Y染色體傳遞著姓氏的信息,這種看不見的傳遞比姓氏本身的傳遞要精確得多,因為姓氏傳遞有時有變數。比如有人中途改姓、有人被別人賜姓、孤兒隨繼養者姓、偶爾有人隨了母親的姓等等。當皇帝賜給功臣們自己的姓時,受賜者棄掉祖宗的姓後,還要感恩戴德。更常見的恐怕是隱匿發生的綠帽子事件,這類事很難記載,因而更難琢磨。據說在美國,約有10~15%的父親養的不是自己的孩子,而他們並不知情。相比之下,Y染色體的遺傳則穩定得多,因此可以用Y染色體的信息修正姓氏的傳遞差錯。
不過,Y染色體DNA序列也不是絕對穩定的,也會緩慢地變化。這種變化叫基因突變,即DNA序列的改變。我們知道,祖宗的Y染色體並不直接給我們,而是給我們一個拷貝,我們生兒育女時再次複製,這樣一代代向下傳。經過n次複製後,如果再和原始拷貝比較,出些錯是難免的。好在DNA的複製足夠精確,一般在幾百年內不致有什麼大的不同,至少在可追蹤姓氏的年代裡Y染色體還是穩定的。但如果時間延長到幾千幾萬年,就會出現不同了。假如在所檢測的Y染色體片斷上男人甲和男人乙有一個鹼基不同、和男人丙有兩個鹼基的差別,這能說明什麼?如果考慮到鹼基替換率的相對恆定性,則我們可以較有把握地說,甲和乙的血緣關係比甲和丙近一些;或者說甲和乙的祖先在歷史的某個時期曾經擁有同樣的Y染色體,而甲和丙則可能是更早時期的祖先共有一條Y染色體。
如果一直這樣追蹤,關係越來越遠的親屬也會不斷地加入到這個家族體系中,直至把全人類的男人都包括進去為止。其結果是世界上所有男人(當然,他們身邊還有女人)在遠古時期只有一個老祖宗,他的Y染色體傳遞給了所有男人。這可能嗎?完全可能。進化生物學家已經計算出,這個男性祖先生活在距今12~20萬年前的非洲,叫做Y染色體亞當(Y-chromosomal Adam)。這是借用了聖經故事中上帝創造的第一個男人的名字。不過這個「亞當」比那個亞當靠譜,起碼我們能斷定他存在過。
看到這兒,很多人可能會迷惑了:難道人類真有一個唯一的男性祖先存在嗎?那他有若干女人,還是只有一個「夏娃」?這個男性祖先的父親又是誰,是不是還算作「人」?其實,之所以產生這類問題,都是被我們固有的錯誤思維方式誤導啦。在任何時候,不管是古人類時期還是古猿類時期,任何物種要想延續都需要一個起碼的種群數量,孤零零的個體是難以為繼的。人類進化的歷史延續了幾百萬年,Y染色體亞當只是生活在這緩慢變化的時間長河中無甚特殊的時期的一個無甚特殊的個體。他周圍有許多和他相似的男人,以及大致同等數量的女人。據估計,在人類走出非洲之前曾長期維持在一萬左右的人口規模。人口最少的時候發生在約七萬年前,估計只剩下兩千人。任何物種,如果數目低到這樣一個水平時,差不多就算是瀕危物種了。要知道野生大熊貓目前還有1000隻左右呢,已經讓我們神經兮兮的了,人類的某一個時期跟這也差得不遠啦。但即使在只有兩千人的時期,也還是有一千左右的男人,他們的後代都哪去了?假定他們每個人都有自己的一條獨特的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。
整個物種的其他Y染色體都失傳,只有一條傳到現在,這可能嗎?
