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第三章
亚当和夏娃,重装上阵

在一条荒无人烟、尘土飞扬且充满危险的道路上,一群人正在缓步前行。女人们怀抱婴儿,男人们紧握武器,警惕而惶恐地四下张望。如果运气不错的话,他们能吃到肉,但平时主要以水果、种子和蛤蜊为食。这些人就是6万年前非洲之角 的智人(Homo Sapien)。尽管生活在茹毛饮血和刀耕火种的时代,但智人的DNA、生物特征及大脑和我们现代人一样发达。如果他们的孩子出生在现代社会,那么他(她)肯定会和现代孩子一样正常上学,也会骑自行车或使用智能手机,甚至还会设计出某种新产品来。他们的祖先已在非洲繁衍生息了数千年。他们拥有超凡智慧和无穷创造力,族群遍布在非洲大部分地区。很多人都成功地在这块大陆上驻留下来并繁衍生息,将后代延续至今。但是,我们前面所述的这群人并没有留下来。他们经历了一场全球性气候灾害,饥肠辘辘、惊慌失措和绝望无助的他们只想逃离这块不毛之地。

当时,地处北方的欧洲正经历着一场极寒气候,大量的江河湖泊都冻结成冰。非洲因此失去水源,变得愈发干旱。热带稀树草原 几乎变为一片沙漠,居住在那里的人们(至少其中一部分人)一直想要逃离这块土地,寻找更适宜居住的地方,但是历经数代,他们仍然被困在非洲东海岸。文中所述的这群人便是如此。

我们虽然无法确定人类离开非洲的确切时间,但是根据资料,大概是距今8万~6万年前。我们甚至不知道这些智人是怎样穿越红海的,他们可能是在水域狭窄的非洲之角的“尖部区域”搭乘原始的独木舟离开的,也可能是从陆路向北迁徙,直至阿拉伯半岛。毫无疑问,许多智人族群在逃离非洲的途中惨遭灭绝。但可以肯定的是,还是有一小部分人类成功抵达了青山绿水的阿拉伯半岛,并在那里繁衍后代。我们是通过研究自己的DNA了解到这些的。DNA就像一个黑匣子,记录了人类几万年的迁徙历程。

生命之河

进化论学者理查德·道金斯(Richard Dawkins)在其著作《伊甸园之河》( River Out of Eden )中,将人类的基因比作经历几千年的进化而分支成数百万条较小的信息溪流。其中一些小溪已经干涸,而其他溪流继续缓慢流淌,直至今日。通过观察现代人类的DNA,我们就可以追溯历史,寻觅我们的遗传起源。

从1950年到20世纪末的几十年中,卢卡·卡瓦利-斯福扎(Luca Cavalli-Sforza)一直在潜心研究基因地理学并取得突破性成果,因此被称为基因地理学之父。基因地理学是一门研究族群DNA的多样性及其历史演变的学科。人类自诞生以来所经历的各种迁徙、族群危机,甚至持续发生的自然灾害,都留下了很多遗传痕迹,我们可以从现代人类族群中发现。像卡瓦利-斯福扎这样的基因地理学家还有很多,他们用数十年的时间环游世界,分析来自各个族群的DNA。许多基因地理学家至今仍在坚持不懈地进行这项工作,从世界各个角落收集人类的基因信息,甚至包括最封闭的族群。此外,消费者基因组服务公司从唾液受测者收集了数百万个DNA样本,进一步完善了人类遗传史的知识。

正如我们所见,Relative Finder最多只能向前追溯十代,约两百年的时间。与人类的漫长历史相比,这不过是弹指一挥间。如果要追溯1千年甚至10万年前人类的遗传历史,我们就需要使用更高效的工具,以寻找能将我们的DNA与远祖血统联系起来的线索。其中一种工具就是雄性的Y染色体(该染色体在显微镜下类似字母Y的形状)。Y染色体仅包含200个基因,与其他人类染色体所含的基因数量相比要少得多。但是,父亲的Y染色体在遗传给儿子的过程中,几乎没有发生任何变化,这让系谱学家颇感兴趣。其他染色体都参与了遗传物质的互换和重组,但Y染色体这个淘气包却没有其他染色体可以配对,因为只有雄性有Y染色体,而雌性没有。就在互换热烈进行时,Y染色体就像舞会上的呆瓜一样无所事事。因此,除非发生突变,否则Y染色体就像是家族遗物一样沿着父系脉络代代相传。比如,我的Y染色体与我父亲、祖父、曾祖父等父系成员的Y染色体相同。如果我有一个儿子,他会继承我的Y染色体并将其遗传给他的儿子。Y染色体是追踪父系脉络的一个好工具。当然,它也存在缺点:只适用于男性。

