線粒體「夏娃」與Y染色體「亞當」之謎

線粒體「夏娃」與Y染色體「亞當」之謎

                          ·方舟子·

    人的基因有數萬個，絕大部分位於細胞核的染色體上，但是有極少
數（確切地說是37個）位於細胞質的線粒體中。每個細胞中都有成千上
萬個線粒體，它們是細胞的「呼吸器官」，為細胞活動提供能量。

    在精子生成過程中，絕大多數的線粒體都被去除了，只保留極少數
的線粒體提供精子運動的能量。在受精時，精子細胞核進入卵子，與卵
子細胞核融合，而精子中殘餘的線粒體則被擋在外頭，不進入卵子。因
此，下一代的細胞核基因，一半來自精子，一半來自卵子，但線粒體基
因則全部來自卵子。也就是說，線粒體基因屬於母系遺傳的。如果一
位母親沒有生下女兒，那麼她的線粒體基因就失傳了。

    在生成精子、卵子的過程中，細胞核的基因會發生重組，把原來的
排列都打亂了。但是線粒體的基因卻不會重組，因此它的傳遞是相當忠
實的。不過，並不存在百分之百的完全忠實的遺傳，在線粒體基因的傳
遞過程中，就象細胞核的基因一樣，還是會發生罕見的基因突變，改變
了基因序列。隨著時間的推移，線粒體基因積累的突變越來越多，后
代個體之間線粒體基因序列的差異也就越大。一般說來，兩位個體之間
線粒體基因序列差別越大，表明他們與共同祖先分離的時間越長，親緣
越疏，反之則越近。

    這樣，通過比較現在各個個體之間線粒體基因序列的差異，我們就
可以比較他們的親緣關係是怎麼樣的，然後根據基因的突變率，就可以
算出這些個體的共同祖先生活在什麼時候。時間越向前推移，突變越多，
但是如果越往後追溯，則突變越少，最後必然要達到一點，即不存在現
存的所有突變，而只有一種原型。這時候我們就說找到了現在所有人的
線粒體的共同祖先了。通過追蹤線粒體基因的譜系，發現在大約14萬年
前出現了交叉點，表明現存所有人的線粒體基因都傳自14萬年前的一名
女性。她被形象地稱為「線粒體夏娃」。
   
    細胞核中決定男性性別的Y染色體也是單性遺傳的，只不過它是父
系遺傳，由父親傳給兒子。通過比較各個個體之間Y染色體序列的差異，
我們也可以計算出現在所有人的Y染色體都來自大約6萬年前的一名男性。
他被稱為「Y染色體亞當」。

    所謂「夏娃」、「亞當」本來只是一種比喻說法，但是一般人都誤
會了這個發現，以為它意味著在當時只存在一個女人或一個男人。原教
旨基督徒甚至把這個發現當成了《聖經》的亞當、夏娃的故事真實可
靠的證明。當然也有人很奇怪「亞當」和「夏娃」生活的年代怎麼會相
距好幾萬年。

    這當然是無稽之談。這個發現，絕不意味著14萬年前只有一個女人
或6萬年前只有一個男人。恰恰相反，當時肯定同時生活著許多女人和許
多男人，只不過她們的線粒體基因和他們的Y染色體基因沒有遺傳到現在
而已。但是她們或他們遺傳下了其他的基因。「線粒體夏娃」和「Y染色
體亞當」除了遺傳下線粒體和Y染色體，很可能沒有其他基因一直遺傳到
現在。

    不僅是線粒體基因或Y染色體才存在這種情形。我們隨便拿一個基因，
只要把它們的突變過程追溯得足夠遠，總能找到一個共同祖先，只不過，
這些祖先生活的時間可能各不相同。這些祖先甚至未必是人，有的可能
要追溯到人進化出來之前的某個動物。

    可以說，這是統計學上的一個假象，原因就在於越往前追溯，每個人
的祖先越多：你有兩個父母，四個祖父母，八個曾祖父母……如果這麼翻
倍下去，幾十代后就會成了個天文數字。但是每一代人的人數又是固定的，
實際上越早期人數會越少，所以，只要追溯得足夠遠，當時以及在那以前
生活著的、到現在還有後代的所有的人就都會成了你的祖先，依次類推，
人人如此。所以，如果我們以全世界的人所共有的某項特徵為據（比如線
粒體基因、Y染色體或某種基因）往前追溯，最後全世界的人總能找到一個
共同的祖宗，但是這絕不意味著當時就沒有其他的人了，更不意味著這個
老祖宗的遺傳貢獻就比其他的同時代的人都大。

    用姓的遺傳打個比方就很容易理解了。我們拿著方氏家譜一代代往前
數，最後找到了方家始祖，但是這絕不意味著方家的所有遺傳都只來自
方氏始祖夫婦，在方家幾千年的演變中，不斷地加入了外家族的血液，而
這些人的血緣，都可以追溯到與方氏始祖同時期的人身上，這些人中，有
的對方家血緣的貢獻，說不定還超過了方氏始祖。只不過，當我們以
「方」姓為標誌來研究方家血緣時，把這些來自外姓的血緣都忽略掉了。