14萬年前真的存在一位『夏娃』哦

05-19

14萬年前真的存在一位『夏娃』哦

來自專欄自科視角下的社科

在說到人類的歷史時，一般都認為大約經歷了200萬年的歷史，那是從直立人被分支出來起開始計算的，那時候由於種群數量膨脹以及冰河時期來臨等等原因，直立人開始第一次走出非洲，逐漸遷徙到亞洲以及之後到達的其它大陸。

雖然歷史有那麼長遠，可是發展的進程卻不是那麼的順暢，實際上全世界人類最晚近的共同祖先只需要追溯到15~12萬年前即可。而通過一些現代的技術手段，我們可以確定全世界人類的母親，在14.3萬前。我們稱之為『夏娃』。

一、

要想了解我們是如何確定夏娃存在的，就要先了解我們使用的技術手段。我們知道中國人自古便有修族譜的傳統，孔子家族的族譜，據說已經多達八十多代。通過族譜這種東西我們可以確定一個村鎮甚至一個姓氏的遺傳關係，但是族譜甚至文字的力量畢竟有限，再往前的信息就不是那麼的準確了。而幸好在生物學領域有一種東西卻能完美替代族譜的存在，那就是DNA的序列。

DNA和RNA是世界上幾乎所有物種的遺傳物質，而真核生物（沒有生物基礎的可以理解為有很多細胞的生物，比如說植物動物都是，而細菌這些就是原核生物）基本都是以DNA為遺傳物質，DNA序列我們可以簡化為『ATCG』的排列，這裡就不作過多的科普了，簡而言之他是一個很長的『字母』序列，這些字母中只有ATCG四種。遺傳就是上一代的序列複製到下一代的過程，而在自然的演變中，DNA的單個鹼基（就是一個字母）是可能發生突變的，這就導致不同的代際之間的DNA序列也會有差別所在。如果兩個個體或者兩個物種之間的DNA序列相似度越高，那麼久意味著他們的親緣關係越接近。

然而一個物種的DNA裡面所含有的『字母』是非常龐大的，所以即使是黑猩猩和人類這種不同的物種，其序列相似度也在99%以上，即使考慮到順序等因素，也有96%以上的相似度。而如果考慮一個物種內部的話，差異度就更小了，但即使是千分之一的差異也是相當大的數據量。

我們可以用同一省市的身份證號碼，來做例子說明：儘管前4位號碼必定相同，但是，隨後各異的那些數字，卻可以代表多達幾千萬形形色色的男女。而這些身份證號碼的相對數字的差異，也是小於千分之一。

在進化過程中，如果某個物種或者某個族群有特定的突變，那麼這個突變就可以作為一個遺傳標記，所有擁有這個標記的個體或者物種就能夠確定有遺傳上的關係。這只是其中一種手段，還有其它比如說計算出DNA的突變頻率，假設一百萬年的突變率是1%，那麼兩個物種間有1%的差別這說明他們可能是在一百萬年前分道揚鑣的。當然以上都是極其簡化的說法。總之通過這些遺傳學方法，我們可以給地球上大多數生物都可以建立起一個分子層面的進化關係圖。

而要得出夏娃的存在僅僅靠這些是無法得出結論的，但是我們還有一條線索沒有提到，那就是線粒體的遺傳方式。

細胞內部有很多細胞器，而其中線粒體和葉綠體是比較特殊的存在。其他的細胞器可能都是由細胞核內部的DNA控制產生的，而線粒體和葉綠體內部卻有自己的遺傳物質，也就是DNA。它們可以自己複製遺傳，不過可能也會受到細胞核的部分控制，所以我們稱之這種遺傳方式為半自主遺傳。

葉綠體是植物細胞的細胞器，跟人類沒關係，而線粒體卻是細胞的產能場所，將氧氣和糖類等物質反應生成水和二氧化碳並提供能量，是一個非常重要的細胞器。線粒體的DNA我們稱之為mtDNA，正是這個存在給了我們一個非常重要的線索。

二、

我們知道胎兒是由母親的卵子和父親的精子結合以後發育而成。但是精子和卵子的形態卻有很大差異，精子幾乎是細胞膜包裹著細胞核，後面留著長長的尾巴。對於精子而言，線粒體在尾巴裡面，數量極少，只是為了給精子提供動力而已，在與卵細胞結合過程中，尾巴是不會進入卵細胞的，即使有線粒體進去了，也會很快被吸收分解掉。所以受精卵的線粒體都是由卵細胞提供的。

所以子女的線粒體DNA只來自母方，父方的線粒體DNA不會遺傳給子女。如果從卵原細胞（oogonium）到形成胚胎的過程中線粒體DNA沒有發生突變，那麼，胚胎細胞內的線粒體DNA與早先母親的未受精卵完全一樣，也就是說跟母親體內細胞質的線粒體DNA沒有不同，完全沒有受到父親遺傳物質的影響。當一個受精胚胎細胞分裂成兩個的時候，細胞質的內容也同樣複製給兩個新細胞。所以受精卵繼續發育變成胎兒，胎兒的線粒體DNA與母親的也是完全相同。因此，如果沒有突變，任何人的線粒體DNA，是與她（或他）的母親、外祖母、外曾祖母、外高祖母等等，都是相同的。

