit scheletul fosilei H.georgicus cu o vechime de 1,8 milioane de ani, cu trăsături intermediare între H.habilis şi H.erectus.

Back to Top