1987年美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的瑞貝卡·卡恩和艾倫·威爾遜的研究小組在英國《自然》雜志上發(fā)表了一篇文章。他們對(duì)不同人種的148個(gè)胎盤提取的線粒體DNA進(jìn)行研究的結(jié)果顯示,人類的線粒體DNA有一種高度相似的特征,平均差異率只有0.32%左右。通過計(jì)算,研究人員得出結(jié)論,現(xiàn)代人類有一位最近的共同母親,她是約15萬~20萬年前的一位非洲女性,因此,可以稱她為線粒體夏娃。
Y染色體亞當(dāng)
盡管線粒體夏娃的假說在后來受到種種質(zhì)疑,但越來越多的研究結(jié)果證明,人類確實(shí)存在著最近的共同母親,而且不同的人種都有其最近的共同母親,如歐洲人有7位最近的共同母親。既然人類有最近的共同母親,也就必然會(huì)有一位最近的共同父親。如果與傳說中的夏娃相對(duì)應(yīng),在生物學(xué)上這位人類的共同父親就應(yīng)當(dāng)是Y染色體亞當(dāng),因?yàn)閅染色體是男性獨(dú)有的性染色體,追蹤Y染色體上的基因和基因突變,就能找到人類最近的共同父親。
對(duì)人類最近的共同祖先(父親和母親)的時(shí)間追溯稱為TMRCA,即確認(rèn)今天人類距離最近的共同祖先的時(shí)間。因此,尋找人類最近的共同父親即是尋找Y染色體亞當(dāng)。2013年8月2日的美國《科學(xué)》雜志上發(fā)表了兩篇文章,文章的作者都認(rèn)為,Y染色體亞當(dāng)其實(shí)與以前發(fā)現(xiàn)的線粒體夏娃出現(xiàn)的時(shí)間大致是相同的。
意大利薩薩里大學(xué)的保羅·弗朗卡拉西的研究小組對(duì)地中海中孤立的撒丁島上1204名男子的數(shù)千個(gè)Y染色體進(jìn)行了基因分析。研究人員鑒定了這些人Y染色體男性特異部分(MSY),發(fā)
現(xiàn)有些基因突變是以前從來沒有被記錄過的。
研究人員同時(shí)構(gòu)建了包含所有在歐洲人中發(fā)現(xiàn)的DNA主要單倍型系統(tǒng)發(fā)育樹,并與撒丁人的種系分支進(jìn)行比較,再用考古研究獲得的7700年前撒丁人初次擴(kuò)散的資料進(jìn)行校正。根據(jù)這些結(jié)果,研究人員計(jì)算出,人類父系世系大約在18萬年至20萬年前合并到一起。換句話說,人類最近的共同父親——Y染色體亞當(dāng)——出現(xiàn)在距今18萬年~20萬年前。
美國斯坦福大學(xué)的G·大衛(wèi)·波茲尼克研究小組從人類基因組多樣性計(jì)劃及其他渠道獲得了來自世界9個(gè)地方(包括撒哈拉沙漠以南非洲、西伯利亞、柬埔寨、巴基斯坦、阿爾及利亞和墨西哥等地)的69名男性的Y染色體,并對(duì)這一染色體上的基因組進(jìn)行分析,其中包括該研究組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的Y染色體基本分支樹。
研究人員同時(shí)確認(rèn)了非洲人DNA單倍型古老的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu),通過比較和計(jì)算,認(rèn)為今天人類最近的共同父親是在12萬~15.6萬年前出現(xiàn)在地球上的。該研究小組采用同樣的方法對(duì)線粒體DNA進(jìn)行分析,計(jì)算出現(xiàn)代母系世系——線粒體夏娃——起源于大約9.9萬年~14.8萬年前。
尋找最近的共同父親的歷程
上述兩項(xiàng)研究得出的人類最近的共同父親出現(xiàn)的時(shí)間雖然有數(shù)萬年的差異,但是卻得出了一個(gè)共同結(jié)論,人類最近的共同父親和最近的共同母親大約是同時(shí)出現(xiàn)的,尤其是弗朗卡拉西研究小組的結(jié)論與1987年卡恩和威爾遜的結(jié)論基本相同。但是,這兩項(xiàng)研究結(jié)果卻與以前一些追溯人類最近的共同父親的研究結(jié)果并不吻合。以前的研究表明,人類最近的共同父親出現(xiàn)的時(shí)間要么較早,要么較晚。
最早發(fā)現(xiàn)人類最近的共同父親線索的是美國耶魯大學(xué)的3位研究人員。他們發(fā)表在1995年5月26日的美國《科學(xué)》雜志上的《人類Y染色體在ZFY 區(qū)上不存在多態(tài)性》的文章描述了一個(gè)驚人的事實(shí)。對(duì)世界各地不同種族的38名男性的Y染色體的基因進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn),在這些男性的Y染色體的ZFY基因區(qū),38人的DNA序列竟然完全相同。然而,這38 名男性根本沒有任何親戚關(guān)系,難道這些男人是過去某個(gè)帝王如成吉思汗,巡游或征戰(zhàn)世界,在各地留下的后裔?
