三. 从DNA解码中看到的现代人迁徙和分布
1. 基因地理工程
2005年的“基因地理工程”
(Genographic Project)的研究项目,征集了10万个来自各民族的DNA样本,测试他们的Y染色体和线粒体中的遗传标记,建立了一个人类共同的遗传标记信息库,并建全了人类的“父系树谱”和“母系树谱”,从而提炼出了全人类的家族历史、迁徙历史和分布图。
“基因地理工程” (Genographic Project),并不是有关“基因”(Gene)与“地理”(Geography)的工程。因为它的目的不在于研究人类“基因”的地理分布,而仅仅是研究有关男性和女性承传的谱系信息分布地理的工程。男性承传的谱系信息来自Y染色体中的遗传标记,女性承传的谱系信息来自线粒体中的遗传标记,“基因地理工程”准确的名称应该是“遗传标记地理工程”。
除了最初征求的 10万名参与者之外,“基因地理工程”还向公众开放。超过 39万 人通过购买工具包加入到这个工程中,他们分别提交了一份 DNA 样本以供分析,用于发现他们自己的基因血统,其结果以在线方式匿名发布。有了这些数据和其它机构提供的百万份以上的样本数据,才使得我们对隐藏在我们自己血液中的历史有了一个明确的认识。
2.非洲之外的现代人
在前面几节中,重点在讲述人类的父系树谱和母系树谱,那些是关于人类血统的表述。在本节和后面两节中,将讲述人类血统在世界地理上的分布。
“基因地理工程”的成果进一步确定了上述团队的研究成果,十万和后来的几十万Y染色体样本的采集和分析,确认和丰富了他们建立的Y染色体父系树。加上线粒体DNA遗传标记的分析,不但确定了全世界的人,都有一个共同的父系祖先和母系祖先,而且,在他们之下,也只是寥寥少数几个先祖的后裔延续到现在。特别另人惊讶的是,在非洲之外的全部现代人,男人都有一个共同的男性遗传标记M168,男性和女性都有一个共同的女性遗传标记L3。这意味着很久以前,因为突变,在一位男子的身上,产生了M168标记,这个首位带M168标记的男子,就是非洲以外所有现代人的男性祖先。同样,有一位首先携带L3标记的女子,她是非洲以外所有现代人的女性祖先。虽然他们不大可能是同一时代的夫妻,但并不影响他们是非洲以外60亿现代人的共同祖先。 在他们之后,有着众多的分支,也有了你和我。(第2节:参看人类的父系树图和人类的母系树图)
3. 留在非洲故乡的亲人
在人类故乡非洲,现代人身上的标记就没有像非洲以外的现代人那样简单了。“基因地理工程”在非洲收集的DNA标本中,含有M168和L3的人是少数的。更多人的样本中不含M168和L3标记,却有其它的一些标记,而这些标记又是非洲以外的人们所没有的。
在男性Y染色体标记上,非洲人身上主要是M60和M91两大类。
在非洲各种族部落和国家中,含有M60标记人群比例较大的国家是:
加蓬、喀麦隆和中非共和国的巴卡人(Baka):63%-72%;
坦桑尼亚的哈扎人(Hadzabe): 52%-60%;
南苏丹的努埃尔人(Nuer):50%。
刚果(金)的姆巴提人(Mbuti):33%-60%。
[Baka
63%-72% (Gabon ,Cameroon,CAR), Hadzabe (Tanzania) 52%-60%,
Nuer (South Sudan) 50%,Mbuti (DRC) 33%-60%]。
图5-9:非洲含有Y染色体标记M60的族群照片
在非洲各种族部落和国家中,含有M91标记人群比例较大的国家是:
纳米比亚的闪族人:66% 纳米比亚的那抹人:64%
Tsumkwe San (Namibia) 66% Nama
(Namibia) 64%
苏丹的丁卡族人:62% 苏丹的希鲁克人:53%
Dinka (Sudan) 62% Shilluk (Sudan) 53%
图5-10:非洲含有Y染色体标记M91的族群照片
上面一些照片中的人们,虽然他们都是M60或M91男子的后代,他们的肤色却不同,这应该是和他们生活的地理环境有很大关系。例如,苏丹地区更靠近赤道,太阳照度很强,生活在这里的人们皮肤就更黑一些。非洲以外M168的子孙们,生活在印度的人们肤色也比北欧人的颜色要深。显然,肤色的变化不能被看作进化,肤色的差别也不能看作是进化程度的差别,有人将肤色的差别用“微进化”来解释,显然是错误的。
另外,可能还有一个疑问,如果非洲以外的都是M168标记人的子孙,他们的祖先又是从非洲出走的,那么,在非洲还有没有我们M168标记的亲戚?
