怎麼正確理解「線粒體夏娃」?是說現在所有的人類都是她的後代嗎?
可以這樣說,因為現在所有人的線粒體都來自她的線粒體。現在世界幾十億人,所有人的外婆的外婆的外婆……都會追溯到這個線粒體夏娃。
剛聽到這個概念時,我也有疑惑。這是不是一個分子進化計算的產物?是不是真有這樣一個人?只有在結合種群遺傳學的基礎上才能更全面的理解這個概念。模型:
假設一個種群有100個女性,這個種群保持種群數量恆定(將來每一代都是100個女性)。初始這一百個女性一共有100條不同的線粒體基因組。而且這一百個線粒體在功能上沒有區別,也就是說都是中性進化,沒有特殊的選擇壓力。根據Kimura,Ohta 1969的文章,平均2N也就是200代後,這最初100個不同的線粒體中的一個會擴散到全種群中,其他的99個都丟失了。
因為線粒體的丟失是不可逆的,某女性全部生男孩,那她的線粒體就丟失了。這最初的100個線粒體,丟一個少一個,最後就會只剩下一個。
用R模擬一下這個過程:
這個圖X軸是完成這個過程需要多少代,Y軸是重複500次中多少代出現的頻率。比如,100代到200代之間丟失最初99個線粒體出現了大概250次,用200代到300代完成99條線粒體丟失大概出現了100次。全部平均大概就是200代。
現實情況肯定更複雜,比如也許會有一些選擇壓力,比如人類進化中既有瓶頸也有大規模擴張。但不管怎樣,這個過程是不可逆的,給足夠長的時間總有一天初始的100條線粒體只有一條剩下。
所以,線粒體夏娃不是分子進化計算中的概念,是真有其人。現在人每個人的外婆的外婆的外婆……這樣追溯都會回到她那裡。其次,當時種群中其他女性雖然線粒體沒有流傳至今,但她們的核染色體依然傳承到了現在人群中。是。
那個啥,不要太學術,我來個簡單直接的說明:
Y染色體亞當只是你父親的父親的父親的父親……的父親,線粒體夏娃只是你母親的(大霧)的母親的母親的……的母親。你的奶奶和姥爺儘管都給了你四分之一的基因,但是在Y染色體和線粒體上是沒有什麼體現的
同理,儘管你是你爺爺的爺爺的後代(Y染色體遺傳),也是你姥姥的姥姥的後代(線粒體遺傳),但是
(1)你爺爺的爺爺和你姥姥的姥姥在絕大多數情況下不是夫妻。(2)你爺爺的奶奶和你爺爺的姥爺和你爺爺的姥姥和你姥姥的爺爺和你姥姥的奶奶和你姥姥的姥爺等等都是你的祖先,他們加在一起遺傳給你了Y染色體和線粒體之外的絕大多數基因。謝謝線粒體基因是母系遺傳,所有人的線粒體基因全部來自卵子。通過追蹤線粒體基因的譜系,發現目前所有人的線粒體基因都源自14萬年前的一名女性。這就是「線粒體夏娃」。
贊同最高票的答案 @Xiaoyu Zhuo ,但是我要補充幾點,看似和高票答案矛盾,但是實際吻合的點,這幾點也是大家對線粒體夏娃誤解最多的地方(搬運自:Mitochondrial Eve):
1. 線粒體夏娃所處的時代,她不是唯一存活的女性。
大家很容易聯想到這一點,但這不是實際情況。人類歷史上,群體數量從來沒有低於幾萬人。這個和高票答案中的「當時種群中其他女性雖然線粒體沒有流傳至今,但她們的核染色體依然傳承到了現在人群中」結合起來理解。
2. 隨著時間,線粒體夏娃不是指一個確定的人(今天我們認為線粒體夏娃是N年前的一個人,100年後,線粒體夏娃可能指的是M年前的一個人,M不等於N)。
能獲得「線粒體夏娃」頭銜的人至少有兩個女兒(如果只有一個女兒,那麼該頭銜直接歸給她女兒了,以此類推)。而這個頭銜隨著兩個因素在改變:(1)任何母親-女兒的血系可能會隨機性絕滅。具體說來,假如現在有個「線粒體夏娃」,她有兩個女兒A和B,他們各自產生更多地後代,但是,很可能其中有一支當中(假設是B這一支),母親-女兒的傳承斷了(沒生女兒),那麼,A和B母親的頭銜就會被剝脫,我們需要去捋A這一支,從誰開始有至少兩個女兒,便可獲得「線粒體夏娃頭銜」,以此類推。(2)新的線粒體單倍型被發現。一旦有新的線粒體單倍型被發現,線粒體夏娃的年代會被提前。3. 並不一定存在和線粒體夏娃同時期的Y染色體亞當。
