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2015.05.25
Y染色體傳遞著姓氏的信息,這種看不見(jiàn)的傳遞比姓氏本身的傳遞要精確得多,因?yàn)樾帐蟼鬟f有時(shí)有變數(shù)。比如有人中途改姓、有人被別人賜姓、孤兒隨繼養(yǎng)者姓、偶爾有人隨了母親的姓等等。當(dāng)皇帝賜給功臣們自己的姓時(shí),受賜者棄掉祖宗的姓后,還要感恩戴德。更常見(jiàn)的恐怕是隱匿發(fā)生的綠帽子事件,這類事很難記載,因而更難琢磨。據(jù)說(shuō)在美國(guó),約有10~15%的父親養(yǎng)的不是自己的孩子,而他們并不知情。相比之下,Y染色體的遺傳則穩(wěn)定得多,因此可以用Y染色體的信息修正姓氏的傳遞差錯(cuò)。
不過(guò),Y染色體DNA序列也不是絕對(duì)穩(wěn)定的,也會(huì)緩慢地變化。這種變化叫基因突變,即DNA序列的改變。我們知道,祖宗的Y染色體并不直接給我們,而是給我們一個(gè)拷貝,我們生兒育女時(shí)再次復(fù)制,這樣一代代向下傳。經(jīng)過(guò)n次復(fù)制后,如果再和原始拷貝比較,出些錯(cuò)是難免的。好在DNA的復(fù)制足夠精確,一般在幾百年內(nèi)不致有什么大的不同,至少在可追蹤姓氏的年代里Y染色體還是穩(wěn)定的。但如果時(shí)間延長(zhǎng)到幾千幾萬(wàn)年,就會(huì)出現(xiàn)不同了。假如在所檢測(cè)的Y染色體片斷上男人甲和男人乙有一個(gè)堿基不同、和男人丙有兩個(gè)堿基的差別,這能說(shuō)明什么?如果考慮到堿基替換率的相對(duì)恒定性,則我們可以較有把握地說(shuō),甲和乙的血緣關(guān)系比甲和丙近一些;或者說(shuō)甲和乙的祖先在歷史的某個(gè)時(shí)期曾經(jīng)擁有同樣的Y染色體,而甲和丙則可能是更早時(shí)期的祖先共有一條Y染色體。
如果一直這樣追蹤,關(guān)系越來(lái)越遠(yuǎn)的親屬也會(huì)不斷地加入到這個(gè)家族體系中,直至把全人類的男人都包括進(jìn)去為止。其結(jié)果是世界上所有男人(當(dāng)然,他們身邊還有女人)在遠(yuǎn)古時(shí)期只有一個(gè)老祖宗,他的Y染色體傳遞給了所有男人。這可能嗎?完全可能。進(jìn)化生物學(xué)家已經(jīng)計(jì)算出,這個(gè)男性祖先生活在距今12~20萬(wàn)年前的非洲,叫做Y染色體亞當(dāng)(Y-chromosomal Adam)。這是借用了圣經(jīng)故事中上帝創(chuàng)造的第一個(gè)男人的名字。不過(guò)這個(gè)“亞當(dāng)”比那個(gè)亞當(dāng)靠譜,起碼我們能斷定他存在過(guò)。
看到這兒,很多人可能會(huì)迷惑了:難道人類真有一個(gè)唯一的男性祖先存在嗎?那他有若干女人,還是只有一個(gè)“夏娃”?這個(gè)男性祖先的父親又是誰(shuí),是不是還算作“人”?其實(shí),之所以產(chǎn)生這類問(wèn)題,都是被我們固有的錯(cuò)誤思維方式誤導(dǎo)啦。在任何時(shí)候,不管是古人類時(shí)期還是古猿類時(shí)期,任何物種要想延續(xù)都需要一個(gè)起碼的種群數(shù)量,孤零零的個(gè)體是難以為繼的。人類進(jìn)化的歷史延續(xù)了幾百萬(wàn)年,Y染色體亞當(dāng)只是生活在這緩慢變化的時(shí)間長(zhǎng)河中無(wú)甚特殊的時(shí)期的一個(gè)無(wú)甚特殊的個(gè)體。他周圍有許多和他相似的男人,以及大致同等數(shù)量的女人。據(jù)估計(jì),在人類走出非洲之前曾長(zhǎng)期維持在一萬(wàn)左右的人口規(guī)模。人口最少的時(shí)候發(fā)生在約七萬(wàn)年前,估計(jì)只剩下兩千人。任何物種,如果數(shù)目低到這樣一個(gè)水平時(shí),差不多就算是瀕危物種了。要知道野生大熊貓目前還有1000只左右呢,已經(jīng)讓我們神經(jīng)兮兮的了,人類的某一個(gè)時(shí)期跟這也差得不遠(yuǎn)啦。但即使在只有兩千人的時(shí)期,也還是有一千左右的男人,他們的后代都哪去了?假定他們每個(gè)人都有自己的一條獨(dú)特的Y染色體,這些Y染色體的繼承者呢?我們只能斷定,很遺憾,他們都失傳了。
整個(gè)物種的其他Y染色體都失傳,只有一條傳到現(xiàn)在,這可能嗎?