在非洲采集的DNA样本回答了这个问题:有。例如在埃塞俄比亚采集的3个部族:沃莱塔人(Wolayta)族、奥罗莫族(Oromo)和阿姆哈拉族(Amhara)的70个Y染色体样本中,有40个样本带有M215标记,其比例为57%[注释4] (M215是M168下的分支)。
图5-11:非洲含有Y染色体标记M168的族群照片
留在故乡的母系方面的亲戚,要比父系方面的亲戚更复杂一些,就像在人类的母系树图谱中所看到的,从L0到L6的7个母系,在非洲都可以找到她们的子孙,但是唯有L3的部分儿女们,远离了故乡。
四.男人M168和他的伴侣女人L3
1. Y染色体标记M168和线粒体DNA单倍群L3
一个首位带M168标记的男子是非洲以外所有60亿现代人的男性祖先,一位首先携带L3标记的女子是非洲以外所有现代人的女性祖先。这样的结论,与发现全世界的人“源于一对父母”一样,给人类学研究带来了巨大的震撼,人们不禁要问,这是真的吗?
两百多年来,为了寻找人类的起源,仅仅只能依靠发掘化石和从骨骼解剖学的比较上来推论。当DNA解码的科学方法用到了人类学上以后,才有了科学的确据。有人认为,分子人类学依靠现代人DNA的分析,去寻求人类起源是一种间接的方法,只有化石的方法才是直接的证据。存这样的误解,是由于不了解分子人类学的科学原理而产生的。试想,亲子鉴定和长相的比较哪一个结果更为可信呢?分子人类学关于人类的起源和迁徙的DNA证据,才更接近于“直接的证据”。
那么,什么是M168标记?为了准确的理解它,还需要从DNA说起。
前面已经介绍过,人类的细胞中只有染色体和线粒体中含有DNA,23对(46条)染色体中一半来自父亲,一半来自母亲,线粒体中的DNA完全来自母亲。每条染色体中包含一个DNA分子,那是一条DNA 编码的序列。DNA分子中最重要的内容,是所含A、T、C、G这4种代码代表的碱基,它们是传递人类遗传信息的基本要素。DNA分子结构类似一条长长的楼梯,每一对(两个)碱基构成一个“台阶”,最长的1号染色体包含了2亿4千9百多万个“台阶”,31条染色体DNA分子包含了总共约31亿个“台阶”。每个“台阶”可以有4种组合形式:A-T、T-A、C-G、G-C,这4种代码类似于电脑执行程序中的0和1,电脑执行程序虽然只是两个数码,却可形成无数的复杂的程序。DNA包含的4种代码,也可以表达更加复杂的人类遗传信息。
图5-12表示出了M168标记在Y染色体上的代码改变:在美国国家生物技术信息中心(The
National Center for Biotechnology Information )发布的Y染色体位置标准(NCBI36)中,第1千3百32万3千3百8十5位点上的碱基对,由‘C’突变为‘T’。正像在寻找Y染色体亚当中所描述的那样,这是在十万多年以前,在非洲生活的先祖中,当一个受精卵细胞发育成一个男性胚胎细胞时,在Y染色体这个位点上,发生了这个突变,形成了这个标记。我们可以称他为M168标记先祖,自他以后的所有子孙,都承传了这个标记,再没有发生一点位移或改变。无论在世界任何地方,只要在你或你父兄的(男性)Y染色体上有这个标记,你就是M168的子孙。否则,就不是他的子孙[注释5]。
图5-12 M168标记
Y染色体5千多万的“阶梯”是何等的长啊!但在人类遗传中,M168标记,从一个男人增长到现在大约30亿非洲以外的男性,经过几千代的承传,在胚胎产生和细胞分裂过程中,经过多少万亿次的复制,这个字符居然能在同一个位置上,屹立不变的保留下来,实在是令人赞叹。也可以看到复制的严格程度,除了有新的标记被记录下来,Y染色体没有发生任何可以称为“进化”的改变。
在线粒体L3标记上,也有着同样的情况。如母系树图所说明的,线粒体L3的标记就是在三个位点上发生了突变:A769G、A1018G、C16311T。简单地说,无论男女,只要你的线粒体DNA在第769、1018和1611位点上的代码是:G、G、T,你一定是L3老祖母的后裔。线粒体DNA只有16569个代码,远比检测Y染色体更容易,上述的结论,已经被上百万计的样本检测所证实。
很可能有这样的疑问:M168和L3是夫妻吗?
