什么是分子人类学？

NO.3 什么是分子人类学？

「人类多地区进化说」之所以难以成立，除了古人类化石存在断层以外，更主要的原因在于，这一说法，不符合基因遗传学的常识。

接触过最基础生物学科的人，应该都知道，大自然各种生物划分类别，最小的类别就是物种。区分物种的标准，就是相互之间有没有生殖隔离。

所谓生殖隔离，就是两个物种之间无法交配产生后代，或者即便交配产生了后代，这个后代也无法再生育。

典型的例子，就是驴和马，两者可以交配生出骡子，但是骡子却无法生育。再比如狮子和老虎，可以生出狮虎兽，但是狮虎兽却和骡子一样，无法生育后代。

驴和马的混血儿，骡子

至于狮子和豹子、人类与猩猩、猫和狗，诸如此类，更直接是无法产生后代。

之所以会出现生殖隔离，在于两个物种之间的基因出现突变、重组等等。简单来说，就是基因出现大的分化，分化到两类基因之间无法配对。甚至分化到两类基因之间，无法产生配对的机会。

说了这么多的生物学名词，可能没有生物学基础的人，已经看晕了。

简单来说，生物之所以出现千奇百怪的样貌，全都是由细胞内的基因来决定的，比较洋气的名字，叫做DNA。基因的本质是一个个遗传片段组成的双螺旋序列(物质基础是脱氧核糖核酸)，序列再组合成一对对染色体，一对对染色体，再组合成基因。

DNA的双螺旋序列 DNA序列组成的染色体，状如字母X

除了单细胞生物外，很多生物都是有性繁殖。简单来说，就是两个个体，各自拿出一半的基因，组合到一起，形成新的完整基因，也就是一个新的个体。

比如植物拿出的一半基因，叫做花粉。动物们拿出的一半基因，叫做精子或卵子。

完整基因的细胞通过减数分裂，形成半数基因的生殖细胞

只有当两半基因非常相似时，才有可能配对成新的基因。比如，染色体的数量起码要一样，数量不一样，根本不可能配对成功。人类基因染色体有23对，黑猩猩基因染色体有24对，两者各拿出一半，23条染色体和24条染色体，你说怎么配对？

也有染色体数量不一样，但配对成功的，比如驴是31对，马是32对，两者结合成的骡子，染色体是31对零1个，63个。但是等骡子再生育时，63个染色体，无法拆分成一半了，自然也就无法生育了。

有很多物种，相互之间生殖隔离，分属两个物种，但在几十万甚至几百万年前，却拥有共同的祖先。时间和地理分隔，可以让基因染色体发生巨大的改变，无论是数量还是状态，最终导致两者之间分道扬镳。

如果按照「人类多地区进化说」，黄种人是亚洲本土猿人进化而来的，黑种人是非洲猿人进化而来的，那么两者之间的地理分割，至少也有几百万年的时间。就算按照直立人来算，直立人诞生也有180多万年。这么长时间的分隔，还会让他们相互之间，没有产生生殖隔离？以至于今天全世界的人类，都还可以互相混血，没有分化成不同的物种？

但是，物种分化的时间没有统一的标准。最短的，可以一千多年，长的，也可以达到几十万年以上。

单凭时间，并不能肯定，智人与直立人之间是否存在生殖隔离。只能说分隔100多万年的时间，生殖隔离的可能性极大，而生殖不隔离的可能性，极小。

那么既然凭借时间，无法判定智人与直立人之间存在生殖隔离，那又凭什么说，黄种人不是本土独立起源的呢？

一个与生殖隔离有关，和人类基因更有关的学科，能够解决这类问题。

这门学科，就叫做分子人类学。

简单说，分子人类学，就是通过检测现有人群的基因，来判断哪些人群相互之间血缘的远近。

说到人类基因，就需要谈谈人类基因的特点。

人类基因有23对染色体，这个在前文也提到过。这23对染色体中，有22对是常染色体，负责决定人的骨骼形状、样貌，以及其他各种生理特征。甚至人的先天性格，也是由这22对常染色体中的某些部分决定的。（这难道就是物质决定意识的最佳证明吗？）

剩余的一对染色体，是性染色体，其一为Y染色体，其二为X染色体。之所以叫性染色体，是因为人的男女性别特征，就是靠这对染色体来决定的。

当一个人的性染色体是YX组合，那就是男性，是XX组合，那就是女性。

性染色体与常染色体相比，它的遗传比较稳定。尤其是Y染色体，很固定的由父亲传给儿子，再传给孙子，一代又一代，除非没有男丁出生，否则绝对不会缺席。

Y染色体固定按照父系传承

这一点上，女性的X染色体就要稍微逊色一点了。因为女性需要两个XX染色体，这其中一个来自于父亲，一个来自于母亲。而当她继续繁衍后代时，只能把其中一个X传给自己的儿子或者女儿。

这也就意味着(中间推导过程略微复杂，就不需要读者费心了解了)，一个男孩的X染色体，有可能来自于自己的外公，也有可能来自于自己的外婆。而一个女孩的X染色体，那来源就更复杂了，既有可能来自于自己的外公、外婆，也有可能来自于自己的奶奶。

相比Y染色体固定的父系传承，X染色体的传承是既不父系也不母系，比较复杂。而其余的22对常染色体，就更复杂了，它可以随机的把基因的一半遗传给自己的后代。

(以下推导过程略微复杂，没有兴趣者可以略过不看)无论是父亲母亲，她都会从祖父祖母(或外公外婆)双方那里各自遗传到1/2的基因。但是当父母再传遗传给后代时，因为是随机取半，所以并非是把1/4的祖父(外祖父)基因和1/4的祖母(外祖母)基因传给孙辈。孙辈遗传到的祖父基因可能会比1/4多，也有可能会比1/4少，祖母基因、外公基因、外婆基因，也是一样。

