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科普 》 一部不可思议的人类秘史：人类前史 》
第12节：哲学的时间机器(7)
斯宾塞·韦尔斯 Spencer Wells
瑞贝卡?卡恩在读博士时，曾经在威尔逊的实验室里工作过。她开始在全世界的范围内研究人类mtDNA变异图谱。利用伯克利的校方资源，她从不同的地区收集产后胎盘（其中含有极其丰富的mtDNA），如欧洲、新几内亚、美洲等。她的目的是得出人类的变异图谱，并由此推测人类的起源。她的发现是非同寻常的。
1987年，卡恩和威尔逊等人发表了第一个关于人类线粒体多样性的研究成果。他们首次应用吝啬原理处理人类DNA多态性数据，从中推断出人类的共同祖先、人类起源的时间。在论文摘要中，他们简洁明了地这样概括他们的研究成果：“可以设定所有这些线粒体DNA，共同起源于一个20万年前生活在非洲的女人”。当时这是一个轰动性的新闻，众多的媒体将这个女人称为线粒体夏娃，即人类的母亲。在他们画出的螺旋状结构里，她不是伊甸园里惟一的夏娃，但她是最幸运的夏娃。
卡恩他们的分析涉及了mtDNA顺序的相互关系。在论文中，他们这样假定：如果在一个多态性位点上，两个mtDNA顺序共享一个变异，那么它们便有一个共同的祖先。他们画出了mtDNA顺序的网络图，从中推断出147个样品捐赠者的相互关系。这是一个冗长艰苦的过程，要在计算机上进行庞杂的数据分析。他们的分析结果显示，在mtDNA顺序图中，非洲人之间的分叉最大，即他们分离的时间距现在最远，换句话说：非洲人是地球上最古老的人群；也就是说，人类起源于非洲。卡恩、斯通金和威尔逊应用“吝啬原理”研究mtDNA顺序数据的一个特点，是这些数据必然在一个点上回溯到一个共同祖先。从基因组不进行重组的任何区域，比如他们研究的线粒体，可以从当代的线粒体寻找出它们的祖先线粒体。这如同用石子在一个池塘里打水漂，通过观察一圈一圈扩展开去的波纹，我们可以推断出石子将在何处沉入水中，那个沉寂的圆的中心在何处。进化的mtDNA顺序，从母亲到女儿不断累计的多态性，正像不断扩散的波纹，而她们的祖先就处于石头落入水中的那一个点。应用朱克坎德和鲍林的研究方法，我们可以“看到”，生活在数千年前的某个祖先随时间流逝不断变异，繁衍出今天存在的不同类型的人。更进一步，如果我们知道了变异发生的比率，知道全球范围内多样人群的多态性有多少，那么我们就可以计算出，从石头落入水中的那个点距今有多少年，或者说，找到我们的祖先，我们所携带的所有变异都由他而来。
有一点至关重要，找到今天多样性人类的一个单独祖先，并不意味着那个时期只生活着一个人，而是与他同时期其他人的后代已经灭绝了。我们来做一个想象，在18世纪，有一个普罗旺斯村庄，共有10个家庭生活在那里，每个家庭都有一个独特的浓味鱼肉汤配方，这个配方只能由母亲口传给女儿。如果一个家庭只有一个儿子，那么这个家的配方就失传了。岁月流逝，最初配方的数量逐渐减少，因为总会有一些不走运的家庭没有女儿，到最后，只有一个配方会流传下去。为什么保存下来是这一个呢？完全是由于偶然所致，因为其他家庭在过去的某个时间都没有女儿，或者别的配方都被西北风吹跑了。今天再去这个村庄，我们可能会失望，因为村子里的厨房缺乏多样性，他们怎么会吃一模一样的鱼汤？ 当然，在现实世界里，一代人的配方传给另一代时，另一代会根据自己的口味对配方进行适当的调整，加上大蒜、丁香，多加点百里香等。注意！这正是变异的先兆！随着时间推移，这些小的变化会在汤碗里产生多样性，但是配方的本质没有变。因此，如果现在我们来到这个村庄，我们可以看到显著的配方多样性，但它们全部可以回溯到18世纪的一个共同祖先。感谢“奥卡姆的剃刀”，线粒体“夏娃”就是这样“浮出了黑暗”。
从1987年卡恩他们的研究成果发表以来，此后几年不断出现这方面更详细的研究，这些研究确认最早的人类线粒体多样性出现于20万年前。“池塘里的石头”最终落在了非洲，在一个很短的时间内——从进化的角度而言20万年只是一个很短的时间，人类从非洲分散到了世界的各个角落。对这些统计学分析有一些技术上的异议，但近年来更多的关于线粒体DNA的研究证实了最早的结论：我们有一个大约生活在15万年前的非洲的曾、曾、曾、曾、曾……曾祖母。
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【资料来源】东方出版社 |
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