 《三思科学》电子杂志
2005年第5期
2005年6月15日
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[九歌]发光的生物
新闻
4~6月科学新闻
[邢立达]七千万年前的龙骨软组织
[石青]哈勃十五年
求知
[珊瑚]剥开乙肝病毒
[石青]寻找祖先
[石青]太阳系：新的边疆
[春上莱茵早]手机辐射影响健康？
[碧声]果蝇：一个基因的罗曼史
译述
[G.Ferry]多萝西·霍奇金传(十)
[Ainsworth et al]生命界最重大的
十项顶级创造
[R.Dawkins]科学是一种宗教吗？
[R.Dawkins]关于相信
博物
[邢立达]掠海翼龙
[林璇]木棉
历史
[韩雪涛]原子的历程：从哲学到科学
[方舟子]进化·达尔文之后(二)
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寻找祖先
 石青
原载于《环球》杂志
“我们来自哪里”这个问题对大多数人都具有吸引力。过去数十年的研究已经初步勾画出了有历史记录之前人类的历史踪迹，最近两项关于东南亚土著的研究又为它增添了一些细节。
追寻人类的过去绝非易事。在过去的几千年中，人类使用文字记录下了自己的历史，尽管这些记录可能模糊不清或者相互矛盾，但是它们毕竟是有用的信息。再加上人类活动的遗迹，历史学家就能够重建起一幅人类文明的图景。
但是在这之前的历史呢？处于狩猎—采集社会的人类不会有意留下历史记录。4万年前在此地居住的人类，可能来自于上万公里之外的地方。且不说寻找古人类化石的困难程度，即便我们找到了这些人的化石，它们也不会说话。
科学家把目光投向了用另一种语言写成的历史记录。每个人都携带着这种历史记录，那就是DNA。事实上，每个人都拥有数以亿计的历史记录的拷贝，每一份拷贝都保存在身体的一个细胞中。你的DNA继承自你的父母，而你又把它传给你的子女。就像家谱、钻石或者任何代代相传的珍宝，你的DNA就是一份无声的家谱。与家谱不同的是，家谱可能丢失，或者上溯到若干代就不能继续追溯了，但是DNA不会，除非携带某一DNA拷贝的后代都灭绝了。
然而，尽管DNA是记载人类历史的绝好记录，人类（以及其他许多动物）还是把它弄得混乱不堪。罪魁祸首是性。人类是有性生殖的产物，在这个过程中，后代的DNA一半继承自父亲，一半继承自母亲。这种DNA的混合虽然不至于完全毁掉历史记录，但是它的效果就如同把一本历史书的每一个词组都剪下来，充分混合后再随机贴在一起。
线粒体 | |
幸运的是，人类的有性生殖还是保留了一些完好的历史记录，其中一份记录是如今科学家的宠儿：线粒体DNA。简单的说，线粒体曾经是远古时代的细菌，现在它们居住在我们的每个细胞中，但是已经退化了，需要与我们共生。线粒体的作用就是为我们提供动力，如果没有线粒体，那么我们马上就会死亡。
就如同一种特权，线粒体自己拥有DNA，并且独立于细胞核DNA进行无性繁殖。更重要的是，无论是谁，线粒体（当然还有它的DNA）都是来自于母亲。这样，线粒体DNA就成为了一本珍贵的史书，你总是从你的母亲那里继承了这本史书。
线粒体完全继承自母亲，这也就意味着男性根本没法把这本史书传下去。感到沮丧吗？但是Y染色体给了男性一些补偿。由于Y染色体是男性独有的，并且它只会遗传给儿子（而线粒体会无差别地遗传给儿女），那么任何男性也都拥有一本和线粒体性质类似的史书。
自从1980年代以来，科学家花了大量的时间去解读线粒体和Y染色体所携带的历史信息。已故遗传学家艾伦•威尔逊于1987年和他在加州大学伯克利分校的同事分析了全世界147个人的线粒体DNA，得出了结论今天人类的线粒体都来自于20万年前的一位女性，并且她可能生活在非洲。这一结论常常被称作“线粒系夏娃”学说。不过，她与神话中的夏娃毫无关系，她既不是那时候唯一的女性，也不是人类的始祖。只不过，和她同时代的其他女性的线粒体DNA后来都失传了。
这些关于现代人DNA的研究支持了一种关于现代人类起源的学说——“走出非洲”学说。这种学说认为，今天分布在各大洲的人类，都是在较晚近的（在20万年内）时候从东非走出的移民。这些移民逐渐替代了当地的古人类，比如欧洲的尼安德特人。大致上，在7万年前，一小群居住在非洲的现代人（智人），选择了离开故土，向东迁移。他们首先来到了欧亚大陆，后来，在距今2万年左右的时候，他们跨越了冰冻的白令海峡，到达了北美洲。他们继续向南扩散，直到到达了南美洲的最南端——火地岛。这样，人类的踪迹就遍及了地球上的大部分土地。
