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6万年前,我们共同的祖先走出非洲

“我从哪里来”,这是人类孜孜不倦追寻的一个终极问题。

将遗传学应用于人类历史研究,追根溯源,我们得到了超乎想象的答案:人类有着共同的祖先、相同的起源、在漫长的历史中各自迁徙分化,又欣然相遇、互容。每一个个体之间的生物差异,其实不大;人与人之间的关系,其实很近。

借助遗传学研究,一个超越东西方藩篱和民族界限,描绘出整个人类大家庭生生不息、迁徙进化过程的大“族谱”,依稀呈现于眼前。

《解放周末》独家专访国际人类基因组组织理事、复旦大学副校长金力教授,为我们深入解读。

■像一只探照灯,向幽深的远古射出光芒

解放周末:您曾经在复旦大学作过一个演讲,题目非常有趣——《写在基因中的历史》。基因和历史有何关系?基因是如何“写”在历史中的?这引起了大家的好奇。

金力:“写在基因中的历史”是一个比较形象的说法。我想向大家表达的是,遗传学与历史学是能够走到一起的。

我们知道,研究人类历史,最主要的窗口当然是史籍,它记载了历史上曾经发生过的事件。同历史学相关的还有考古学。考古现场往往是一个墓或一个遗址,这是人类活动留下的痕迹,为历史中发生过的事件及其时间、地点、人物留下了实物证据。

除此之外,我们再增加一个考察坐标,那就是基因。基因虽然不能告诉我们历史事件中的时间、地点和人物,但它可以告诉我们人群间或个体之间的关系。比如,任何两个人之间的生物学关系究竟如何,借助遗传学分析就可以作出推测;又比如,不同民族之间的关系如何,也可以通过遗传学作分析和推测。

所以,基因研究可以把人们关联在一起。如果说史籍记载的是一个一个点,考古也是研究一个一个的点,通过史籍记载和考古研究,我们可以把这一个一个点有序地连在一起,形成对历史的整体认识。那么,基因研究对于历史研究的贡献,则在于它能把相同时空或不同时空的人给关联起来,使我们看到了历史学、考古学和基因研究相互融合、相互交叉的可能。

解放周末:也就是说 ,同历史学、考古学一样,遗传学也可以成为人类了解历史的一个工具。

金力:是的。我们推测历史上曾经发生过什么,依靠的是寻找历史的痕迹。这些痕迹可以从多个学科去分析,比如历史学、语言学、考古学甚至古生物学,还有人类学、气象学、遗传学等等。但是,这些学科所告诉我们的时间纵深度是不一样的。

比如,历史学可以使我们上溯到4000年前,这4000年已经上溯推衍得很远了,像甲骨文就是上溯推衍到3000年之前。历史语言学则通过语言的比较,去发现语言是如何进化、怎样分化的,最多的年限可上推到6000年前,如果要推到一万年前,则要借助一些猜测了。考古学因为有实物保存,从现在的学科发展来看,至少可以追溯到250万年之前。而古生物学、古人类学和进化遗传学可以推得很远,因为人类和黑猩猩作为两个物种在进化上分开是在距今500万年到700万年之间。

解放周末:是否可以这样比喻,遗传学像一只探照灯,向幽深的远古射出光芒?

金力:确实如此。我们通过史籍去推测、了解历史,但对史前史的了解,遗传学和考古学则是强项,尤其是遗传学,它可以推测史籍上没有记载的东西,为人类研究打开更宽阔的视野。当遗传学应用到人类历史研究时,我们把它叫作分子人类学。

■这个世界成了一张色彩斑斓的基因地图

解放周末:具体而言,基因中隐藏着怎样的“密码”,分子人类学是如何破解的?

金力:我们知道,人的细胞里有细胞核,细胞核里有23对染色体,把染色体拉长之后,就能看到DNA。 DNA的双螺旋结构上有很多单位,这些单位叫作碱基对,碱基一共有四种,A、T、G、C,把DNA“缠绕”起来,压缩之后就成了染色体。在细胞中,除了一个细胞核,还有其他细胞器,最重要的细胞器就是线粒体,它也有DNA,叫线粒体DNA。

在核基因组里面有30亿个碱基,“包装”成23对染色体。每个人都有两套染色体,一套来自于父亲,一套来自于母亲,父本和母本的染色体在相同位置会发生交换而把遗传特征重新组合。但是在基因组里还有不重组的部分——有一种Y染色体,跟其他染色体不一样,Y染色体不会重组。Y染色体最大的特点是只有男性有,即只有父亲能给下一代儿子,再由儿子传给下一代儿子。而线粒体DNA则相反,下一代儿子或者女儿只接受母亲的线粒体DNA,所以,线粒体DNA只是母系遗传。研究Y染色体和线粒体DNA,我们可以推测人类的父系历史和母系历史。

解放周末:能否举个例子?

金力:比如说,要研究著名的历史人物,就可以对他们的后代的基因加以分析。举个例子,曹操的后代有很多支,根据族谱的记载寻找到他的后代,每一支都取一些样本,分析他们的Y染色体。因为Y染色体是父系遗传的,曹操后代的Y染色体中,应该有同样的类型。如果能准确找到这种共同的类型,也就知道曹操的Y染色体是什么样的了。

解放周末:从树状图谱的“枝”上溯到“根”,由今追古。

金力:这是用遗传学分析人和人之间的关系的一个方法。除此之外,遗传学还能揭示人群与人群之间的关系。

我们知道,DNA序列是不安分的,它会发生突变,比方说,原来的G突变成T,这造成什么结果?就是人跟人的基因组不一样了。比如,我们最早的祖先是一个基因组,突变以后发生分化,形成了不同版本;然后再进一步积累突变后又进一步分化;到现在,可以看到各种各样不同版本。这些突变发生在不同位置上,把这一个一个突变点串起来看,就形成个人的特征,成组的突变特征叫作单倍型。全世界人的单倍型很不一样,就像把不同人群的源流用遗传标记涂上颜色,这个世界便成了一张色彩斑斓的基因地图。

这张基因地图为我们提供了分析的途径:人群分开的时间短,基因相似性就大,分开的时间长,相似性就小——当然这里面有一个隐含的假设,就是人群分开后不作交流。通过遗传上的相似性,我们可以去度量人群之间的关系,包括他们的生物学特征关系,以及非生物学特征关系。





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