原理同 @Xiaoyu Zhuo, 因為Y只是父傳子,所以有一個Y染色體亞當。但是,最新研究表明,這個亞當生活的年代比線粒體夏娃早14萬年(夏娃和亞當可沒機會那啥。。。)。4. 線粒體夏娃並不是人類最近的共同祖先。
她只是人類最早的線粒體的祖先,結合第三點可以理解一部分。5. 此處的「夏娃」不是聖經中的夏娃。
由於「線粒體夏娃」合了某些人的心意,被誤解放大,造成的誤解流毒之深,以至於當初文章原作者Wilson (Wilson不是提出這個概念的人),認為這個概念的使用是值得遺憾的(「regrettable」)。嗯,試著答一下。簡單的說,後者是不對的。
首先,線粒體只能遺傳自母親,而Y染色體只能遺傳自父親。
因此,如果一個女人生的孩子都是男孩,那麼她的線粒體就會丟失,但你不能說這個女人沒後代。Y染色體遺傳同理,一個男人,如果每一代里都至少有一個兒子的話,那他的Y染色體,或至少Y染色體上的某個基因,就有很大希望流傳至今。因此,這個男的也叫做」Y染色體亞當「,但他與線粒體夏娃並不一定處於同一個年代。
所以,所謂的線粒體夏娃是說這個女的運氣好,每一代里至少有一個女兒。
至於所有現代人都只是這個女的後代?絕對不是。事實上,任何一個基因,如果你往回追溯足夠多代,你基本上能找到一個始祖,但這些始祖不一定處於同一個時代。看到這個問題的時候,我剛好想起了最近剛看的劉夙的《新著世界科學技術文化史》第二章 對該問題有比較清晰的描述,在此借用他的文章內容做回答。
以前,人類學只有體質人類學、文化人類學、考古學和語言學4個分支(狹義的人類學就只指文化人類學),但是在人們把分子技術用於人類起源和族群起源研究之後,就誕生了一門新的學科——分子人類學。就像利用現代人和現生的大猿DNA中的無義序列構建人科的演化樹一樣,分子人類學還利用現代人不同個體的DNA中的無義序列構建這些個體所屬族群的親緣關係,得出了很多顛覆性的結論。
在這些DNA無義序列中,線粒體DNA和Y染色體DNA上的無義序列是最重要的。線粒體(mitochondrion)是細胞核以外的細胞器,主要功能是提供人體活動所需的能量,其中含有少量DNA;Y染色體是人類23對染色體中的一種染色體,它和另一種X染色體一起決定了人類的生物學性別——一般來說,具有2條X染色體的個體在生物學上是女性,具有1條X染色體和1條Y染色體的個體在生物學上是男性。
在代際傳遞的過程中,線粒體DNA的特點是較為嚴格地進行母系傳遞。這是因為在精子和卵結合形成受精卵時,精子中只有核染色體進入卵,線粒體是不進入的,因此一個人體內的線粒體全都來自他的母親。Y染色體的特點則是更嚴格地進行父系傳遞,不僅一個人體內的Y染色體只能來自他的父親,而且女性乾脆就沒有Y染色體。這兩個特點使得分子人類學對線粒體DNA和Y染色體DNA的分析特別容易和來自人類學其他分支的研究結果相互對照——比如說姓氏,基本也是父親傳遞的(如果不考慮抱養或私生子等問題的話),因此Y染色體DNA的分析結果就可以和家譜相互比照。
在20世紀90年代初,分子人類學家對全世界人類線粒體DNA的抽樣研究顯示,現代人都是約16–20萬年前一個女性的母系後代,她是全體現代人的母系最近共同祖先(the female-line most recent common ancestor)。之所以強調是「最近」,因為很顯然,她的母親、母親的母親也是全體現代人的母系共同祖先,但她是這一串母系共同祖先裡面最晚的一個。她至少生了兩個女兒,這些女兒的母系後代一直存活到了今天。科學家因此借用《舊約全書》里的人類女性始祖夏娃的名字,把這個女性稱為「線粒體夏娃」(Mitochondrial Eve)。但這個稱呼特別容易讓人誤解,以為那個時候全世界只有1個女人。事實是那個時候肯定有很多女性,而且她們的其他基因也很可能傳遞到了現在,只不過她們的線粒體基因沒有傳遞到現在而已。
