聽DNA講述祖先的故事

東宇

無論是東方還是西方，人們對自己的祖先總是有許多美好的想象。西方人認(rèn)為，他們的祖先是亞當(dāng)和夏娃，他們因犯錯被神驅(qū)逐到了人間，成為了人類祖先。在中國，天神伏羲和女媧是人類始祖的傳說故事廣為人知，伏羲和女媧是有史以來第一對夫婦，他們生育了人類，并教給人類各種生存技能。

這些神話故事是不是真的呢？

DNA如何講故事

1987年，美國加州大學(xué)的生物學(xué)家瑞貝卡·卡恩和艾倫·威爾遜宣稱他們找到了“夏娃”，她是一名來自15～20萬年前的非洲女性，是全人類的“祖母”。

2000年，美國斯坦福大學(xué)的生物學(xué)家昂德希爾找到了人類的“亞當(dāng)”，全體人類男性的Y染色體基因全部來自6～9萬年前非洲的一位“祖父”。

2016年，復(fù)旦大學(xué)的生物學(xué)博士嚴(yán)實及其同事找到了六位中國人的“伏羲”，他們生活在約5000～6000年前，65%的現(xiàn)代中國人都是這六位超級祖父的后代。

原來神話傳說不都是騙人的？現(xiàn)今世界上幾十億的人類真的只由幾位祖先繁育而來？等等，“夏娃”和“亞當(dāng)”的年紀(jì)可相差了幾萬年，這又是怎么回事呢？

這一切都要從DNA溯源說起。我們知道，DNA是父母在生育過程中傳給子女的遺傳物質(zhì)，子女的DNA跟父母的DNA非常相似，根據(jù)兩者DNA的相似度，很容易能判斷他們的親緣關(guān)系。那么，很多年前的始祖，他們在生殖的過程中也會給后代傳遞DNA，我們能不能從現(xiàn)代人類的基因組中找到那些最古老的DNA，進(jìn)而找到始祖呢？這就是基因家譜學(xué)要解決的問題。

一段DNA包含成千上萬對堿基，當(dāng)其中某一個堿基發(fā)生突變時，我們稱之為單核苷酸多態(tài)性（SNP）。SNP在人體DNA中普遍存在，當(dāng)祖先的DNA發(fā)生SNP時，它會被傳遞給后代，并且SNP發(fā)生過一次后要再過三千萬代才會二次突變，因此我們發(fā)現(xiàn)兩個人之間的SNP非常相似時，就說明他們有共同的祖先。

另一種突變標(biāo)記短串聯(lián)重復(fù)序列（STR）與SNP連接在一起，就能指示SNP的發(fā)生時間。STR指的是一串在不同位置重復(fù)出現(xiàn)的特定的堿基，它每次發(fā)生突變都會隨機地增加或減少一些堿基。而STR發(fā)生突變的速度是可知的，平均每經(jīng)歷一千個世代會有千分之一的STR發(fā)生突變，所以我們只要尋找到同一祖先的不同后代的STR最大的突變數(shù)，就可以推算出他們共同祖先的生活年代。

舉個例子，當(dāng)兩個網(wǎng)友要在現(xiàn)實中見面時，他們可能會這樣說明自己的位置，“廣場上有個獅子雕像，從那里往右邊走十步就能看到我”。在基因家譜學(xué)中，SNP就相當(dāng)于獅子雕像，STR就是右走十步，我們得在現(xiàn)代人的DNA中找到一些始祖?zhèn)飨聛淼腄NA，再去判斷這些始祖DNA的具體年代，這樣才能最終定位到始祖。

DNA故事選著聽

當(dāng)然，找到始祖SNP聽起來很容易，但僅僅一個人的DNA中可能就有百萬個SNP，這是他的歷代祖先一代代傳遞下來的，如何從海量的SNP中找到始祖?zhèn)鬟f下來的SNP呢？遺傳學(xué)家們會這樣縮小范圍，只找祖父一脈或祖母一脈傳下來的DNA，這樣能減少一半的工作量。

Y染色體是人類區(qū)分性別的染色體，含有Y染色體的為男性，不含Y染色體的為女性，因此Y染色體只能由父親傳給兒子。所以Y染色體上的DNA出現(xiàn)SNP時，只會是“祖父”傳下來的，從Y染色體上找“祖父”會簡單得多。