母系线索是通过隐藏在线粒体内的一个奇怪但重要的环状DNA所提供。这种DNA具有细微结构,可比作化学电池,为细胞提供能量。线粒体DNA (mt-DNA) 具有两个对系谱学家非常有用的特性。首先,它仅通过母系遗传。这是因为精子没有线粒体,而卵细胞中却有很多线粒体。另一个有趣的特征是,就像Y染色体一样,线粒体DNA也不会参与互换,并且通过母系脉络代代遗传,同时保持自身不变。比如,我的线粒体DNA与我母亲、祖母、曾祖母等母系成员的线粒体DNA相同。从这个意义上讲,线粒体DNA就像是Y染色体的母系对应物,它提供了人类历史中母系脉络的发展线索。另外,线粒体DNA在细胞中的数量非常多,与染色体DNA相比,更容易从古代人类遗骸(例如木乃伊或遗骨)中提取,因此深受古人类学家的青睐。

探寻远祖血统的第三个要素就是时间。和基因组的其他部分一样,Y染色体和线粒体DNA会随着时间的推移积累突变,就像生物钟一样有规律地进行。这种突变在古代是很常见的,而近年来出现了属于某些特定族群的典型突变。通过研究这些突变,科学家们创造了人类系谱树,人类从最早的智人开始,经历漫长的发展进化,就像道金斯的生命之河一样不断分支演变,最终进化到现代人类。突变被分成若干群组,称为单倍群,每个单倍群就像是一个用于辨识进化长河中某个溪流的分子条形码。几千年来,当人类被迫迁徙或遭遇冰川、沙漠、高山、海洋或其他自然屏障时,族群被迫分离,人类的DNA就会产生分化,并在Y染色体和线粒体DNA中形成新的父系和母系的单倍群。

你好,伟大的妈妈!

用单倍群来做标记,我们就可以沿着生命之河追根溯源,并且发现惊人的事实。例如,我们通过人类单倍群往前追溯,就会发现我们人类拥有共同的祖先,就是一对男女。在遗传学的语言中,这两个祖先被称为“最近共同祖先”(MRCA),而大众媒体则将这两个人称为“基因学上的亚当与夏娃”。

在神创论者准备高声欢呼之前,我们必须先澄清一点:这两个人类共同的祖先与他们的同名圣经人物无关,而且他们也不是地球上的第一对夫妇。他们只是我们通过将已知所有母系和父系遗传分支向前追溯后找到的两个假想出来的人。毫无疑问,这两位祖先一定存在。根据最新的研究成果,我们发现两位“最近共同祖先”分别生活在距今约17万年和30万~16万年前的非洲。

在道金斯的类比分析中,“最近共同祖先”是我们可以通过单倍群所能达到的生命之河的最高分支。我们当然知道,即便是“最近共同祖先”也肯定还有其父母和祖先,但是我们无法往前追溯。我们能找到这两位“最近共同祖先”也是偶然。由于种种原因,到目前为止,母系和父系各只有一条分支幸存下来,而其他分支都灭绝了,就像我们假想的生命之河有很多支流干涸一样。我们对“基因学上的夏娃”知之甚少,只知道她拥有线粒体单倍群“L”(单倍群用单个字母来表示)。我们还知道,她至少有一个长大成人的女儿,而她女儿也至少生育了一个女孩,以此类推,将她的母系脉络一直延续至今。

我们对“基因学上的亚当”也知之甚少,只知道他拥有Y染色体并携带单倍群A,而且他一定有一个儿子,而他的儿子也一定至少有一个儿子,以此类推,将他的父系脉络延续至今。我们的母系和父系祖先可能都来自非洲,这并非巧合。有研究证明,在20万至50万年前,智人出现在非洲大陆。

