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一部不可思議的人類秘史人類前史 第 10 頁


這為研究進化帶來很大的困難,因為如果我們對祖先的基因圖譜無從說起,我們根據什麼在「奧卡姆的剃刀」原理下,對我們面前的基因多態性圖譜進行簡化?我們如何確定在形成面前的圖譜的過程中,究
作者:(美)斯賓塞-韋爾斯 / 頁數:(10 / 20)

這為研究進化帶來很大的困難,因為如果我們對祖先的基因圖譜無從說起,我們根據什麼在「奧卡姆的剃刀」原理下,對我們面前的基因多態性圖譜進行簡化?我們如何確定在形成面前的圖譜的過程中,究竟發生了多少變化?在這種情形下,我們只能根據多態性發生的速率,利用「分子時鐘」來推測過去。因為重組現象,在沒有出現變異的地方也似乎發生了變異,因此這樣推算出的共同祖先出現的時間,很可能比實際的時間要長。時尚書屋

20世紀80年代早期,威爾遜和另外一些遺傳學家有了一個新思路:假如從基因組之外,通過一種在細胞中隨處可見、被稱為綫粒體的組織來研究染色體,有可能會避開重組為基因研究帶來的巨大麻煩。有趣的是,綫粒體這一無核的細胞組織也有自己的基因組,這是因為,它是數十億年前最早的復合細胞進化的殘留物。也就是說,它是被人類單細胞祖先吞噬的古老細菌,最初它只是細胞內的寄生蟲,在隨後的進化過程中,它成了細胞內產生能量的有用組織,現在它是流綫型亞細胞的「發電廠」。幸運的是,綫粒體的基因組只有一個「版本」,和細菌的基因組一樣,它沒有複製的能力,這意味着它不能進行重組——值得我們舉杯慶賀!還有一點同樣值得慶賀,不同於大約每1000個核苷一個多態性,在綫粒體的DNA中,每100個便出現一個多態性。時尚書屋
為了進行進化比較,多態性越多越好,因為每增加一個多態性,就多了一種將一個個體與另一個區別開來的可能性。我們不妨這樣設想:如果只有一個多態性具有A和B兩種形式,我們只能把人們分成群體:具有A變異的人群和具有B變異的人群。換句話說,如果有10個多態性,我們就會有更好的分類辦法,因為不同的個體之間具有完全相同變異的概率會大大降低。也就是說,存在的多態性越多,就越有可能將不同的人群區分開來。時尚書屋
所以,由於綫粒體的DNAmtDNA的多態性比其他基因組的多態性多10倍,它為我們提供了一個很好的研究角度。時尚書屋
第12節:哲學的時間機器(7)
瑞貝卡•卡恩在讀博士時,曾經在威爾遜的實驗室裡工作過。她開始在全世界的範圍內研究人類mtDNA變異圖譜。利用伯克利的校方資源,她從不同的地區收集產後胎盤其中含有極其豐富的mtDNA,如歐洲、新幾內亞、美洲等。她的目的是得出人類的變異圖譜,並由此推測人類的起源。時尚書屋

她的發現是非同尋常的。時尚書屋
1987年,卡恩和威爾遜等人發表了第1個關於人類綫粒體多樣性的研究成果。他們首次應用吝嗇原理處理人類DNA多態性數據,從中推斷出人類的共同祖先、人類起源的時間。在論文摘要中,他們簡潔明了地這樣概括他們的研究成果:「可以設定所有這些綫粒體DNA,共同起源於一個20萬年前生活在非洲的女人」。當時這是一個轟動性的新聞,眾多的媒體將這個女人稱為綫粒體夏娃,即人類的母親。時尚書屋
在他們畫出的螺旋狀結構裡,她不是伊甸園裡惟一的夏娃,但她是最幸運的夏娃。時尚書屋
卡恩他們的分析涉及了mtDNA順序的相互關係。在論文中,他們這樣假定:如果在一個多態性位點上,兩個mtDNA順序共享一個變異,那麼它們便有一個共同的祖先。他們畫出了mtDNA順序的網絡圖,從中推斷出147個樣品捐贈者的相互關係。這是一個冗長艱苦的過程,要在計算機上進行龐雜的數據分析。時尚書屋
他們的分析結果顯示,在mtDNA順序圖中,非洲人之間的分叉最大,即他們分離的時間距現在最遠,換句話說:非洲人是地球上最古老的人群;也就是說,人類起源於非洲。卡恩、斯通金和威爾遜應用「吝嗇原理」研究mtDNA順序數據的一個特點,是這些數據必然在一個點上回溯到一個共同祖先。從基因組不進行重組的任何區域,比如他們研究的綫粒體,可以從當代的綫粒體尋找出它們的祖先綫粒體。這如同用石子在一個池塘裡打水漂,通過觀察一圈一圈擴展開去的波紋,我們可以推斷出石子將在何處沉入水中,那個沉寂的圓的中心在何處。時尚書屋
進化的mtDNA順序,從母親到女兒不斷累計的多態性,正像不斷擴散的波紋,而她們的祖先就處于石頭落入水中的那一個點。應用朱克坎德和鮑林的研究方法,我們可以「看到」,生活在數千年前的某個祖先隨時間流逝不斷變異,繁衍出今天存在的不同類型的人。更進一步,如果我們知道了變異發生的比率,知道全球範圍內多樣人群的多態性有多少,那麼我們就可以計算出,從石頭落入水中的那個點距今有多少年,或者說,找到我們的祖先,我們所攜帶的所有變異都由他而來。時尚書屋
有一點至關重要,找到今天多樣性人類的一個單獨祖先,並不意味着那個時期只生活着一個人,而是與他同時期其他人的後代已經滅絶了。我們來做一個想象,在18世紀,有一個普羅旺斯村莊,共有10個家庭生活在那裡,每個家庭都有一個獨特的濃味魚肉湯配方,這個配方只能由母親口傳給女兒。如果一個家庭只有一個兒子,那麼這個家的配方就失傳了。歲月流逝,最初配方的數量逐漸減少,因為總會有一些不走運的家庭沒有女兒,到最後,只有一個配方會流傳下去。時尚書屋


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