上古時代,華夏大地何時升起第一縷文明的曙光?人類的遷徙、發展、戰爭乃至融合的過程又是怎樣的?
作為炎黃子孫,這些疑問都是值得我們不懈探索的命題。
然而神話傳說過於縹緲,歷史又塵封了很多記憶,幸而,基於現代科技下的遺傳學,為破解文明密碼打開了新視窗。其中,Y染色體單倍群因為其獨特的性質,更成為人類探索自身的一把金鑰匙。
————本文中涉及的專業術語,小編會盡可能的用最通俗的語言來解釋。————
Y染色體是人類體內的一種遺傳物質,它只存在於男性個體,父子世代相傳,一個家族裡的所有男性成員,他的Y染色體單倍群是一致的。
由於Y染色體有很多獨特的性質,比如:它是男性染色體,每個男性只有一套,在細胞內單複製存在;Y染色體百分之九十五的區域不重組,不受自然選擇的作用,這是它可以作為分析父系來源的基礎(所謂不重組,簡單的說,就是它不受來自母親的X染色體的干擾。)是純“父系”的東西,所以,它使我們能夠清晰的辨認歷史軌跡,是用來分析父系來源是絕佳的遺傳學工具。
雖然近年來,科學家們對於Y染色體是否受自然選擇的作用有爭議,但總體上來講,Y染色體上的自然選擇並不影響其對父系來源的分析。
同為現代人,全世界的人類的基因組的絕絕絕大部分結構是相同的,只有很少的一部分互不相同,而這部分不同就構成人與人之間的差異,就可以拿來分析。
事實上,人類和黑猩猩大部分的基因組也都是相同的,揭示了兩者較近的親緣關係。
根據國際Y染色體命名委員會(YCC)的原則,將全世界的Y染色體型別分為從A~T的十幾個大的類群。也稱單倍群。單倍群的形成過程稍後會有介紹,在這裡,每個英文字母代表的是一個總單倍群,每個總單倍群的下面還有很多的亞型,亞型之下還有下游,總之,每個總單倍群都是一支無比龐大的體系。
這些總單倍群都非常非常的古老,其中最古老的A系根在非洲,其次的是B系,事實上,A,B兩系從未走出過非洲,C之後的類群從B分化出的年代大約是7萬年,所以從Y染色體上看,人類走出非洲的歷史並不超過7萬年。
C系沿中東地區沿海岸線探索,他們是最早到達東亞的一支,也是大洋洲的土著,即使今天也是大洋洲人群的主體。
D系則最為神秘,亞洲的小黑人,存在於偏遠的島嶼和深山中,他們的單倍群多為D系,目前還沒有比較清晰的遷徙軌跡。
E系中一位著名的領袖人物是眾所周知的拿破崙.波拿巴一世,這個結論是有人在收集到拿破崙一世的頭髮後而檢測出確定無疑的結果,在拿破崙家族中,他的親侄子拿破崙三世卻和他有著不一樣的Y染色體單倍群,這或許歸咎於他那美麗浪漫的母親,而幾百年之後的人們能吃上這個大瓜,也是Y染色的功勞。
和漢族關係最為密切的主流單倍群O、N兩系曾是兄弟支系,在大約2萬年前來到東亞,也在這時開始分化,逐漸形成為蒙古利亞人種,並最終取代了早於他們而來到東亞大陸的C系棕色人種。上古時代傳說裡的那些“怪物”,或許正是這段歷史真實的反應。
Y染色體單倍群的多樣性形成過程又是怎樣的呢?
比如一位人類先祖,他有一套自己的基因組,在向後代傳遞的過程中,發生突變,形成了不同的版本,而後再傳遞,再突變......,突變進一步積累,於是就可以看到各種不同的版本,這些突變發生在基因上的位置是不同的,將一個個的突變點連起來,就形成了一個成組的特徵,於是,一個不同於祖輩的單倍群就這樣形成了。
人類的Y染色體單倍群多型性,就是在數百萬年的基因傳遞過程中,因慢慢積累的突變而形成的。
筆者手繪示意圖
突變又是如何產生的?人類基因組多型性大致分為SNP多型性和STR多型性兩種,近年來比較受關注的一種是CNV,CNV大約介於上述兩者之間,它的貢獻主要在於人和人之間的生理差異,所以在這裡我們不討論。
SNP簡單說,就是染色體上的某一個特定位置上,單個的鹼基發生突變而形成了和原來的單倍群不一樣的版本;而STR解釋起來就比較複雜,它是在染色體上的一段區域內,出現很多重複出現的小片段,就像火車的一節一節小車廂,這些小片段一般是由3-5個鹼基構成,比如,在同一個位置上,張童鞋有十節車廂,李童鞋則有十五節車廂,這就是他們的差異所在。STR的突變,最常見的表現為小車廂多出了一節,比如父親在一個位置上的小車廂是10節,兒子由於突變,在同一位置上的小車廂變成了11節,形成了和父親不一樣的版本。
儘管會發生突變,但SNP和STR二者突變的速率很不一樣,就STR來說,每一次傳代,每個STR約有千分之一的突變機率,這是相當高的突變速度,而SNP則小的多,每次傳代每個鹼基只有約三千萬分之一的突變機率。
這些突變的速率,就好比是計算一個群體的歷史的“計算器”,歷史越久,突變的數量越多,這個群體裡積累的多型性也必然越高,反之亦然。
奠基者效應、遺傳漂變、瓶頸效應……都是些什麼鬼?
在讀涉及有關基因學的文章時,常常可以看到這些名詞,它們代表的什麼意思呢?
我們把複雜的遺傳學概念簡單化,比如奠基者效應,就是指某個族群,他們的遺傳資訊大多數來自於最早遷徙到此的那些個體。
瓶頸效應簡單地說,就是當一個群體處於惡劣的環境裡,該群體的個體會迅速減少,從而喪失了大量的多型性,而當他們渡過難關重新開始大量繁衍的時候,會重新積累新的多型性,從而和最初的群體的遺傳資訊有所不同。
瞭解更多的Y染色體單倍群常識,對於解讀人類歷史很有幫助,歡迎大家在留言區探討、評論。