来自未来

许多公司提供远祖血统搜寻程序,可以用来查找自己的母系和父系单倍群。这相当于跳进DNA时间机器来探索人类的历史。

我的母系单倍群称为I-1,从单倍群I分支出来,这个单倍群I可以追溯到一个2万年前生活在中东或高加索地区的女人。单倍群I是单倍群N的一个分支,而单倍群N与M都是源自一个更古老的非洲单倍群L-3的两个分支,而单倍群L-3又源自我们的基因夏娃拥有的单倍群L。我的DNA之旅只需四步(I-1、N、L-3和L),就像一部倒放的电影,把我从现代带到18万年前生活在非洲的人类共同祖先那里。

单倍群N和M这两个分支起源于大约59 000年前,当时人类已经离开非洲,抵达阿拉伯半岛,因此他们是所有非非洲单倍群(non-African haplogroup)的始祖。带有单倍群N的族群向北迁徙,最终抵达欧洲的安纳托利亚(今天的土耳其)。带有单倍群M的人则向东迁徙,最终抵达印度尼西亚和大洋洲。在今天的撒哈拉以南的非洲族群中,例如班图人(Bantu) ,仍然可以发现与基因夏娃相同的单倍群L。当人类离开非洲时,只带走了当时族群的一部分遗传变异特性,这些变异仍可以在如今的非洲族群中找到踪迹。这就是为什么非洲比任何其他大陆都拥有更丰富的单倍群,并且还是人类遗传多样性最丰富的地区。

正如你所料,我的母系和父系单倍群的故事并不重叠,因为它们来自不同的祖先,但它们都是起源于非洲。我的父系分支起源于1 800年前,我的始祖很可能是一个具有德国血统的人,这摧毁了我家族中流传的我的父系祖先是伊特鲁里亚人 (我与伊特鲁里亚人的单倍群不同)的传说。我更有可能是来自罗马帝国时代的野蛮人的后裔。有意思的是,根据我的基因档案,我拥有爱尔兰血统,可能与爱尔兰至高王尼尔(Niall of the Nine Hostages) 、爱尔兰国王和从第6到第10世纪统治爱尔兰北部的伊·内伊尔(Uí Néill)王朝的祖先们一脉相承。尼尔可能只是一个神话人物,并非真实存在的人,但是伊·内伊尔王朝是确定存在的。我的Y染色体资料也充分表明,我可能与那个古老的爱尔兰王朝有一定关系。但是,在我宣称自己拥有贵族血统并寻根问祖之前,我必须清楚一个事实:研究表明,尼尔可能是爱尔兰历史上拥有最多子嗣的男人。据估计,有200万~300万具有爱尔兰血统的男人都是他的父系后代。

尼安德特人血统的诱惑

远祖血统搜寻软件甚至可以发现居住在欧洲的最早人类(即尼安德特人)的踪迹,即使他们与我们现代人类属于不同的物种。有些研究人员认为,尼安德特人和智人属于不同的“亚种”(亚种是“种族”的科学术语),而并非不同的物种。尼安德特人身强力壮,适应寒冷的气候,比他们的“智人”近亲更早出现在欧亚大陆,这两个族群共同生存了数千年。这让专家们怀疑他们是否曾彼此婚配,从而融合了部分基因。2020年,一个国际联盟着手研究尼安德特人的远古遗骸,并将其与当今人类进行比较,最终完成了尼安德特人的DNA图谱,从而揭晓了谜题。结果表明,我们人类的DNA中含有部分尼安德特人的基因,约占非非洲族群基因组的2%~4%。因为性交是人类混合DNA的唯一方式,因此在某个历史时期,尼安德特人和现代人类的祖先异性肯定碰撞出了爱的火花。如果你看过尼安德特人的实体模型,你可能会对此表示怀疑,但是DNA不会说谎。

基于这些发现,许多消费者基因组检测套件会将你的DNA与尼安德特人的DNA进行比较,并告知你们拥有哪些共同基因。而这种操作几乎没有什么实际意义,因为我们并不知道自己的哪些性状取决于尼安德特人的基因。如果你身材短小粗壮,身体多毛并且前额倾斜,那么你很可能受智人基因的遗传变异而不是受尼安德特人DNA的影响。但是这个应用程序很有趣,许多人会在社交网络上晒出他们的尼安德特人的血统百分比。我也忍不住发了推文:“我拥有3.6%的尼安德特血统!” FIIztt3jRBdXl1kCVcB0x2/ph5ubCPyOOkZOo7ObER4I+4uMve7iw02dtZjy8S72

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