人类母系祖先“线粒体夏娃”生活在20万年前

  据物理学家组织网报道,对于人类与“粒线体夏娃”(所有人类的母系祖先)之间的遗传联系,美国科学家进行了迄今为止最为全面的统计学分析。分析结果显示,粒线体夏娃生活在大约20万年前。

  此项研究由美国莱斯大学进行,立基于对10个人类基因模型进行并排比较。每个模型都根据一组截然不同的假设确定线粒体夏娃生存的年代,这些假设涉及人类迁移、扩张以及在地球上的分布方式。研究发现刊登在《理论种群生物学》杂志上。

  研究论文合著者、莱斯大学统计学教授马莱克·基梅尔表示:“我们的研究发现强调了参考人口数量增长和消亡等过程的随机性这一因素的重要性。经典的确定性模型——包括此前用于确定粒线体夏娃生存年代的一些模型并不能完全反映出这些具有随机性的过程。”

  测定线粒体夏娃的生存年代是科学家研究过去基因的一种方式,用以进一步了解变异、自然选择以及其他在疾病中扮演重要角色的遗传过程。基梅尔说:“这也就是为什么我们对遗传变异性如此感兴趣。它们对于医学研究具有非常重要的意义。”

  科学家可以借助现代基因技术测定线粒体夏娃的生存年代。在此过程中,他们要对随机性献血者的基因档案进行比较,根据特定基因之间的相似性和差异性,科学家得出任何两位献血者血缘关系的远近程度,并用一个数字加以体现。

  使用线粒体基因组测量血缘关系是遗传学家将寻找人类共同祖先这项任务简单化的一种方式。完整的人类基因组包含2万多个基因,为远亲比较如此多基因之间的差异性难度极大,即使借助当前最大最快的超级计算机也是如此。

  线粒体是一种微小的细胞器,充当人体细胞内的“能量工厂”,拥有自己的基因组。除了含有极少发生变化的37个基因外,线粒体内还存在一个“超变量区域”。这一区域变化极快,足以提供一个“分子时钟”,校准后可与现代人类所处年代进行比较。由于每个人的线粒体基因均来源于母亲,因此所有线粒体世系都是母系。

  为了推断线粒体夏娃的年代,科学家必须将随机献血者之间亲缘性的测量结果转换成时间量度。研究论文合著者、波兰格利维策的西里西亚工业大学信息学研究所的副所长克日什托夫·锡兰说:“你必须将基因序列之间的差异性翻译成它们如何随时间进化。而如何随时间进化取决于你采用何种进化模型。比如说,基因变异的速度是否与时间变化统一,是否就是时间的变化速度?我们称之为‘遗传漂变’的遗传性变型出现随机性损失的过程到底是怎么一回事?”

  在每一个模型中,这些问题的答案以系数的形式呈现。系数这些数字常量随后被导入方程式,最终推导出线粒体夏娃的生存年代。每一个模型都有自己的假设,每一个假设都有其数学含义。为了让问题进一步复杂化,模型采用了一些并不适用于人类的假设。例如,一些模型假设人类的种群规模永远不会发生改变。这对于人类来说显然是不真实的,在至少几千代时间内,人类的种群数量一直呈指数增长。其它模型则假定基因完美混合在一起,这也就意味着世界上任何地方的两个人都有均等的繁育后代机会。


新浪科技(孝文)





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