什么是基因突变:
“基因突变(gene mutation)是指基因组DNA分子发生的突然的可遗传的变异。 从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。基因虽然十分稳定,能在细胞分裂时精确地复制自己,但这种隐定性是相对的。在一定的条件下基因也可以从原来的存在形式突然改变成另一种新的存在形式,就是在一个位点上,突然出现了一个新基因,代替了原有基因,这个基因叫做突变基 因。所有的后代会继承和保留这一突变痕迹”
这种突变会一代一代遗传下来,分析比较不同民族种群的人的基因突变能追溯出这一民族种群的来源。
我理解的基因是什么?
基因是创造人类的那个东西――姑且称为造物主――写的程序(这造物主基本和IT工程师是同行)。从受精卵决定了性别开始,这个新生命的DNA就固定了,每一次细胞分裂,每一个新细胞该干什么,该什么时候衰老死亡都要去读某段程序并严格执行。每次细胞分裂,最首要的任务是要保证基因被完全正确地复制,这样新分裂出来的细胞才能继续干该干的事,一旦这个复制过程被干扰,新细胞的DNA和老细胞不一样了,这人就有麻烦了。最典型的,癌症就是一种典型的DNA变异,如果DNA变异恰恰发生在控制细胞衰老死亡的那个DNA片段上,那就会导致这些变异后的细胞很难死亡,新的DNA变异的细胞除了继续分裂不知道该干什么,这就很可能形成恶性肿瘤。
好了,学习了基本知识,我们来看看最近30年的基因人类学究竟有什么新发现?
(对基因的研究,在分离出了DNA并且解读出了基因序列以后,剩下的人群的比较,起源迁徙时间的回溯等等研究就都变成了单纯的数学和逻辑学的问题了。想想我当年考研究生的时候总分上线,但是数学只考了41分,因此下面这些知识我只能是做一些肤浅的学习):
1.所有现代人类全部来自同一个祖先:
人是怎样来的?
这是我们最关注的问题。我们一直想透过基因的分析弄清这一问题。
人类的基因进化图最初充满疑云,因为早期的分析都偏重于核心DNA。但是核心DNA的突变累积非常慢,而且,核心DNA来源于父母双方的DNA,父母双方的DNA在每一代子女身上都不断混合(DNA不断重新组合),这阻碍了我们去追溯人类的历史。后来,我们发现有一种母系传承的DNA叫线粒体DNA,哺乳动物的线粒体DNA基因组只有大约16500基对,相对较小,便于分析。再加上,线粒体 DNA 缺少修复机制,他的突变几率比核心基因高很多的学习。还有,MTDNA是母系传承的,绝不重组,这一特点使它成为揭示人与人基因关系的工具。这三点使线粒体DNA成为研究人类来源的主要对象,科学家们在MT DNA上做了大量的工作,最终得出结论――――所有现代人类都有共同的祖先。
科学家进一步通过对线粒体DNA的突变进行分析,建立数学模型,发现所有的线粒体DNA能回溯到一个最初的女性。同样,对Y染色体DNA的突变进行分析,建立数学模型,发现所有的Y染色体DNA能回溯到一个最初的男性。这样的分析的结果,让科学家不得不联系到圣经里的“夏娃”和“亚当”。这一理论也被称为“亚当夏娃”理论。
但是,另外一些科学家建立的数学模型并没有指向一个祖先,他们认为这样太极端,他们倾向于一个人数很小的祖先群,要么几百人,要么几千人。但是―――这几百几千人又是如何而来喃?这结论比起“亚当夏娃”理论有更多矛盾。
再近一步,科学家试图找到最初的祖先的生活年代。也就是说现代人类究竟起源于何时?因为这样的时间回溯得基于基因突变的速率,而这个速率并不是固定的,最初的研究表明现代人类大致起源于10万至30万年前。后来模型不断优化,时间范围越来越缩小。不过,不同的学者用不同的数学方法得出的结论仍然差异很大。我选择其中一个:这个回溯结论是亚当大约生活在13万年前,而夏娃大约生活在12.8万年前。这一结论因为和圣经的记载太相似而又引起太多的争议。
但是我想(忍不住这么胡思乱想),圣经里关于上帝造人,而且先造亚当再借用亚当的一根肋骨造夏娃的说法,或许,来源于人类最早的记忆。这“肋骨”一词说不定是基因的误传。上帝先造了亚当,后来又基于亚当的程序做了些修改,创造出夏娃。也许造夏娃是为了帮助亚当更好地完成生育功能,让这个物种更好地流传下去?(想起以前有同学开玩笑问为什么男人也有**?男人的**虽然现在没用处了,但是,这是否意味着男人最初也被设计了哺乳功能?)
2.现代人类来源于非洲
全世界范围内最早的晚期智人(也就是现代人,学名Homo sapiens sapiens)的化石被发现于埃塞俄比亚的Omo, 南非的Border Cave和南非的Klasies河口。Klasies河口的数据显示现代人在南非至晚出现于10万年前。而在Border Cave采集到的成年人的下颚骨有9万年的历史。所以,基于化石考古的学界认为现代人类起源于非洲。但是,这只能是一种肤浅的推论,真相还得靠基因学来揭示。
在没有基因学之前,基于血型分析和抗原兼容分析表明,高加索人和蒙古人的分离在前,而基因学出现之后,研究基因突变发现,黑人和高加索人(欧洲人的祖先)的分离在前,而高加索人和蒙古人的分离在之后。
分析全世界范围内采样的线粒体DNA的差别能得出几个基因分支图,非洲人的差别(不同MTDNA的族群)最多,所有的非非洲人的基因分支都能回溯到非洲人,而非洲人本身还带有其他洲人群没有的基因,这些都说明非洲是现代人类的源头。
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