分子人类学:常染与性染

作者:马黑
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分子人类学:常染与性染


我是文科男。文科男谈论理科题目,有点不太对,但这几年确实兴趣很高,从网络看了一些科普性质的东西,参加了国内一个分子人类学微信讨论群,学到了一些知识,感觉很有意思,再此就我的理解做一简单介绍。


人类有23对或者说46条染色体(chromosome),染色体就是基因


人类的23对染色体中,有22对染色体被称之为常染(Autosomal DNA),它们决定了人的外貌以及各种生理特点。第23对染色体被称为性染,它决定男女性别。


生物学告诉我们,遗传来自基因。22对常染,有一半来自父亲,另一半来自母亲。孩子长得像父母,是因为他们的常染基因来自父母,他们的外表与父母相似,是因为他们的常染基因与父母的常染基因相似。


孩子长得像父母,这是毋庸置疑的事实,没有人会怀疑。


相信遗传就应该相信亲子鉴定。古代的亲子鉴定是滴血认亲,那是迷信。但现代的亲子鉴定是科学,它就是鉴定常染基因,父母的常染基因与孩子的常染基因应该高度近似,亲子鉴定就是鉴定常染基因的近似度。


应该没有人会怀疑亲子鉴定的可靠性。


世界上有各种不同的种族或者说民族生活在不同的地区。不同种族民族之间外貌上就有差别,肤色不同五官特点不同等等。居住于一定地区内同一民族种族的人,外貌大致相同,而相隔比较远的不同地区的不同民族种族的人之间,外貌就不大相同。这也是常染决定的。常染基因的不同特点,造就了世界各地人种外貌的不同。所以分子人类学按照常染基因的不同特点,分别归类为非洲基因,西亚基因,南欧基因,西欧基因,东欧基因,北欧基因,南亚基因,东南亚基因,东亚基因,东北亚基因,北美基因,南美基因等等。


常染会随着不同种族之间的通婚,逐渐稀释,甚至消失。比如我们美国海一代华人带有东亚黄种人的常染基因,海二代会继承我们的全部东亚基因。但海二代如果与异族通婚,海三代的常染就只有50%的东亚基因了。如果异族通婚继续一代一代进行下去,我们带来的东亚黄种人常染就会越来越少,海四代剩25%,海五代12.5%, 海六代6.25%, 海七代3.125%, 海八代1.5625%, 海九代0.78125%......。反映在外貌上,我们的后代将会越来越不像东亚黄种人。


想不相信这个?估计大部份人都会相信的,因为这些都是直接的生活观察经验。


人类的第23对性染色体(sex chromosome ),也就是决定性别的基因,如果一条为X,另一条为Y,就是男性,如果两条都是X,就成了女性。


生物学最有意思的一个发现发生在性染上,这个发现,构成了分子人类学最重要的基石。


男性性染上有一个基因叫Y-chromosome DNA haplogroup 被称之为父系单倍群,女性性染上有一个基因叫线粒体DNA,英文简称 mtDNA,被称之为母系单倍群。父系单倍群父亲只传个儿子,而女性单倍群母亲传个所有孩子,即传给女儿也传给儿子。


与常染会随着异族通婚而改变不同,性染中的父系单倍群和母系单倍群因为只有一个简单功能就是决定性别,因此它们在长期的进化过程中包括在异族通婚中的基因混杂过程中,非常稳定不会改变。尤其父系单倍群,因为只是男传男,更为稳定,就成为追寻父系祖先迁移路线的的最可靠的根据。


虽然性染的父系单倍群基与常染相比非常稳定,但在漫长的进化过程中,它还是会发生基因变异。分子人类学家关于现代人类走出非洲,以后遍布全世界的观点,就是建立在对全世界父系单倍群基因变异分析的基础之上。


这个可信吗?估计有相当多人很难相信这点。以基因说来解释孩子与父母与子女外貌的相似性,解释同一民族种族的外貌相似性以及不同民族种族外貌的不同性,很好理解,因为它有直接的生活观察经验来支撑。但是以基因说来解释现代人类来自非洲就比较困难,因为就直接的生活观察经验来看,非洲人与其它地区种族人的外貌差得太多。以我们黄种人来说,怎么可能寻祖寻到非洲黑人那里去?我家马嫂就不相信这个,她甚至不相信进化论关于人从某种猿类生物进化而来观点。但如果你相信常染决定孩子像父母,常染决定各种族之间外貌的差别,你就应该相信分子人类学家们基于对性染的基因变异分析,发现的现代人类走出非洲遍布全世界的观点,因为常染与性染都是生物学基因科学的重要组成部分。


分子人类学关于人类走出非洲的迁移路线是这样确认的:


以我的父系单倍群N为例,它从东非的A变到N,最后迁移到北欧的路线是这样的:非洲A(275000年前)⇨西南亚F (76000年前)⇨南亚K(53000年前)⇨东亚 N(45000年前)⇨东北亚⇨西北亚⇨东欧⇨北欧






















为什么说人类走出非洲先到了西南亚?因为基因变异分析确定,西南亚的F从东非的A变异而来,而且只能从A变异而来。这个变异的时间可以以科学方法计算出来,它发生在76000年前。


为什么说西南亚的F,最后又迁移到了南亚在53000年前变异为K?因为基因分析确定,南亚的K必定由西南亚的F变异而来,这个变异发生在53000年前,发生在A变异为F以后的时间里。


为什么说南亚的K,迁移到东亚后在45000年前变成N?与上述分析同理:N必定从K变异而来,变异时间发生在上述两次变异之后。


如果A变异为F, F变异为K,K再变异为N,这个变异过程顺序不可跳跃不可逆转,变异时间有前后顺序,而A,F,K,N,又分布在地球上的不同点上,把这些点连接起来,就非常合理地构成了人类的迁移路线。


再看以下N群在世界各地出现的频率图:





此图显示,N群出现频率最高的地区是亚洲和欧洲的北部地区,以深蓝色为代表,频率60-100%,也就是说N群大部分聚集在这一区域。 从深蓝下方靠南,出现频率逐渐减低。以蓝色代表的区域,N出现频率40-60%。蓝色下方再靠南,以浅蓝代表的区域N出现频率为10-30%,浅蓝下方更靠南区域以灰白代表,N出现频率为2-10%,中国位于这个区域。而N群是在这个地区从南亚的K变异而来,而在南亚和西南亚没有N群,只有K群和F群。由此可以清楚看出,南亚的K群到了东亚后变异为N群,以后由东亚一路北上,沿途零零散散留下个别,所以比较靠南的地区N群出现频率低。N群大部分最后迁移到出现频率最高的亚洲北部和欧洲北部。


人类不断迁移的动机是什么? 与今天人类迁移的动机一样,当然主要是经济上的原因,就像我们为了追求更好的机会从中国迁移到美国一样。


有人这样想象过:20多万年前东非A群的某人为了寻找一群丢失了的羊,寻到了位于西南亚现今的沙特阿拉伯半岛。注意:当时两地之间可能还没有红海相隔,很容易就可以从东非来到西南亚,结果发现此地水草丰富,易于生活,回去告诉同族人他的发现后,整个部落就迁移到了西南亚。以后因为类似的原因,一支北上到了西亚,跨国高加索山进入欧洲,另一支沿着海岸线朝东走,到了南亚,再北上进入东亚,然后北亚北欧, 进入东北亚的另一支以后跨过连接北美的陆桥(当时还没有白令海峡),进入北美南美,从东非走出的人类由此遍布全世界。 


人类为了追寻更好生活,不断探索未知新世界的好奇之心,真是无穷无尽永不停息。


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