在第2节已经讲过,从DNA解码上,能得到十分清晰可靠的人类血统承传关系,但在年代上就不十分准确了。从一些资料上看到,认为M168大约产生在7万年以前,从渡过海峡走出非洲的时间上推测,应该在10万年前左右。虽然L3也可能产生在10万年前左右,但相差几百、几千年是非常可能的,他们几乎不可能是夫妻关系。而他们又确确实实是曾经存在过的男人和女人。既然如此,他们怎么能是60亿现代人共同的父系祖先和母系祖先呢?其实道理很简单,如果L3出生在前,她的丈夫是M168的祖辈。当M168出生长大后,他们部落中的姑娘大多是L3的后裔,M168娶了其中一位,生子生孙,形成了一个新的部落,这个部落的所有的人都是M168和L3的子孙。他们中的一小部分走出了非洲,繁衍至今,变成了60亿人,他们就是这60亿现代人共同的父系祖先和母系祖先[注释7]。
理解了这一点,对Y染色体亚当和线粒体夏娃年龄可能相差几万年,却仍然是我们共同的父系、母系祖先,就不是问题了。
人类DNA解码所告诉我们的往事,就是在几万年前,曾经在不同的时间,有几小群的人们,分子人类学研究估计每群大约有两三百人,走出了非洲,到达亚、欧大陆,最后蔓延到澳洲、美洲等地,发展到现在的60亿人口。他们的Y染色体DNA标记和线粒体DNA标记,标志着他们有着共同的男性祖先和女性祖先。
五.跨过“忧伤之门”
非洲北部地区是撒哈拉大沙漠,在历史上,除了12万5千年前,有一段短期适合生存的时期以外,基本是人类无法越过的屏障。出非洲之路唯一可能是越过红海出口的曼達布海峽(Bab
al Mandab),这个名称在阿拉伯语中是“忧伤之门”(“The
Gate of Grief”)。海峡在13到10万年前的大多数时间里,宽度都有30多公里,这虽然不是很宽,对于几万年前的古人来说,并不是一个容易跨越的航程。因此,虽然在16万年前,古现代人已经在临近海峡的埃塞俄比亚、阿瓦什河畔( Awash River)赫尔托地区居住,却久久没能跨越过海峡。直到9万年到8万8千年前的一段时间里,由于新冰期的影响,海平面比前几万年下降了50多米,海峡的宽度减小到了约10公里,古人才有了跨过“忧伤之门”海峡的机会。
在“第4节
谁是欧、亚人的祖先?”的内容中,讲述了“火山灰尘下生活的印度古现代人”,可以看到古现代人在7万7千多年前已经在那里生活了,由此可以印证上述越过海峡的时间是合理的。
图5-13 Y染色体标记群体的迁徙路线
图5-14 线粒体DNA单倍群的群体迁徙路线(供参考)
六.远征的先锋:男人M130和他的子女们
从人类的父系树图(见第2节)上可以看到,通过现代人的DNA解码,确定M168有P143和M145两个后裔,P143以下是M130和M89。P143是M168早年的孩子,他们比M168晚诞生上万年,但从分子人类学上,能够确定他们都曾经是一个真真实实存在过的人,我们能“看到”他们,是因为他们存留有千千万万个生活在现代的子孙。
从非洲以外地区现代人的DNA看到,最早走出非洲的M168子孙,是M130的后裔。他们离开非洲的年代,大约在8万年前。
谁是M130的后代呢?只要你的Y染色体上有M168的标记,也有M130的标记,那你一定是M130的子孙。类似于M168标记,M130标记的特征是在Y染色体第2794854位点上(NCBI36标准)的碱基字符码由‘C’突变成‘T’。在Y染色体单倍群划分上,M130的子孙们归属于“C单倍群”,从“基因地理项目”的普查中发现M130的子孙分布较多的地区是东亚、澳大利亚和美洲。
