第一章 神州苦旅——东亚直立人的百万年
从中学课本中我们学习到,人体的遗传物质位于细胞核里的染色体上,大量的基因排列在染色体的双螺旋结构上。其实,线粒体中也含有少量的遗传物质—线粒体DNA。而且我们还知道,一个人类生命的诞生,首先是从父亲的精子与母亲的卵细胞结合开启的。换句话说,线粒体这种细胞器来自母亲的卵细胞,而不是来自父亲的精子(其实父亲的精子里也含有少量的线粒体DNA,但是在受精过程中“舍身取义”,被分解掉了)。因此,线粒体DNA是孩子从自己的母亲一方继承下来的。于是,分子生物学家可以通过比较人们的线粒体DNA,分析人们之间母亲一系的亲疏远近,进而追溯人们母亲一系的祖先情况。

    论文作者丽贝卡·卡恩从世界各地不同人群的人体胎盘中搜集了147份线粒体DNA样本。之所以选择人体胎盘提取材料,是因为胎盘里含有丰富的线粒体DNA。丽贝卡·卡恩发现,通过所有样本的线粒体DNA追溯其所有者的母亲,最后都汇聚到唯一的一位女性祖先那里,不论现在拥有线粒体DNA的人居住在世界的哪一个角落,他们都是这位女性祖先的后代。

    当时的媒体借用《圣经》中最早的人类女性夏娃的名字,把这位女性祖先叫作“线粒体夏娃”。关于这位线粒体夏娃,丽贝卡·卡恩从遗传物质里读出了很多信息。

    比如,线粒体夏娃生活在地球的哪个角落?

    如果我们向水池里丢下一块石头,荡起的涟漪会一圈一圈地向周围扩散。即使我们没有看到石头在哪儿落水,我们也能够根据水池涟漪的形状,判断石头落水的位置在这些涟漪的圆心。判断线粒体夏娃的生活地点,与通过涟漪判断石头落水位置的原理是类似的。

    展开点儿说,人类的基因在每一代向下遗传的过程中,偶尔会发生基因突变,使后代与祖先的基因略有不同。从原理上说,后代与祖先间隔的辈分越多,基因突变所导致的遗传差别就越大。如果我们假定远古时期每一代人类的寿命差不多长,那么可以粗略地认为,后代距离祖先的时间越久,积累起来的遗传差别就越大,最外圈的“涟漪”与最中央的“涟漪”的遗传差别最大。

    线粒体DNA的遗传过程就是如此。一代代母亲把自己的线粒体DNA传给孩子,这个过程中也会发生基因突变,于是后代就具有了各自的基因多样性。根据现代人群各自的基因多样性的比较,分子生物学家不仅可以判断现代人群之间的亲疏远近,还可以回溯他们的女性祖先的生活地点和生活时间。

    丽贝卡·卡恩发现,现代人群的基因多样性并不是一样的,非洲现代人的基因多样性最丰富,亚洲现代人和欧洲现代人次之,美洲现代人的基因多样性最少。这个现象不仅可以让她判断不同现代人群之间的亲疏远近,还让她了解到,现代人群具有一个共同的女性祖先,这位祖先的生活地点,就在基因多样性最丰富的那个人群生活的地方—非洲大陆。引发层层涟漪的那块石头(女性祖先),最初是落在非洲的。

    那么,这位全人类共同的老祖母—线粒体夏娃,生活在什么年代呢?

    在揭晓答案前,读者们不妨猜一猜,老祖母生活在距今500万年前、距今100万年前、距今50万年前还是距今10万年前?哪一个数据最接近事实呢?

    人体的基因突变虽然很罕见,但从长期来看,突变发生的速率基本上是固定的。每一代人与上一代人相比,平均有30个左右的基因会发生突变。线粒体DNA的基因数量远比细胞核里染色体上的基因数量要少。只要我们知道了基因突变发生的速率,然后估计出每一代人与上一代人的年龄差,就可以计算出那位线粒体夏娃生活的时间。

    丽贝卡·卡恩在论文中估计的线粒体夏娃生活的时间是距今14万年前。

    我们今天所有现代人都是距今14万年前生活在非洲的一位女性祖先的后代。

    别误会,这并不是说距今14万年前地球上只有一位女性人类生活着,当时一定还有很多女性生活在地球上,是我们这位线粒体夏娃的“闺蜜”,只是很遗憾,这些闺蜜的女性后代都没能延续到今天。

    打个比方。假设在1400年前的唐朝都城长安附近有个小村庄,里面住着10户人家,每家都有自己独特的羊肉泡馍配方,而且配方传女不传男,掌握在每家主妇的头脑中,由母亲通过口头的方式传给女儿。在这1400年的漫长岁月中,某些家庭在某一代也许只生了儿子,没有生女儿,于是这些家庭的羊肉泡馍配方就彻底失传了。最后只剩下一家不仅代代有女孩出生,她们还一直保留着祖先的羊肉泡馍配方。即使这些女孩出嫁,也会带着自家的羊肉泡馍配方,并传授给自己的女儿。当然,由于个人口味不同,或者原材料发生变化,某些代的女人也许会对配方略做改动,不同代的主妇锅里的羊肉泡馍味道可能会不太一样,不过她们可以保证,锅里面都是羊肉泡馍,而且保留了最原始的配方的一些成分。

    线粒体夏娃,就是生活在1400年前的唐朝小村庄里掌握着配

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