從古至今,世界上各種不同的古代文明都有類似的制度:把社會地位,家產傳給自己欽定的後人。這裡「社會地位」和「家產」某種程度上就可以被視為傳家寶。但是人類6000年的文明史讓我們明白一件事:「社會地位」和「家產」不可能是永久穩固的,總會隨著時間的流逝而消逝。
俗話說富不過三代,財富和社會地位能傳遞下去的代數不多。不過,對於人類而言,有兩樣東西卻是可以一直傳遞,直到人類滅絕為止。對於男性而言,這個「傳家寶」就是Y染色,而對於女性而言,這個「傳家寶」就是線粒體DNA。
那為什麼說Y染色體和線粒體DNA就是傳家寶呢?它們和其他遺傳物質到底有什麼區別呢?這回,我們就來聊一聊話題。
分子生物學
自打達爾文提出進化論之後,這個理論就常常被挑戰。達爾文也確實沒有能夠解決一些必要的問題,其中最核心的問題就是:遺傳和變異。
實際上,在達爾文同一時代,有一個牧師叫做孟德爾,他已經開始著手研究這個問題,並且獲得不錯的進展。
後來,20世紀開始,物理學向微觀世界的物理學現象發起了衝擊。在一系列的技術條件成熟的情況下,科學家可以從微觀角度來了解人類的遺傳與變異,這門學問也就是分子生物學。
如今我們知道,人都是由細胞構成的,而細胞當中有細胞核和細胞質。細胞核當中又存在著染色體,人類一共有23對染色體,其中是22對常染色體,一對性染色體。如果是男性,那性染色體就是XY,如果是女性,那性染色體就是XX。
染色體上是由DNA分子構成的,DNA是呈現鹼基對排列的。在染色體上一些有效的片段被稱為基因。父母會把染色體傳遞兒女,一個人基本上一半的遺傳物質來自父親,另外一半的來自於母親。而在其中發揮遺傳作用的就是基因,它們可以指導蛋白質的形成來完成一系列的生命活動。
科學家發現,父母在把遺傳物質傳遞給子女時,生殖細胞中的遺傳物質需要進行減數分裂。在這個過程中,有一定的概率會發生複製錯誤,而且這個錯誤的數量是恆定不變的。通過研究,他們就發現每一代都會有70個鹼基對的錯誤。基於這個規律,科學家想到了一種統計物種之間的差異,並且可以確定下具體的代數。比如,兩者的鹼基排列差異是350個,那就意味著雙方隔了5代。這個方法也被稱為DNA分子鐘。
那DNA分子鐘和傳家寶有什麼關係呢?
Y染色體亞當&線粒體夏娃
這個DNA分子鐘實際上可以幫助科學家追溯人類的祖先。在染色體傳代的過程中,男性一定要從父親那裡繼承Y染色體,因為母親沒有Y染色體,她們無法給兒子Y染色體。所以,Y染色體是只傳男,而且是男傳男,對於男性而言,這個Y染色體才是真正意義上的傳家寶。基於這個規律,科學家只需要追溯人類Y染色體的變化,就可以了解到男性的演化路徑。
科學家通過DNA分子鐘技術來分析全球各地區男性的Y染色體,並且推測出了男性的最近共同祖先。這裡補充一句,最近公共祖先的意思是:如今的男性都是繼承了這個人的Y染色體,並不是說他就是第一個男性,他之前肯定也有人類,同一時代也存在著男性,只不過只有他的Y染色體在漫長的歲月當中被保留了一下,一直持續至今。
這位男性的最近共同祖先是來自於6萬年前非洲大陸上的男性,在西方學術圈也被它稱為Y染色體亞當。僅僅是個命名而已,如果你喜歡,你也可以把他叫做Y染色體伏羲之類的。
可能你要問了,那女性要咋辦呢?
實際上,女性的遺傳也有類似Y染色體的東西。這就是線粒體DNA。線粒體存在於細胞質中,其中也有一些遺傳物質。
由於受精卵的細胞質都是來自於母親的卵細胞,這就意味著我們所有人的線粒體DNA都來自於母親。但是所有男性的線粒體DNA是不能夠往下傳的。因此,線粒體DNA和Y染色體正好相反,它是沿著母親傳遞給女兒這樣的路徑延續下去。也就是說,對於女性而言,也同樣有傳家寶,這個傳家寶就是線粒體DNA。
科學家只需要通過DNA分子鐘技術分析線粒體DNA就可以追溯人類女性的最近共同祖先。這位女性來自於14萬年前的非洲大陸,她被稱為線粒體夏娃。同樣的道理,如果你願意,管她叫線粒體女媧也行。
人類走出非洲
基於DNA分子鐘技術來追溯人類最近共同祖先,我們也就發現現代人大概是單一起源,起源於非洲大陸。隨後足跡遍布全球各處,科學家通過DNA分子鐘技術比較了各地古人類化石殘留下來的遺傳物質,甚至繪製出了現代人類祖先走出非洲的路線圖。