也就是说，常染色体遗传更加不固定。那么，类似于Y染色体固定在父系中传承那样，固定在母系中传承的基因，到底有没有呢？

还是有的。除了细胞核基因，细胞质中的线粒体也含有基因，叫线粒体基因，洋气一点，叫做线粒体DNA，再洋气一点，叫做mtDNA。

线粒体会通过女性的卵细胞传递给后代，男性的精子却并不携带线粒体，自然也就不携带线粒体DNA。

因此，女性的线粒体DNA会按照母系一直遗传下去，而男性的的线粒体DNA来自母亲，但不能遗传给后代。

一个是严格按照父系传承的Y染色体DNA，一个是严格按照母系传承的线粒体DNA，不妨把它们称为父系基因和母系基因。

有了父系基因、母系基因，接下来的工作就交给分子人类学。

分子人类学分析人类基因，采取的方法，叫做STR基因位点分型检测法。

又是一个拗口的专业名词，其实含义很简单。基因是由染色体组成，而染色体又是一个个基因片段排列成的双螺旋序列，那一个个片段，就叫做基因位点。

基因编辑即是对基因位点进行编辑，是福还是祸？

打个不恰当的比方，染色体就像自行车链条，基因片段就像链条上一个连一个的链条节片。基因上的链条节片，就是控制人类生理特征的关键。

而单个基因片段上，会出现2~6个碱基组成的序列，又叫碱基序列、核心序列。碱基序列会串联起来，在基因片段上重复排列，形成宽窄不一的条码，与日常可见的商品条形码类似。

状如条形码的基因位点分析图

这就相当于，基因链条分为一个个链条节片，而每个链条节片上，都有碱基序列排成条形码形状。这个条形码，就叫做STR基因位点，在这里，也可以戏称为基因条形码。

染色体(基因序列)——自行车链条

基因片段(基因位点)——链条节片

STR基因点位(基因条形码)——链条节片上的条形码

一个人体内所有的基因，在同一个片段，条形码是一样的。但是不同的人，在同一个片段，基因条形码的形状可能一样，也可能会不一样。单凭一个片段，无法判断出两个人之间是否有亲缘关系。

但如果把两个人各自基因中，相同的16个基因片段拿出来对比，就可以通过条形码，判断出这两个人血缘的亲疏，据说判断父子关系的准备率高达99.99%，接近百分之百。

亲子鉴定用的就是这种方法，同样研究人类族群基因关系的分子人类学，一样用的是这种方法。只不过，分子人类学侧重于检测父系基因和母系基因。

检测父系亲属之间的基因(所有染色体)条形码，就会发现，兄弟之间有相同的部分，父子之间也有相同的部分，祖孙之间也有相同的部分。兄弟之间相同的部分，包含父子之间相同的部分，父子之间相同的部分，又包含祖孙之间相同的部分。

打个比方。我们把基因条形码编号从A到Z，祖父的基因条形码传给了父亲，父亲在B点发生了基因突变。父亲再传给两个儿子，大儿子在C1点发生了基因突变，二儿子在C2点发生了基因突变。

不管怎么突变，两个儿子和父亲都含有共同的AB段条形码，而祖父、父亲和两个儿子，都含有共同的A段条形码，只要往上追溯，都能够找到更早的共同的祖先。

以上所讲的情况，包括了Y染色体和常染色体，而实际上，单纯的Y染色体，突变的概率要小的多，突变需要的时间也要长得多，大概需要几千年才会突变一次。

也就是说，只看常染色体，即便是双胞胎兄弟，相互之间的基因也会不一样。但是只看父系基因(Y染色体)，可能连续几十代的父系祖孙，他们的基因都是完全一样的。如此一来，就能推导出更早类型的父系基因出现的年代。

2000年，美国斯坦福大学教授昂德希尔就利用这种分析法，发现人类男性的父系基因，全部遗传自6~9万年前非洲的同一个祖先。这位祖先的Y染色体被称作「染色体亚当」。

当然，作为汉人，你把他称作「染色体伏羲」，也不会有什么问题。

不过最新的一些发表在美国《科学》杂志上的研究表明，染色体亚当/伏羲的时间，可能要比9万年更早，大约在18~20万年前。

母系基因的分析方法，也是一样，而且发现的更早。

1987年，加利福尼亚大学的瑞贝卡·卡恩和艾伦·威尔逊，在英国《自然》杂志上发表的研究结果表明，全球人类母系基因具有高度相似性，平均差异率只有0.32%左右，而且全部遗传自15~20万年前非洲的一个共同祖先。

这位祖先也不例外，她的线粒体基因，被称作「线粒体夏娃」，当然，你也可以叫她「线粒体女娲」。

同样，美国斯坦福大学的大卫·波兹尼克和他的小组又有新的研究发现，他们分析计算出，父系共祖出现的时间，又变成了12万~15.6万年前，母系共祖出现的时间，变成了9.9~14.8万年前。

现代人类父系母系的共祖已经确定，「人类多地区进化说」也不攻自破。

不过新的问题又出现了，父系与母系共祖的时间并不是完全确定，两者都是在前后几万年的范畴内，甚至不同的研究之间，父系共祖与母系共祖出现的时间相差几万年。

如果真的相差了几万年，人类又怎么会是这两个祖先的后裔呢？

下节继续。

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