人生三大問題,我是誰?我從哪里來?去往哪里去?不同的人在不同的人生階段,不同的環(huán)境可能都曾思考過這些問題,今天我們就一起來聊聊第二個(gè)問題,我從哪里來?
自從人類誕生之初,我們就從沒有停止探索自己的起源,東方女媧造人的故事代代相傳,西方亞當(dāng)夏娃的故事我們也耳熟能詳。我們來自何方既是一個(gè)哲學(xué)問題也是一個(gè)科學(xué)問題,神話雖好,但傳說畢竟只是傳說,科學(xué)作為認(rèn)識(shí)自然的有力武器,它又會(huì)帶給我們?cè)鯓拥拇鸢改兀?br>
人類起源
基因組學(xué)研究之前,主要有兩種思想,首先是走出非洲假說。這個(gè)假說認(rèn)為現(xiàn)代人在10萬到20萬年前出現(xiàn)在東非,在約12.5萬年前到達(dá)非洲紅海海岸,并學(xué)會(huì)了利用海岸線上的食物和資源的技能。大約9萬年前,現(xiàn)代人沿紅海海岸進(jìn)入阿拉伯半島,再沿印度洋海岸到達(dá)南亞和東南亞,隨后一部分人群向南遷徙到達(dá)東南亞大陸、太平洋島嶼和澳大利亞,另一部分則向北遷徙進(jìn)入東亞和西伯利亞以及美洲大陸。見下圖。
走出非洲
另一部分科學(xué)家則認(rèn)為現(xiàn)代人不是起源于單地區(qū),因此提出多地區(qū)起源假說。這個(gè)假說將現(xiàn)代人的祖先追溯到分布在世界各地的直立人,在世界各地獨(dú)立進(jìn)化,并不像走出非洲假說所提出的那樣人類誕生于非洲,隨后走遍世界,如下圖所示,每一個(gè)輻射圈都是一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)化的人類聚集地。
多地區(qū)起源假說
兩種學(xué)說各有各的道理,誰也無法說服對(duì)方,直達(dá)基因組研究的出現(xiàn)為解決這一問題提供了新的切入點(diǎn)。
性染色體
眾所周知,人類有23對(duì)染色體,其中包含22對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體,其中性染色體中的Y染色體,傳男不傳女,其基因的繼承方式與姓氏繼承方式相同。因此正如家譜一樣,追蹤Y染色體是一個(gè)追蹤譜系的好方法,那么Y染色如何追蹤呢?我們知道,基因在復(fù)制過程中會(huì)出錯(cuò),當(dāng)然這個(gè)出錯(cuò)指的是和父輩不同并不一定對(duì)人體有害處,假如某一個(gè)位點(diǎn),張三突變?yōu)锳,李四突變?yōu)門,那么簡(jiǎn)單來講,不出意外的話,張三的子孫后代都有A,李四的后代則都有T,同一個(gè)位點(diǎn)都有A突變的大家親緣關(guān)系要比有T的親緣關(guān)系近些。如下圖所示,每一行指的是一個(gè)人某一位點(diǎn)的序列,最下面箭頭所指為不一樣的位點(diǎn)(突變),可以通過突變的累計(jì)及相似情況判斷兩個(gè)個(gè)體親緣關(guān)系。
單核苷酸多態(tài)性(SNP)
基于此理論,研究人員繪制了Y染色體譜系樹,正如我們的家譜一樣,印刻在我們體內(nèi)的基因也記錄著我們每個(gè)人的家族史。通過下圖我們可以看到所有人類的根都在非洲,所有現(xiàn)代人都含有L1003突變,而且走出非洲攜帶M168突變的是所有非非洲人的祖先。具體說來,根部支系A(chǔ)和B只分布在廣袤的非洲大地,非洲以外地區(qū)則分布著C到Q支系,這些支系人群都帶有M-168、M294和P9.1突變位點(diǎn),在CT支系中新產(chǎn)生的突變位點(diǎn)YAP定義的DE支系在非洲和亞洲都有分布,突變位點(diǎn)M-130定義支系C主要分布在東亞、太平洋島嶼和北美;F-M89則在非洲以外地區(qū)廣泛分布;I和J支系是中東和歐洲人群的主要支系;在東亞M-9定義的K支系具有最高的分布頻率。
Y染色體譜系樹
基于以上理論,科學(xué)家又重新繪制了人類遷徙圖,可以很清晰的看到攜帶不同突變的人從非洲出發(fā)走向全世界的過程與走出非洲非常類似。
人類Y單倍型人群遷移路線圖
當(dāng)然對(duì)于生物來講,不僅僅有男子往下傳獨(dú)特基因的特權(quán),女性也有類似的機(jī)制。這就是線粒體DNA,線粒體DNA基本上是A隨著母親的卵細(xì)胞傳遞給后代,遵循母系遺傳。啥叫線粒體?線粒體就是細(xì)胞內(nèi)的加油站,是一種細(xì)胞器,有自己獨(dú)立的遺傳物質(zhì),下面是它的高清大圖。
線粒體圖
和Y染色體譜系圖類似,科學(xué)家們也通過線粒體DNA繪制了譜系圖,繪制出以女性為代表的人類遷徙路線,如下圖所示,可以看出與男性的遷徙路線基本相同,這也從另一個(gè)角度證明了人類確實(shí)是從東非出發(fā),一步步走到今天,一步步在地球各地踩下了我們的足跡。
線粒體遷徙圖
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