完全可能,而且看來(lái)就是這樣。其實(shí),一條Y染色體能一直傳下來(lái)是非常不易的事,它要求在成千上萬(wàn)代的傳遞鏈中,每次都必須生下能繼續(xù)生育的男孩。如果某個(gè)男人沒(méi)生男孩,或他生下的男孩沒(méi)有再生育,那么他的Y染色體就算是走到了死胡同。絕大多數(shù)時(shí)候并不是這條Y染色體有什么不好,僅僅是命不好罷了。我們周圍這種情況比比皆是。一對(duì)夫妻如果生下一個(gè)、兩個(gè),或三個(gè)孩子,其中沒(méi)一個(gè)男孩的可能性分別是1/2、1/4、1/8。試想,一個(gè)家族的Y染色體如果想在成千上萬(wàn)次傳遞中永遠(yuǎn)不落入倒霉的終端,這該有多難?由于每個(gè)基因有1/2的概率被傳遞到后代,所以后代中該基因的比例就會(huì)有一定隨機(jī)性,而這種隨機(jī)性會(huì)造成這個(gè)基因的群體頻率產(chǎn)生隨機(jī)增減,這種現(xiàn)象在遺傳學(xué)上叫做遺傳漂變。其實(shí),Y染色體以及姓氏的傳遞在很大程度上都遵循著遺傳漂變的原則。這個(gè)原則告訴我們,在傳遞過(guò)程中不時(shí)會(huì)有一些倒霉者在中途消失。最初存在的Y染色體的數(shù)量只會(huì)越來(lái)越少。
人類直到現(xiàn)代才知道Y染色體,但歷史上一直有姓氏的記載。如果不添加姓氏,姓氏是否會(huì)越來(lái)越少呢,似乎有這樣的趨勢(shì)。拿中國(guó)的姓氏來(lái)說(shuō),歷史上記載的姓氏據(jù)說(shuō)達(dá)兩萬(wàn)個(gè)以上,那現(xiàn)在人口普查能查出多少姓呢?也就幾千個(gè)吧。還有一萬(wàn)多個(gè)姓去哪了呢?只能推斷它們?cè)谀骋粫r(shí)期消失了,所遵循的也是遺傳漂變的原理。中國(guó)的姓氏產(chǎn)生得較早,有幾千年的歷史,與此相對(duì)應(yīng)的就是明顯的大姓現(xiàn)象,排名前十的大姓即可占據(jù)中國(guó)近半數(shù)的人口。排名前三的王、李、張所占人口的比例都超過(guò)了7%,這就是長(zhǎng)期漂變的結(jié)果,這在世界上其他民族中是很少見(jiàn)的。例如,德國(guó)第一大姓Müller只占德國(guó)人的0.95%,英國(guó)第一大姓Smith只占1.15%,挪威第一大姓Hansen占1.31%,等等。這與這些國(guó)家姓氏產(chǎn)生時(shí)間較短,只有幾百年的歷史有關(guān)。我們的近鄰日本,多數(shù)人在一百多年前才開(kāi)始有姓,他們的姓氏數(shù)多達(dá)12萬(wàn),遠(yuǎn)多于現(xiàn)代中國(guó)人的姓氏數(shù)??偨Y(jié)這些,我們是否可以得出一個(gè)民族的姓氏史越久、姓氏就越少、姓氏分布就越集中的結(jié)論呢?按照這個(gè)趨勢(shì),會(huì)不會(huì)有一天,所有中國(guó)人只剩下一個(gè)姓呢?假如我們不創(chuàng)造新的姓,這種結(jié)局幾乎是一定會(huì)到來(lái)的。Y染色體就經(jīng)歷了這樣的路程。
現(xiàn)在該明白為什么現(xiàn)在全人類男人都只有亞當(dāng)Y染色體了吧,那是因?yàn)榕cY染色體的亞當(dāng)同時(shí)代的那些男人,他們的Y染色體陸續(xù)在人類史的某些時(shí)期絕種了。不過(guò),你要說(shuō)這些男人的基因都沒(méi)有傳下來(lái),那又大錯(cuò)特錯(cuò)了。根據(jù)孟德?tīng)柕淖杂山M合律,不同的染色體向后代的傳遞是互不影響的,Y染色體傳不下來(lái)不等于其他染色體的片段傳不下來(lái)。在《Y染色體的故事(一)》中談到,即使孔子的家譜記錄正確無(wú)誤,那些孔子的傳人能確實(shí)得到的也只是孔子的Y染色體,這一點(diǎn)也適合于Y染色體亞當(dāng)——這位“亞當(dāng)”能留給當(dāng)今男人的恐怕主要也就是這條本身沒(méi)有多少基因的Y染色體了。對(duì)于人類99%以上的其他基因來(lái)說(shuō),與Y染色體亞當(dāng)同時(shí)代的很多男人和女人都是貢獻(xiàn)者,只不過(guò)他們不貢獻(xiàn)Y染色體罷了。