在母系承傳的同時，也會在若干代的繁衍中，在某個線粒體DNA的位點上發生突變。這一突變，又會向女兒以及女兒的女兒傳遞下去，實現了母系線粒體DNA的承傳。由此看到，線粒體DNA（mtDNA）既可以作為母繫世代承傳的的記錄，同時又因為會有很少量的突變，還可以作為鑒別母系不同族群的依據。

人體細胞中的線粒體DNA僅為16569個鹼基對（就是之前提到的字母序列），線粒體DNA中基因為37個；在高等動物中，線粒體DNA的進化速度比細胞核DNA要快5～10倍

上世紀80年代，人們運用10多種限制性內切酶,確定了人類線粒體DNA的基本順序（又稱劍橋順序）。科學家在全世界隨機抽樣了 135 名婦女進行線粒體 DNA 序列調查。這些婦女中有澳大利亞土著人、新幾內亞人、美洲印第安人、西歐人，東亞人，以及非洲多個民族的代表。他們逐對研究了每個婦女與其他各個婦女線粒體 DNA 字母差異的數目，平均歧異率為0.32％左右。

科學家認為線粒體DNA的進化速度（核苷酸替換率）為每一百萬年2％～4％，據此推算，在14萬至19萬年前有一個總分叉點，處於該點的女子是所有現存人類的最靠近我們的純粹母系的共同祖先，她就叫線粒體夏娃，後期實驗把時間定到 14.3萬年前，必然存在這麼一個女子，所有現存的人類的線粒體原本都來自於她。

但是這絕不意味著當時就沒有其他的人了，更不意味著這個老祖宗的遺傳貢獻就比其他的同時代的人都大。

用姓的遺傳打個比方就很容易理解了。我們拿著方氏家譜一代代往前數，最後找到了方家始祖，但是這絕不意味著方家的所有遺傳都只來自方氏始祖夫婦，在方家幾千年的演變中，不斷地加入了外家族的血液，而這些人的血緣，都可以追溯到與方氏始祖同時期的人身上，這些人中，有的對方家血緣的貢獻，說不定還超過了方氏始祖。只不過，當我們以『方』姓為標誌來研究方家血緣時，把這些來自外姓的血緣都忽略掉了。

三、

如果說有夏娃的存在，那是否有亞當的存在呢？實際上在生物學界，跟線粒體夏娃同時提及的概念就是『Y染色體亞當』。

人有23對染色體，其中有一對叫做性染色體，而這對性染色體卻存在兩個不同的染色體，一個是X染色體，一個是Y染色體。正常情況下，男性都為XY；女性都為XX。

而人在產生精子和卵子的過程中，需要經歷一種叫減數分裂的過程，這種減數分裂使得精子和卵子分別稱為23條染色體，當它們結合成受精卵時又變成23對染色體。在其中，女性為XX，所以卵細胞都是X型；而男方會產生一半X型精子、一半Y型精子，如果是X型精子和卵子結合，那麼受精卵就是女性XX型；如果是Y型精子和卵子結合，那麼後代就是男性XY型。這就是性遺傳的形式。

由此我們可以看到，Y染色體只能由男性遺傳給男性，雖然不同於線粒體男女都遺傳自女性的情形，但至少我們可以由此確認所有男性共同的父系。不過Y染色體的鑒定的準確度卻比線粒體要高很多，這是因為Y染色體裡面包含的信息量要比線粒體多很多。也是經過類似的研究，最終表明Y染色體亞當可能生存於6萬至9萬年前。

這樣，人類遺傳學家就有了兩套遺傳標籤：Y染色體DNA和線粒體DNA。分別用它們去追蹤人類的父系祖先和母系祖先，追蹤這些DNA在這個星球上各自走過的痕迹，結果得到了相當豐富、驚人的發現。

四、

我們可以來看看為什麼會存在線粒體夏娃這個身份，文章開頭我們提到直立人在180萬年前左右第一次走出非洲，之後不同地區分別演化成歐洲的尼安德特人；亞洲的直立人和非洲的智人。這原本是三個不同的物種，但是在3萬年前左右，人類的多樣性消失了。從3萬年前直到今天，所有的人類化石都擁有相同的解剖結構。

其中一種主流理論解釋為，這是因為發生了第二次走出非洲的遷徙，從非洲出來的智人最終取代了世界各地的原來生存的人種。

我們在之前的連載中介紹過遺傳漂變這個概念，那如果走出非洲的人都是夏娃的後代呢？是不是就會出現現在這個情況？事實上走出非洲——第二次大遷徙發生在10~5萬年前。

人類由非洲向世界各地遷移的過程中，會經歷一些所謂的『瓶頸』。例如：當越過西伯利亞的白令海峽向美洲遷移時，由於旅途環境的險惡，因此可能只有寥寥無幾的一部分人，可以抵達美洲大陸並且僥倖存活下來。也正因為如此，今天在美洲的印第安人，他們DNA遺傳的多樣性，就遠不如亞洲人群那樣豐富。這個結論，也已經通過美洲印第安人，亞洲人的Y染色體分析，得到了充分的肯定。