M130的子孙们迁徙路线大致是沿着海岸走过阿拉伯半岛—伊朗—印度—中南半岛,此后一支向北进入中国东北、朝鲜半岛和日本列岛;一支向南进入印尼、澳大利亚以致太平洋诸岛;第三支继续向北进入西伯利亚直到北美地区。由于没有在非洲现代人中发现M130的后裔,因此,首个M130标记人的诞生地可能在西亚。
M130(C单倍群)在各个国家和地区的分布比例,在不同的研究中有一定的差别,但总的趋势是一致的。例如在澳大利亚原住民中为52%(三个研究报告的平均值);日本为8.5%(259个样本);蒙古为53%(65个样本);韩国为9.1%(317个样本);印度为6.3(931个样本);中国汉族居住区6%(166个样本);中国赫哲族29%(45个样本);北美洲的原住民,例如在美国阿拉斯加的Tanana地区,占45%(15个样本),加拿大的Dogrib印第安人占35(11个样本)[注释9]。
当首批M168的子孙在9万年前越过“忧伤之们”以后,在他们迁徙的途中,出生了M130,M130的子孙在8万年前到达印度,7万年前到达中国(柳江人),6万年前抵达了澳大利亚,1.5万多年前跨过白令海峡到了美洲。以DNA解码为基础,参照考古和测年方法,给我们描绘出了人类最早远征的历史和路线。
七.男人M89的旅程
事实上,属于M130和M174标记人的子孙,在非洲以外的现代人中只占不到10%的比例,其他90%以上、50多亿的现代人,是属于产生较晚的M89标记人的子孙。
M89标记人大约是5万年前在亚洲南部出生的,他也是M168的后裔。从图5-13中可以看到M89后裔的迁徙路线。在他的后裔中,包含了M170、M173、M175三大族群,他们分别是欧洲和东南亚洲人口的主要成分。
这里,再介绍一个M89的后裔,标记男子M170子孙的行踪。M170产生在约4万多年以前,南欧和北欧现代人中带有这个标记的男人比例很高。例如,在罗马尼亚采集的121个样本中,有53个样本是属于M170的,占样本总比例的44%,也就是说,差不多一半的罗马尼亚人是M170的子孙。那么,在罗马尼亚有没有古人的踪迹呢?
2002年,在罗马尼亚的阿尼纳(Anina)附近的Pestera
cu Oase山洞中,发现了古人化石,科学家通过碳14分析,将这些骨头的年代定在3.4万年前。
密苏里州华盛顿大学的人类学教授埃里克特林,是第一批细致研究这些骨头的专家之一。他说这个颚骨是最古老的并且有具体年代的现代人类化石。“把这头骨的所有信息收集到一起,就是现代人类首次散播入欧洲时面貌特征的完全记录。” [注释11]
法医学艺术家理查德尼夫(Richard Neave, the forensic artist)仔细地测量了头骨碎片,然后依据他多年来对于脸部软组织和头骨轮廓的经验,建立了这个古现代人的脸部粘土模型。他说:“实际上这个头像看起来是欧洲人、亚洲人和非洲人三者的混合体,这大概就是最早来到欧洲的现代人。”,见图5-15。
图5-15: 3.4万多年前欧洲古现代人的复原像
比较3万4千年罗马尼亚的古现代人和19万5千年前的Omo古现代人的复原像,我们几乎发现不了他们的区别,两人区别的程度完全不比两个普通现代人区别程度更大。16万年的时间差距并没有给他们留下什么“进化”的痕迹,那种认为人类出非洲时是类似于“猿类”,是在“边迁徙边进化”的理论,仅仅是一个没有根据的想象而已。
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