類似的,在人類歷史上還存在一個「Y染色體亞當」(Y-Chromosomal Adam),他是全體現代男性的父系最近共同祖先,據最新的推算生活在大約34萬年前(那時候現代人的祖先還處在海德堡人階段)。當然,在Y染色體亞當生活的年代,全世界也不可能只有1個男人。事實是那個時候肯定有很多男性,而且他們的其他基因也很可能傳遞到了現在,只不過他們的Y染色體基因沒有傳遞到現在而已。
Y染色體亞當圖解。雖然每一代都有很多男性,但是在傳代過程中,有些男性的Y染色體會因不再有男性直系後代而消亡,導致所有現代男性都將成為遠古某一個男性的直系後代。圖中正方形代表男性,圓形代表女性,黃色正方形為Y染色體亞當——父系最近共同祖先。(版權:The Biologos Forum)
線粒體夏娃和Y染色體亞當的生存時間如此晚近,推翻了以前在人類學界流行的「多地區起源說」。這種學說認為,直立人自從在180萬年前走出非洲之後,就在世界的各個地方不斷繁衍,分別演化為現代人的不同族群,比如歐洲人就是尼安德特人的後代,中國人就是藍田人、北京人的後代,等等。但是分子人類學證據幾乎是徹底推翻了這種學說,重建了上一章介紹的人類演化史。如今,基本已經沒什麼年輕學者還相信多地區起源說了。
當然上述內容主要是說明人類的演化,從智人想農業社會發展的歷程。不過其中的內容正好可以回答上述問題。
所有現在活著的人都是線粒體夏娃的後代。
線粒體夏娃是一個確定的人,但不是一個固定的人。
所有現在活著的人都是線粒體夏娃的媽媽,線粒體夏娃的媽媽的媽媽,線粒體夏娃的媽媽的媽媽的媽媽,.............,的後代。
線粒體夏娃的媽媽,線粒體夏娃的媽媽的媽媽,線粒體夏娃的媽媽的媽媽的媽媽,.......,不能被稱作線粒體夏娃因為線粒體夏娃必須是離我們最近的那個所有現在活著的人的共同的線粒體(也就是母系)祖先(線粒體夏娃的定義)。
線粒體夏娃至少有兩個女兒。如果只有一個女兒的話,根據定義這個女兒才是線粒體夏娃。
線粒體夏娃如果有姐妹,那麼姐妹現在沒有活著的母系後代。
我打字的時刻的線粒體夏娃有可能跟你讀這個回答的那一時刻的線粒體夏娃不是同一個人。因為每時每刻都在死人。如果這種情況發生,新的線粒體夏娃是原先的線粒體夏娃的女兒,或線粒體夏娃女兒的女兒,.....。
線粒體夏娃的存在性是個數學問題。計算線粒體夏娃離我們多遠主要是個分子生物學問題。
這裡的母系後代(祖先)是指這樣一個家譜: 女-&>女兒-&>女兒-&>女兒.......-&>女兒-&>現在活著的人(無論男女)。在這個家譜里除了最後一代,不能有男的。現在活著的每一個人都按照這個規則往前給自己畫家譜,最終所有家譜會匯總到一個女人,這個女人就是離我們最近的那個母系祖先。這個女人的存在跟線粒體沒半毛錢的關係。之所以稱她是線粒體夏娃是因為我們可以通過線粒體DNA的mutation估算她離我們有多遠。是一個邏輯假說。
廢話1,所有人都只能出生一次,因此每個人只能有一個親媽,不能有兩個親媽。廢話2,現在所有活著的人向上追溯一代,然後只取女性。那麼人數必然會減少或者不變,而不可能增加。把這些女性再向上取一代。
不停重複以上過程。
只要上溯次數足夠多,這個數量總能變成1。變成1之後,永遠不會變成0,因為所有人都有媽,不可能從石頭裡蹦出來。這些1,她們就是所謂的線粒體夏娃。她的確是我們所有人的祖先。然而我們並不是她的克隆人,因為剛才每做一次追溯,就少了一個爹,而每個人有且只有一個親爹。人類暫時還沒有進化出孤雌繁殖的功能,爹媽齊全才能生出來孩子。傳到我們這裡,這無數個爹其實已經把那個夏娃的基因稀釋到了極少的程度。
