Coalescensanalys
Coalescensanalys är en matematisk och statistisk metod inom populationsgenetiken som spårar släktskap mellan genvarianter bakåt i tiden tills de möts i en gemensam förfader, en så kallad coalescens.
Coalescensanalys bygger på den så kallade coalescentteorin, som introducerades av matematikern John Kingman i början av 1980-talet. Tanken är enkel men kraftfull: om vi följer ett antal DNA-sekvenser bakåt i tiden kommer deras anor förr eller senare att smälta samman i gemensamma förfäder. Två linjer som möts har genomgått en coalescens. Genom att räkna baklänges, från nutid mot det avlägsna förflutna, kan man bygga upp en modell av hur en population har utvecklats.
Metoden vänder alltså på det vanliga perspektivet. I stället för att simulera framåt i tiden, generation för generation, utgår coalescensanalysen från de DNA-prov vi faktiskt har idag och frågar sig hur deras gemensamma historia kan ha sett ut. Det gör beräkningarna betydligt effektivare, eftersom man bara behöver ta hänsyn till de linjer som leder fram till det insamlade urvalet, inte hela den historiska populationen.
Ett konkret exempel: anta att forskare har samlat in mitokondrie-DNA från tio personer i en befolkning. Eftersom mitokondrie-DNA ärvs på mödernet kan varje sekvens spåras bakåt längs den kvinnliga linjen. Coalescensanalysen beräknar sannolikheten för när dessa tio linjer parvis möts i gemensamma anmödrar, ända tillbaka till en enda gemensam ursprungsmoder. Tidpunkten för den sista sammansmältningen ger en uppskattning av hur gammal den genetiska variationen är.
Resultaten påverkas starkt av populationsstorlek. I en liten population sker coalescens snabbt, eftersom få individer delar förfäder, medan en stor population ger längre tid mellan sammansmältningarna. Därför kan metoden användas för att uppskatta historiska populationsstorlekar, migrationer och tidpunkten för olika genetiska händelser.
Inom släktforskning och DNA-tester ligger coalescenstänkandet bakom många av de åldersuppskattningar som görs för exempelvis Y-DNA-haplogrupper. När ett testföretag anger att en viss gren uppstod för ungefär 4 000 år sedan bygger det ofta på coalescensbaserade modeller. Metoden är därmed ett viktigt verktyg för att förstå både mänsklighetens stora vandringar och de djupare grenarna i enskilda släktträd. Det är dock viktigt att komma ihåg att resultaten är statistiska skattningar med osäkerhetsintervall, inte exakta årtal.