ZFY基因即鋅指基因,有100多個(gè)堿基對(duì)(基因字符),是繼SRY(雄性決定基因)之后又一個(gè)與性分化有關(guān)的單拷貝基因。這是一個(gè)體現(xiàn)男性特征的不易變異的基因區(qū),如果深入追蹤,就有可能找到人類最近的共同父親。
通過對(duì)ZFY和SRY等基因的研究,研究人員發(fā)現(xiàn),Y染色體上有一個(gè)不能發(fā)生重組的區(qū)域,稱為Y染色體非重組區(qū)(NRY區(qū))。在這個(gè)區(qū)域中有很多男性特有的基因,ZFY和SRY等多種基因就位于NRY區(qū)。一些研究人員從這個(gè)基因區(qū)的單核苷酸多態(tài)性推論,人類最近的共同父親——Y染色體亞當(dāng)——是大約27萬年前生活在非洲的一位男性。
美國科學(xué)作者安·吉本斯在1997年10月31日的《科學(xué)》雜志上發(fā)表一篇題為《Y染色體顯示亞當(dāng)是一位非洲人》的綜述文章。在吉本斯的文章中提供了判斷Y染色體亞當(dāng)是一位非洲人的主要根據(jù)。這位最近的人類共同父親的Y染色體內(nèi)有一個(gè)獨(dú)特的基因,含有700多個(gè)堿基對(duì)(基因字符),這也是今天全球所有男人都攜帶的一個(gè)基因標(biāo)記,即亞當(dāng)標(biāo)記。
那么,人類最近的共同父親是什么模樣呢?美國斯坦福大學(xué)的分子生物學(xué)家斯賓塞·韋
爾斯描述了這位人類共同父親的形象:他是一位黑皮膚(很可能比現(xiàn)在非洲人的膚色要淺)、削瘦、身材適中的人,生活在20多萬年前的埃塞俄比亞或索馬里。如果今天他穿著西裝在火車上與你面對(duì)面,你很可能不會(huì)認(rèn)出他。
還有更多的假說
波茲尼克研究組的杰弗里·基德博士表示,他們的研究首次提供了重要的證據(jù)證明Y染色體亞當(dāng)并不早于線粒體夏娃出現(xiàn),這似乎是對(duì)過去研究結(jié)果的否定。但是,波茲尼克研究小組的結(jié)果也只是一種假說,還有更多的研究表明,Y染色體亞當(dāng)并非一個(gè)人,而是泛指所有把Y染色體遺傳到今天的男性祖先,因此,人類最近的共同父親可能是多人,而且他們出現(xiàn)的時(shí)間目前也并沒有一致認(rèn)可的結(jié)論。
美國斯坦福大學(xué)的彼得·昂德希爾和彼得·歐芬納等人在2000年11月的《自然遺傳學(xué)》雜志發(fā)表文章稱,對(duì)全球21個(gè)地方1062名男性的Y染色體進(jìn)行研究后,發(fā)現(xiàn)有160個(gè)突變,由此分析和推論,歐洲和亞洲等地的現(xiàn)代人群都起源于非洲,而美洲和澳大利亞現(xiàn)代人群又都起源于亞洲人群。所有這些人最近的共同父親(Y染色體亞當(dāng))生活在距今約6萬~9萬年前的非洲。
