人類母系祖先「線粒體夏娃」生活在20萬年前

2010年08月26日 17:42  

　　新浪科技訊 北京時間8月26日消息，據物理學家組織網報道，對於人類與「粒線體夏娃」(所有人類的母系祖先)之間的遺傳聯繫，美國科學家進行了迄今為止最為全面的統計學分析。分析結果顯示，粒線體夏娃生活在大約20萬年前。

　　此項研究由美國萊斯大學進行，立基於對10個人類基因模型進行並排比較。每個模型都根據一組截然不同的假設確定線粒體夏娃生存的年代，這些假設涉及人類遷移、擴張以及在地球上的分佈方式。研究發現刊登在《理論種群生物學》雜誌上。

　　研究論文合著者、萊斯大學統計學教授馬萊克·基梅爾表示：「我們的研究發現強調了參考人口數量增長和消亡等過程的隨機性這一因素的重要性。經典的確定性模型——包括此前用於確定粒線體夏娃生存年代的一些模型並不能完全反映出這些具有隨機性的過程。」

　　測定線粒體夏娃的生存年代是科學家研究過去基因的一種方式，用以進一步了解變異、自然選擇以及其他在疾病中扮演重要角色的遺傳過程。基梅爾說：「這也就是為什麼我們對遺傳變異性如此感興趣。它們對於醫學研究具有非常重要的意義。」

　　科學家可以藉助現代基因技術測定線粒體夏娃的生存年代。在此過程中，他們要對隨機性獻血者的基因檔案進行比較，根據特定基因之間的相似性和差異性，科學家得出任何兩位獻血者血緣關係的遠近程度，並用一個數字加以體現。

　　使用線粒體基因組測量血緣關係是遺傳學家將尋找人類共同祖先這項任務簡單化的一種方式。完整的人類基因組包含2萬多個基因，為遠親比較如此多基因之間的差異性難度極大，即使藉助當前最大最快的超級計算機也是如此。

　　線粒體是一種微小的細胞器，充當人體細胞內的「能量工廠」，擁有自己的基因組。除了含有極少發生變化的37個基因外，線粒體內還存在一個「超變數區域」。這一區域變化極快，足以提供一個「分子時鐘」，校準后可與現代人類所處年代進行比較。由於每個人的線粒體基因均來源於母親，因此所有線粒體世系都是母系。

　　為了推斷線粒體夏娃的年代，科學家必須將隨機獻血者之間親緣性的測量結果轉換成時間量度。研究論文合著者、波蘭格利維策的西里西亞工業大學信息學研究所的副所長克日什托夫·錫蘭說：「你必須將基因序列之間的差異性翻譯成它們如何隨時間進化。而如何隨時間進化取決於你採用何種進化模型。比如說，基因變異的速度是否與時間變化統一，是否就是時間的變化速度？我們稱之為『遺傳漂變』的遺傳性變型出現隨機性損失的過程到底是怎麼一回事？」

　　在每一個模型中，這些問題的答案以係數的形式呈現。係數這些數字常量隨後被導入方程式，最終推導出線粒體夏娃的生存年代。每一個模型都有自己的假設，每一個假設都有其數學含義。為了讓問題進一步複雜化，模型採用了一些並不適用於人類的假設。例如，一些模型假設人類的種群規模永遠不會發生改變。這對於人類來說顯然是不真實的，在至少幾千代時間內，人類的種群數量一直呈指數增長。其它模型則假定基因完美混合在一起，這也就意味著世界上任何地方的兩個人都有均等的繁育後代機會。(孝文)