最近，关于东南亚土著居民的两项研究，为“走出非洲”学说提供了一些宝贵的信息。在5月13日的《科学》杂志上，位于印度海得拉巴的细胞和分子生物学中心的科学家报告了他们对安达曼群岛和尼科巴群岛上的土著居民线粒体DNA的研究成果。这两个群岛位于孟加拉湾的东部，靠近苏门答腊岛。在群岛上生活着许多土著部落。由于地理上的隔离，这些部落被认为在很久以前就生活在这里，可以看作人类遗传历史上的“活化石”。
安达曼群岛和尼科巴群岛上的土著居民血缘关系。点击图片放大。 | |
尽管线粒体总是通过母系遗传，但是它的DNA也会发生突变。在线粒体DNA特定位置的一个“字母”发生突变的可能性要比细胞核DNA高许多。科学家认为，线粒体DNA发生突变的速率是大致不变的。那么，比较两个人的线粒体DNA的差异，就可以推算出他们是在过去的什么时候分离的（或者说，他们在过去何时拥有一个共同祖先）。
结果，印度科学家发现，其中一个土著群体“尼科巴人”的起源相对较晚，大约是在1.5万年到1.8万年之前起源于东南亚。另外三个土著群体——Onge人、安达曼人和大安达曼人此前被认为和东南亚的关系较近，这次，印度的科学家测出了他们的线粒体DNA全序列，发现他们其实更可能是来自非洲的历史久远的移民，在大约5万到7万年前来到了这个地区。
在同一期杂志上，英国格拉斯哥大学的遗传统计学家Vincent Macaulay领到了另外一项和人类迁徙有关的研究。他们测定了马来群岛上土著居民Orang Asli人（意思是“原始的人”）的线粒体DNA。结果，他们发现这群土著居民和安达曼岛上的土著居民的古老程度相似，都是至少在6.5万年前来自非洲的移民。
Macaulay的研究组还使用了生态学和考古学的证据对“走出非洲”的人类历史进行了研究。他们认为，将近7万年前人类从东非出发的时候，他们可能选择了一条靠南的道路，而不是传统上所认为的沿着尼罗河——西奈半岛踏上亚欧大陆的道路。根据他们的估计，这些早期的狩猎—采集者中大约有6百名女性。这样一支移民队伍选择了跨越红海，沿着阿拉伯半岛、印度次大陆的海岸线行进。
人类走出非洲沿着海岸线迁徙。两条虚线分别指示了可能的路线：通过尼罗河—西奈半岛，或者跨越红海沿海岸线前进。 | |
科学家认为，有证据表明这些早期移民选择内陆路线可能是很困难的，因为5万年之前北非和中亚的气候条件不好，而在6.3万年前，在澳大利亚就发现了人类活动的迹象。
Macaulay说，在大约6.6万年前现代人到达了印度，在6.4万年前到达了马来西亚，而在约6.3万年前到达了澳大利亚。这些移民可能是迅速地沿着海岸线扩散到了亚洲大陆。在3千年的时间里，这些移民就走过了一段大约1.2万公里的海岸线，平均每年移动的速度可以达到4公里，这是一个相当快的速度。
但是，尽管遗传学的研究为人类的起源提供了珍贵的信息，还有一些问题需要解决。例如，如果人类真的是沿着海岸线走出非洲，那么为什么没有在海岸线发现这样的人类活动遗迹呢？Macaulay认为这可能归结于过去几万年来海平面的上涨，那些人类沿海活动的迹象全都被海水淹没了。此外，尽管“走出非洲”学说非常吸引人，它还存在一个对手，即古生物学家偏爱的“多地区起源”学说。这个学说认为现代人类是在1百万年前分布在世界各地的直立人的基础上发展起来的。
今年4月，美国国家地理学会和IBM公司联合发起了一项探寻人类迁徙路径的项目，这个雄心勃勃的项目打算在5年时间内征寻10万名世界各地的志愿者提交他们的DNA。通过分析志愿者的Y染色体和线粒体DNA，绘制一份迄今为止最详细的人类迁徙路线图。
尽管这项计划实施起来可能有一些实际的困难，例如参与者需要自己花100美元购买取样工具（这笔钱用于支持这项研究，作为回报，参与者可以得到对自己的DNA的分析结果），还有人怀疑这样一个世界范围研究的数据会不会应用到商业上。但是，可以肯定，这绝不是人类寻根溯源的最后一次努力：关于祖先，还有许多问题等待我们去探索。
Vincent Macaulay个人网页
印度细胞和分子生物学中心
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