完全可能,而且看來就是這樣。其實,一條Y染色體能一直傳下來是非常不易的事,它要求在成千上萬代的傳遞鏈中,每次都必須生下能繼續生育的男孩。如果某個男人沒生男孩,或他生下的男孩沒有再生育,那麼他的Y染色體就算是走到了死胡同。絕大多數時候並不是這條Y染色體有什麼不好,僅僅是命不好罷了。我們周圍這種情況比比皆是。一對夫妻如果生下一個、兩個,或三個孩子,其中沒一個男孩的可能性分別是1/2、1/4、1/8。試想,一個家族的Y染色體如果想在成千上萬次傳遞中永遠不落入倒霉的終端,這該有多難?由於每個基因有1/2的概率被傳遞到後代,所以後代中該基因的比例就會有一定隨機性,而這種隨機性會造成這個基因的群體頻率產生隨機增減,這種現象在遺傳學上叫做遺傳漂變。其實,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。這個原則告訴我們,在傳遞過程中不時會有一些倒霉者在中途消失。最初存在的Y染色體的數量只會越來越少。
人類直到現代才知道Y染色體,但歷史上一直有姓氏的記載。如果不添加姓氏,姓氏是否會越來越少呢,似乎有這樣的趨勢。拿中國的姓氏來說,歷史上記載的姓氏據說達兩萬個以上,那現在人口普查能查出多少姓呢?也就幾千個吧。還有一萬多個姓去哪了呢?只能推斷它們在某一時期消失了,所遵循的也是遺傳漂變的原理。中國的姓氏產生得較早,有幾千年的歷史,與此相對應的就是明顯的大姓現象,排名前十的大姓即可佔據中國近半數的人口。排名前三的王、李、張所佔人口的比例都超過了7%,這就是長期漂變的結果,這在世界上其他民族中是很少見的。例如,德國第一大姓Müller只佔德國人的0.95%,英國第一大姓Smith只佔1.15%,挪威第一大姓Hansen佔1.31%,等等。這與這些國家姓氏產生時間較短,只有幾百年的歷史有關。我們的近鄰日本,多數人在一百多年前才開始有姓,他們的姓氏數多達12萬,遠多於現代中國人的姓氏數。總結這些,我們是否可以得出一個民族的姓氏史越久、姓氏就越少、姓氏分布就越集中的結論呢?按照這個趨勢,會不會有一天,所有中國人只剩下一個姓呢?假如我們不創造新的姓,這種結局幾乎是一定會到來的。Y染色體就經歷了這樣的路程。
現在該明白為什麼現在全人類男人都只有亞當Y染色體了吧,那是因為與Y染色體的亞當同時代的那些男人,他們的Y染色體陸續在人類史的某些時期絕種了。不過,你要說這些男人的基因都沒有傳下來,那又大錯特錯了。根據孟德爾的自由組合律,不同的染色體向後代的傳遞是互不影響的,Y染色體傳不下來不等於其他染色體的片段傳不下來。在《Y染色體的故事(一)》中談到,即使孔子的家譜記錄正確無誤,那些孔子的傳人能確實得到的也只是孔子的Y染色體,這一點也適合於Y染色體亞當——這位「亞當」能留給當今男人的恐怕主要也就是這條本身沒有多少基因的Y染色體了。對於人類99%以上的其他基因來說,與Y染色體亞當同時代的很多男人和女人都是貢獻者,只不過他們不貢獻Y染色體罷了。
有沒有可能知道這個Y染色體亞當那時生活在哪兒呢?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。結果發現,在非洲的東部和中部地區具有最豐富的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,只有少數的人遷徙到其他地方;歷史上Y染色體亞當的子孫們也大致如此,他們多數留在了原地,少數跑得很遠,與此相隨的是多數發生了一定變異的Y染色體也會留在原地,所以我們會在原地檢測到較多的Y染色體變異。這個「原地」就應該是現在的東非或南非,這就是 「亞當」當年可能生活的地方。目前非洲人口相對於其他大洲並不算多,這是由於到達其他地方的「移民」們生育並存活的子孫相對較多所致。他們現在人多,但在幾萬年前他們的祖先數量並不多,所以他們之間共享相同的、或近緣的Y染色體的時候也較多。而非洲人儘管人口較少,但他們之間在親緣關係上差別卻相對較大。
到此為止,我們一直在談論作為全男性遺傳的Y染色體,有沒有隻經過母系傳遞的遺傳物質呢?還真有。但這不是某條染色體,而是位於細胞核之外的、線粒體中的DNA。在受精的時候,精子中只有細胞核有資格進入卵子;細胞質中的其他成分包括線粒體,都被排除在卵細胞膜之外。這樣,受精卵里就只有來自母親的線粒體;所以經過胚胎髮育出來的所有細胞中的線粒體DNA,都來自母親。這些線粒體DNA只能再通過女兒傳給她們的兒女。線粒體DNA如果傳到了兒子那兒,它們只能自認倒霉,因為它們再也沒有向後代傳遞的機會,就像一個男人沒法向女兒傳遞Y染色體一樣。於是,我們就有了經過母系傳遞的遺傳物質標籤:線粒體DNA。
像Y染色體DNA一樣,線粒體DNA也可以用於追蹤人類祖先的遺迹。我們每個人的親屬可以分成兩個部分,父親那邊的親戚和母親那邊的親戚。線粒體DNA用於標記母親那邊的親戚,這些親戚包括外婆、舅舅、姨媽及其子女之類,他們的共同遺傳標記就是某條線粒體DNA。這個母系家族也可以不斷擴大,做成家譜,包含進越來越多的遠房表親,這些母系的表親都共有某條線粒體DNA。仿照對Y染色體DNA進行追蹤的做法一直做下去,最終也會找到所有的人類線粒體的共同祖先。這是一個女人,我們管她叫做線粒體夏娃(Mitochondrial Eve)。與Y染色體亞當只提供了所有男人Y染色體相似,這個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。我們也可以根據線粒體DNA的突變率和世界不同地區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。其結果和Y染色體亞當基本一致,她大約生活在20萬年前的非洲。
這樣,人類遺傳學家就有了兩套遺傳標籤:Y染色體DNA和線粒體DNA。分別用它們去追蹤人類的父系祖先和母系祖先,追蹤這些DNA在這個星球上各自走過的痕迹,結果得到了相當豐富、驚人的發現。
且聽下回分解。
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