然而,美國亞利桑那大學(xué)的邁克爾·哈默和費(fèi)爾南多·門德斯等人在2013年2月28日的《美國人類遺傳學(xué)》雜志發(fā)表文章,得出了與昂德希爾等人的研究結(jié)果不同的結(jié)論。哈默等人根據(jù)自己研究小組獲得的更為古老的Y染色體樣本的研究結(jié)果提出,Y染色體亞當(dāng)可能生存于23.7萬年~ 58.1萬年前的非洲。Y染色體亞當(dāng)在人類歷史中并非同一人,所有現(xiàn)今人類的Y染色體亞當(dāng)可能與過去或未來人類的Y染色體亞當(dāng)不同。
由于男性的生育力相較于女性更弱,有些男性沒有兒子,但是有些男性則有很多后代。所以,當(dāng)一個(gè)男性分支消失后,一個(gè)較近期的人就會(huì)成為新的Y染色體亞當(dāng)。人類最近的共同父親有可能是幾個(gè)埃塞俄比亞人、蘇丹人和科伊桑人。
哈默認(rèn)為,弗朗卡拉西和波茲尼克兩個(gè)研究小組得出的Y染色體亞當(dāng)出現(xiàn)的時(shí)間比他的研究小組提出的時(shí)間更晚的一個(gè)原因是,前者并沒有掌握更充分的研究樣本。例如,哈默等人獲得了在西喀麥隆一個(gè)較小地區(qū)男性的Y 染色體樣本,從這個(gè)Y染色體分支可以向前追溯到更早的Y染色體亞當(dāng)。
但是,1987年提出線粒體夏娃之說的瑞貝卡·卡恩(現(xiàn)在已供職于夏威夷大學(xué))在2013年8月2日同一期的《科學(xué)》雜志撰文肯定了弗朗卡拉西和波茲尼克兩個(gè)研究組的研究結(jié)果,稱他們的研究是“出色的和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹薄?/p>
顯然,對(duì)人類最近的共同父親(Y染色體亞當(dāng))和母親(線粒體夏娃)的追蹤現(xiàn)在還處于百家爭(zhēng)鳴的階段,尤其是對(duì)他們各自出現(xiàn)的準(zhǔn)確時(shí)間,不同的研究小組都提出了有一定根據(jù)的假說,但尚未在學(xué)界形成定論。
相關(guān)鏈接
歐洲人的7位最近的“共同”母親
烏蘇拉(Ursula),生活在4.5萬年前的希臘地區(qū),是11%的現(xiàn)代歐洲人(主要生活在英國西部和北歐一帶)的祖先。
謝尼亞(Xenia),生活在2.5萬年前的高加索地區(qū),其后代遍布?xì)W洲,并擴(kuò)散到了亞洲和西伯利亞,包括1%的美國土著。
海倫娜(Helena),生活在2萬年前的法國南部地區(qū),她是后裔最多的“宗族母親”,47%的現(xiàn)代歐洲人都是海倫娜的后代。
維達(dá)(Velda),居住在1.7萬年前的北西班牙地區(qū),其后裔為5%的現(xiàn)代歐洲人,主要生活在西歐,還有一些在北歐。
塔拉(Tara),生活在1.7萬年前的意大利托斯卡地區(qū),是9%現(xiàn)代歐洲人的宗族母親。
凱特琳(Katrine),生活在1.5萬年前的威尼斯地區(qū),6%的歐洲人都是她的后代,包括擁有5000年歷史的“冰人奧茨”。
賈斯敏(Jasmine),于1萬年前生活在目前的敘利亞境內(nèi),當(dāng)時(shí)冰河時(shí)代已經(jīng)結(jié)束,其后代繁衍出了17%的現(xiàn)代歐洲人。