“祖母”該如何找呢？并不能從另一條性染色體——X染色體上找，因為男性和女性體內(nèi)都含有X染色體，父母雙方都能將自己的X染色體傳給子女，X染色體的變化同樣很難追蹤。追蹤“祖母”靠的是研究線粒體DNA（mtDNA）的變化。

線粒體存在于細(xì)胞質(zhì)中，它也攜帶有一些DNA。受精卵形成時，細(xì)胞質(zhì)全部由卵細(xì)胞提供，因此孩子的mtDNA只來自于母親，只有傳給女兒的mtDNA才能繼續(xù)傳承下去，可以說mtDNA在女性中就如同Y染色體在男性中的存在。這讓“祖母”的溯源有了方向。

上述的研究正是分別從母系DNA和父系DNA中溯源得到的結(jié)論，如果計算沒有出錯的話，可信程度是非常高的。這告訴我們，史前不遠(yuǎn)的時代，世界上確實有幾個超級祖先，絕大多數(shù)的現(xiàn)代人類都是他們的后代，也就是說，亞當(dāng)和夏娃、伏羲和女媧確實是有其原型的，只不過其重要程度被夸大了。

看到這里，也許你還有一個疑問沒解答，那就是“始祖父母”的年齡差怎么會這么大呢？那是因為，他們并不是真正的夫妻，甚至不是同一輩人。始祖母的女性后代在優(yōu)勝劣汰的過程中占據(jù)了上風(fēng)，其他的女性全部湮滅在歷史長河中，唯有她的DNA傳承了下來。后來，始祖母的某一位后代遇上了始祖父，他們誕下的后代最終發(fā)展壯大成了現(xiàn)今的人類。

DNA的新故事

除了講述始祖的神話故事，古DNA還能給我們講一些八卦故事，例如某些名人家族的愛恨情仇和家庭糾紛。

曹操復(fù)原圖

曹操是三國時期最大的國家魏的開國君王，他一生中南征北戰(zhàn)，統(tǒng)一了中國北方。夏侯家族是曹操門下最得力的武將家族，為了鞏固關(guān)系，兩家常常相互通婚，夏侯家主娶了曹操的小姨子，曹操又將女兒嫁給了夏侯家的兒子。曹操的政敵吳國人為了丑化曹操，寫了一本書叫《曹瞞傳》，書中說曹操的父親曹嵩原本是夏侯家的后代，以此諷刺他們家族亂倫。這是不是真的呢？

2009～2013年，復(fù)旦大學(xué)歷史學(xué)和人類學(xué)聯(lián)合課題組一直在進(jìn)行曹操家族的DNA研究，希望能揭示曹操家族的親緣關(guān)系。學(xué)者們采集了許多可能是曹操后人的男性志愿者的血液樣本，包括曹姓家族的280名男性和夏侯、操等姓氏的其他男性，共1000個左右的樣本，繪制了他們的基因圖譜。在真正的曹操的男性后代的Y染色體上，學(xué)者們找到了一類非常獨特的SNP，它非常罕見，在其他家族的男性身上出現(xiàn)的概率只有千萬分之三。而且據(jù)測算，這類SNP在1800年前就已經(jīng)存在了，那時正是曹操生活的年代，因此可以作為曹操家族尋祖的標(biāo)志。

接著，學(xué)者們在安徽亳州的曹氏宗族墓中找到了曹操叔祖父曹鼎的尸骨，從他的牙齒中提取了DNA，也同樣找到了上述獨特的SNP。這證明了曹操的直系后代與曹操叔祖父有同樣的基因類型，他們擁有共同的祖先，而與夏侯家族并沒有關(guān)系。根據(jù)史書記載，曹操的父親確實是養(yǎng)子，這說明曹操的父親最可能是其祖父從其他兄弟處過繼來的。至此，曹操的身世之謎終于真相大白了。

除了曹操，古今中外還有許多撲朔迷離的家庭倫理故事，比如法國皇帝拿破侖和波旁家族的真正關(guān)系、誰是中國清朝“第一家族”愛新覺羅家族的真正后人等，基因家譜學(xué)將能真正揭開這些故事背后的真相。

未來，我們還能在古DNA中讀出什么故事呢？