最極端的情況,除了夏娃,夏娃她媽,夏娃奶奶以外,和她們生活在同時代的所有男性,都活到了成年,都有女朋友,都留下了男性後代,後代又都有後代,最後也全是我們的祖先。和夏娃同時代的所有女性,一代一代往下生,直到最後都沒有留下女性後代。但她們卻可能留下男性後代,加入了當爹的大軍。最極端的情況,所有女性都有男性後代,後代又有男性後代,又全部成為我們的祖先。邏輯上,我們可以讓男女兩邊所有極端情況發生,讓夏娃同時代的所有人類,都當我們的祖先。所以夏娃並沒有什麼卵用,也不可能是我們的唯一祖先。就算我們用核彈把她同時代的地球人類全炸死,她也得從火星找個男人,才能生出娃娃來。總覺得這個理論不合理。。。假設我們的姓氏都是按照父親的姓氏來取的,所有同姓氏的人應該擁有相同的Y染色體。200代對應的就是4000年時間,在4000年當中,按照模擬的結果,姓氏總數要下降到初始值的百分之一。以我國姓氏為例,有的姓氏確實消亡了,但是極端一點,每隔一定的年份,就會再消失掉一個姓氏么?換而言之,在幾百萬年之後,如果中國人還在,以後中國人會只剩下一個姓氏?那個模擬的過程是假設了人口在這200代之中就沒有變化,而且如果起始人口不是100而是1000,其中有100中線粒體,而且每種線粒體重複了10次。單個線粒體存在的可能性會大幅度提高的。甚至在人類起源的過程中,由於總數並不是一直保持不變而是在不斷增長的過程中,多樣性能長期存在的。
所謂的線粒體夏娃或者Y染色體亞當,不一定存在,更何況這些基因本身也一直在突變。
也可以這樣說,但不大嚴謹,說到後代必然有一男一女吧。只是事實確實是這樣:所有人類的線粒體都是來自同一個女性個體。因為線粒體是母性遺傳,如果你是男孩,你的線粒體是從母親那裡得到的,但你的線粒體就不能遺傳給孩子了。按理說這樣線粒體可能只有一個起源,除了細胞核外唯一有自己的遺傳物質的線粒體,全人類的線粒體dna序列是一樣的
對這個假說,我覺得漏洞極大呢。
1、最近有研究表明生物並不是只由DNA和RNA決定的。細胞核裡面還有其他物質也能影響基因的。2、原來認為的特定的基因變異周期,原來不同地區的人是不同的。換句話說,那個年份成疑3、憑啥認為線粒體基因的變異是不可逆的?特別僅有37個而已。另外,精子攜帶的線粒體無法進入,是概率問題呢?還是必然?人的基因有數萬個,絕大部分位於細胞核的染色體上,但是有極少數(確切地說是37個)位於細胞質的線粒體中。每個細胞中都有成千上萬個線粒體,它們是細胞的「呼吸器官」,為細胞活動提供能量。
在精子生成過程中,絕大多數的線粒體都被去除了,只保留極少數的線粒體提供精子運動的能量。在受精時,精子細胞核進入卵子,與卵子細胞核融合,而精子中殘餘的線粒體則被擋在外頭,不進入卵子。因此,下一代的細胞核基因,一半來自精子,一半來自卵子,但線粒體基因則全部來自卵子。也就是說,線粒體基因屬於母系遺傳的。如果一位母親沒有生下女兒,那麼她的線粒體基因就失傳了。在生成精子、卵子的過程中,細胞核的基因會發生重組,把原來的排列都打亂了。但是線粒體的基因卻不會重組,因此它的傳遞是相當忠實的。不過,並不存在百分之百的完全忠實的遺傳,在線粒體基因的傳遞過程中,就象細胞核的基因一樣,還是會發生罕見的基因突變,改變了基因序列。
非相關專業人員,但是我覺得可以用我所知的來給題主大致解釋下。
首先,題主你可以先這樣理解,線粒體夏娃可以並不是指一個單獨的夏娃個體,而是一群具有這個線粒體基因的夏娃。不影響結論,但是更易於理解。
下面開始
1,為什麼要研究線粒體夏娃(女性)。
上面有朋友說過,高中生物也告訴了我們,線粒體基因是母系遺傳的,不受父系基因影響;類似的是Y染色體,Y染色體是單獨的父系遺傳,跟母親基因沒關係。那麼我們要弄懂從古到今時候人類血緣關係的聯繫啊、遺傳啊、哪邊和哪邊關係近、遷移路線啊等等,研究線粒體基因和Y染色體基因要比研究其他基因的複雜度要降低很多,畢竟這是單系遺傳的,受到的干擾少,混雜度低一點,更容易釐清關係。2,如何研究
先來個假設,我們人類有個共同的起源地,然後慢慢擴散開來的,那麼這個族群的基因也就慢慢的擴散的。
下面以線粒體基因為例,我們可以把初始的那群線粒體基因信息寫成,10個方塊:??????????,基因如果不變異,那麼她們的後代就都是??????????,不過呢,基因是會變的。
①當這群人分開A、B兩路各自生存互不通婚後,她們的線粒體基因可能就分別發生突變,分別變成了
