「露西」和「線粒體夏娃」是一回事嗎?人類非洲老祖母存在嗎?

2020-12-21 FUN知識點

談及人類起源和演化時,有兩個常常被提及的角色,一個是「露西」,另一個就是「線粒體夏娃」,她們就像是各自所處時代的「女主角」,用兩種不同的方式,向如今的我們演繹和講述著那段遠去的故事。雖然都會被親切地稱為「人類非洲老祖母」,但細說起來,二者的不同遠多於相似之處,這其中有我們對她們的誤解,也有因她們的存在,而不斷更新的我們的認知。

對「露西」的誤解

「露西」和「線粒體夏娃」生活的年代相差數百萬年,前者因零散的骨骼碎片,從古至今闖入了我們的視野;後者則是由於DNA證據,從今溯古還原出的女性祖先。

「露西」是人類學家唐納德·約翰森於1974年發現的南方古猿化石,化石的出土地點位於衣索比亞的阿瓦什山谷(Awash Valley)。由於發現她時,營地裡播放著披頭四的《Lucy in the Sky with Diamonds》,化石因此得名「露西(Lucy)」。可以說,意義重大的古人類化石和浪漫的人類學田野故事共同造就了「露西」。

但事實上,露西既不是最早發現的南方古猿化石,也不是最完整的南方古猿化石,還不是最早的人屬成員。最早發現的的南方古猿化石為「湯恩小孩」,目前已知最完整的南方古猿化石為「小腳」,最早的人屬成員還存爭議,南方古猿阿法種和南方古猿湖畔種都是有力的競爭者。

準確地說,露西是南方古猿阿法種(Australopithecus afarensis),生活在距今320萬年的非洲草原。從牙齒看,她犬齒退化、臼齒較大,應該是以植物根莖或瓜果為食,大臼齒能充分咀嚼和研磨食物,以便消化;從骨盆和腿骨看,她已經能夠直立行走,只是不像現代人這麼熟練,在遇到危險時,露西會選擇上樹避險;從顱骨看,她腦容量只比黑猩猩稍大一些,使用工具對她來說有些難度。

我們知道,如今分布在世界各地的人們都屬於人科人屬智人種,是人屬下僅存的物種,智人的那些「遠親」都在演化過程中滅絕了,露西所屬的人科南方古猿屬阿法種就是其中一個。因此,我們只能說「露西」及「南方古猿」是早期的人類,「人類非洲老祖母」這個頭銜和稱號其實並不適合她。

誰是非洲老祖母?

由於種種原因,我們在提及「非洲老祖母」時,出現了時而指代「露西」的情況。但其實,使用DNA追溯到的「線粒體夏娃(Mitochondrial Eve)」與這個稱呼更為相符,即使她只存在於「概念」中。

線粒體夏娃的概念是1987年出現的,最先使用這個詞彙的並不是科研人員,而是一位名叫羅傑·勒溫(Roger Lewin)的記者。當時,遺傳學家艾倫·威爾遜(Allan Wilson),通過分析現在分布於世界各地不同人群體內的線粒體DNA,發現現代人的祖先可以追溯到一個16萬年前的非洲女性,記者羅傑·勒溫在報導中將其形象地稱為了「線粒體夏娃」。

線粒體DNA雖然只是人類基因組的極小一部分,但是它有母系遺傳的特性,也就是說線粒體DNA會從母親傳給女兒,女兒會再傳給她的女兒,因此利用線粒體DNA就可以往回追溯,進而還原出一個人類的母系系譜。

系譜的根源就像大樹的根部,系譜的分支就像樹的枝杈,有的枝杈由於種種原因停止了生長,有的枝杈則不斷分枝再分枝。現代人就在這棵大樹最靠上的枝杈上,從上往下追溯,便可以找到這些枝杈的最深處。正是這個母系系譜將現代人的祖先指向了撒哈拉以南的非洲,這位女性生活在大約16萬年前,她幸運地將其線粒體DNA遺傳到現在。

但不得不承認,「線粒體夏娃」這個非正式名字很容易讓人認為,我們從這位女性祖先的身上繼承了所有的遺傳信息,而往往忽略掉「線粒體」這個前提。前文提到了,線粒體DNA只是人類基因組的極小一部分,除了線粒體DNA外,我們每個人的基因,都經歷了許多個不同祖先基因組的重新組合,每個人每條染色體的每個基因都有它自己的最近共同祖先。

另外,想像一下「線粒體夏娃」所處的社會環境,她必然身處一個群體之中,既不會是那時候唯一的女性,也肯定不是人類最早的女性。因此,我們只能說她是目前已知最近的人類母系共同祖先,人類眾多女性祖先中的一個而已。

另一半故事:Y染色體亞當

除了線粒體夏娃,DNA研究還追溯到了「Y染色體亞當(Y-chromosomal Adam)」,他生活在大約6萬年前,講述著人類演化過程的另一半故事。

人有23對染色體,其中的22對都沒有太大區別,唯獨性染色體有所不同。我們在初中生物課上就知道了,XX是女性,XY是男性,這裡的X和Y就是性染色體。

Y染色體有6000萬個鹼基對,86個基因,這一點上Y染色體很難與X染色體相比較,因為後者有1.53億萬對鹼基對,2000個基因數。但是,Y染色體有一個特性,讓它成為追溯祖先的有效「工具」。

與線粒體DNA的母系遺傳相應,Y染色體「傳男不傳女」,它可以帶領著我們一路上溯,找到那個被稱為「Y染色體亞當」的存在,目前的他是一位生活在6萬年前的非洲男性。很顯然,線粒體夏娃和Y染色體亞當不是一對兒,他們之間差了幾萬年,換句話說,那個與線粒體夏娃共同生活的男性,其Y染色體已經在隨後的生息繁衍過程中消失了。

總而言之,化石和基因證據有助於追尋人類起源,讓那些我們身體中或記憶裡的「祖先」解開面紗,露出面貌。

對於每一個人來說,「祖先」從時間上講有近有遠,相應地,從數量上看也有多有少。它可以是家譜上那個幾代甚至十幾代以前的人,也可以是還尚未知曉其長相,只存在於基因中的遠古共同祖先;它可以包含著整個家族樹上的所有成員,也能具體到某對繁衍出後代的「老祖父」和「老祖母」。對我們來說,祖先從來不是孤零零的個體,而是個龐大的群體。

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