有沒(méi)有可能知道這個(gè)Y染色體亞當(dāng)那時(shí)生活在哪兒呢?可以的。方法是比較這條Y染色體的各種變異類型在全球各地的分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在非洲的東部和中部地區(qū)具有最豐富的Y染色體變異類型,而在非洲的其他地方和其他大洲的變異類型就少得多。我們考慮到在人的一生中,大部分人主要還是留在原地生活,只有少數(shù)的人遷徙到其他地方;歷史上Y染色體亞當(dāng)?shù)淖訉O們也大致如此,他們多數(shù)留在了原地,少數(shù)跑得很遠(yuǎn),與此相隨的是多數(shù)發(fā)生了一定變異的Y染色體也會(huì)留在原地,所以我們會(huì)在原地檢測(cè)到較多的Y染色體變異。這個(gè)“原地”就應(yīng)該是現(xiàn)在的東非或南非,這就是 “亞當(dāng)”當(dāng)年可能生活的地方。目前非洲人口相對(duì)于其他大洲并不算多,這是由于到達(dá)其他地方的“移民”們生育并存活的子孫相對(duì)較多所致。他們現(xiàn)在人多,但在幾萬(wàn)年前他們的祖先數(shù)量并不多,所以他們之間共享相同的、或近緣的Y染色體的時(shí)候也較多。而非洲人盡管人口較少,但他們之間在親緣關(guān)系上差別卻相對(duì)較大。
到此為止,我們一直在談?wù)撟鳛槿行赃z傳的Y染色體,有沒(méi)有只經(jīng)過(guò)母系傳遞的遺傳物質(zhì)呢?還真有。但這不是某條染色體,而是位于細(xì)胞核之外的、線粒體中的DNA。在受精的時(shí)候,精子中只有細(xì)胞核有資格進(jìn)入卵子;細(xì)胞質(zhì)中的其他成分包括線粒體,都被排除在卵細(xì)胞膜之外。這樣,受精卵里就只有來(lái)自母親的線粒體;所以經(jīng)過(guò)胚胎發(fā)育出來(lái)的所有細(xì)胞中的線粒體DNA,都來(lái)自母親。這些線粒體DNA只能再通過(guò)女兒傳給她們的兒女。線粒體DNA如果傳到了兒子那兒,它們只能自認(rèn)倒霉,因?yàn)樗鼈冊(cè)僖矝](méi)有向后代傳遞的機(jī)會(huì),就像一個(gè)男人沒(méi)法向女兒傳遞Y染色體一樣。于是,我們就有了經(jīng)過(guò)母系傳遞的遺傳物質(zhì)標(biāo)簽:線粒體DNA。
像Y染色體DNA一樣,線粒體DNA也可以用于追蹤人類祖先的遺跡。我們每個(gè)人的親屬可以分成兩個(gè)部分,父親那邊的親戚和母親那邊的親戚。線粒體DNA用于標(biāo)記母親那邊的親戚,這些親戚包括外婆、舅舅、姨媽及其子女之類,他們的共同遺傳標(biāo)記就是某條線粒體DNA。這個(gè)母系家族也可以不斷擴(kuò)大,做成家譜,包含進(jìn)越來(lái)越多的遠(yuǎn)房表親,這些母系的表親都共有某條線粒體DNA。仿照對(duì)Y染色體DNA進(jìn)行追蹤的做法一直做下去,最終也會(huì)找到所有的人類線粒體的共同祖先。這是一個(gè)女人,我們管她叫做線粒體夏娃(Mitochondrial Eve)。與Y染色體亞當(dāng)只提供了所有男人Y染色體相似,這個(gè)線粒體夏娃只提供給全人類的線粒體,而不是其他任何基因。我們也可以根據(jù)線粒體DNA的突變率和世界不同地區(qū)線粒體變異的豐富程度,去推算線粒體夏娃生活的年代和地區(qū)。其結(jié)果和Y染色體亞當(dāng)基本一致,她大約生活在20萬(wàn)年前的非洲。
這樣,人類遺傳學(xué)家就有了兩套遺傳標(biāo)簽:Y染色體DNA和線粒體DNA。分別用它們?nèi)プ粉櫲祟惖母赶底嫦群湍赶底嫦?,追蹤這些DNA在這個(gè)星球上各自走過(guò)的痕跡,結(jié)果得到了相當(dāng)豐富、驚人的發(fā)現(xiàn)。
且聽(tīng)下回分解。
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