A:?????????? B:?????????,②A、B兩地的族群再次發生各自的分化,
A地分到了 C:?△????????D:?#????????;而B跑到了 E:⊙???????? F:∑?????????那麼,當我們後人對 C D E F族群的基因進行研究的時候,
就會發現 c 和 d 擁有共同的突變基因?以及後面的8個?,我們就可以推論,c和d地方的人們是來自同一群祖先的。同理,通過共同的加8個?,我們可以推論EF也來自同一群祖先。這時候,我們又發現了AB兩地的基因,通過再次比對,就可以推論是A是CD的祖先,B是EF的祖先。
再同理,我們又發現了原始之處,再次通過基因比對,發現了他們是 A B 兩地的祖先。於是,我們就可以在地圖上畫出來 原始地連線AB,A連線CD,B連線EF,這樣的種群遷徙演化圖來。即使後來D和E的地理位置更近點,但是他們的關係還是不如CD及EF
回到實際中,科研工作者們就是通過這種到處基因取樣分析比對的方法,一層層的反向追溯,來逐漸尋找人類早起的遷移路線,當然了實際上要比上面例子中的要複雜繁瑣很多。
在不斷的對比中,也就慢慢的證實了人類確實是從單一區域演化出來的,而非多個單獨的地方各自演化出來。
以上。線粒體是細胞質遺傳,也就是母系遺傳。如果一個女人生下的都是男孩,那麼她的線粒體就不會再傳下去。所以,不是。
補充 @Xiuquan Yu 同時單純說一下自己的思考,本人沒有學科背景。
我覺得最終不一定或者很大可能不會結束在同一個夏娃上。如果你說這些夏娃一定還能繼續往上追溯,那麼除非假定人類最初祖先最初獲得線粒體的時候就是兩性生殖(是的同志們,我是想說這個線粒體夏娃應該不是智人也不是大猩猩,而是某種單細胞生物,如果演化論確實成立),但是我猜也許有可能最初獲得線粒體的生物(那個和我們有血緣關係的單細胞生物)是無性生殖的甚至多性生殖的,那樣就沒有線粒體夏娃了(共同母系祖先)。
當然,單細胞生物也不滿足線粒體遺傳的規律了,那麼這個夏娃應該從滿足線粒體遺傳規律算起。那樣我就不知道是什麼樣的生物了。
如果線粒體夏娃不是指「共同母系祖先」而是指「最近共同母系祖先」,我說的很可能不成立,也就是說這個夏娃確實是個人,但仍然有可能成立。也就是說,你媽的你媽的你媽的(此處省略N個不友善)是這個人。
因為只有母親能把自己的線粒體遺傳給後代。並且湊巧每一代擁有這個線粒體或者其變異體的女性都生了女兒。
同理,也存在所有的人的爸的爸的爸的(N個)是同一個人,Y染色體亞當。每一代擁有這個Y染色體(或者變異的此染色體)的男人都有了兒子。
通過分子鐘和序列對比,我們可以搞清楚這些染色體或者線粒體的DNA的演化過程、親緣關係,最終追溯到某一個線粒體或者染色體。又恰巧這個東西在某古人類的化石中找到了,為了向社(guo)會(jia)大(yu)眾(suan)搞(tao)宣(jing)傳(fei),就給這個個體冠上亞當夏娃。然而實際上這兩位根本化石年代也差了很多,更別提見(gao)過(dui)面(xiang)。構建進化樹時,確實可以計算出一系列同源基因的起始分化時間
儘管生物學家證實了所有人都是受同一個線粒體dna 遺傳而來,但不代表世界上就是一個女人,而是在歷史中的某一點,只有一套基因保留了。
線粒體是你媽給的 跟爹無關 這是其一其二 平行進化這個概念你可能不懂吧 你我都有的東西不一定是來源於同一個祖先 而是同一群祖先 所謂原始線粒體 學界基本上也就認定是一種需氧細菌。沒錯 夏娃就是一群細菌。
把一群不同祖先的猴子放到一個籠子里,讓他們相互雜交。幾代混合之後,他們的祖先就都成了所有未來猴子的共同祖先。
因為20多萬年前智人的生存環境太惡劣,經常面臨滅絕的危險?無數次的險些滅絕好像一個巨大的篩選器,使本來不佔多數的夏娃後裔越來越多。
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