渴望约会

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在我们知道差不多全西欧的人都可以把他们的家族血统追溯到同一个男人时,我们绝大多数人最先想知道的事就是他究竟生活在哪个年代。我们的绝对时间测量法便派上用场了。如果我们对附着在M173的基因变异即多态性进行检测的话,我们就可以大致估计在突变时钟上究竟需要多少时间才可以产生它。但是如果所有的染色体都是M173的话,我们怎么去研究这些变异呢?难道它们真的都一模一样?

幸运的是,情形并非如此。尽管所有这些染色体都有着非常高的相关度,也共享着M173的基因标记,但是仍然存在着其他的标记可以对它们进行区分。和我们曾经研究过的那些用来定义时序,或者说相对日期的Y染色体谱系的稳定标记不同,这些标记并不介入基因代码简单的字母改写过程。

它们之所以存在,是因为人体生化过程存在某种缺陷而已。当我们进行自身DNA复制的时候,分子的双螺旋结构打开,被称为聚合酶的小机器事实上承担着合成完整副本的艰巨任务。请记住,如果我们知道DNA分子双螺旋链的其中一条的构成序列,那么根据分子生物学不可辩驳的法则,我们也能够知道另外一条。正如A总是和T结对出现,C也总是和G结对。99%以上的基因组都会运作得很好,这些字母组合成独一无二的顺序。人们很容易去辨别这些成对组合的作用机制。不幸的是,我们的基因有一小部分并非如此简单。它由被称为串联重复(tandem repeats)的序列组成,即若干基因片段以同样的顺序在DNA双螺旋结构的核酸链中重复出现。这通常会呈现出几个字母重复出现的形式,比如CACACACACA……但是参与重复过程的字母可能有3个、4个甚至更多。正像你预计的那样,聚合酶在遭遇这些冗余的基因片段时会不知所措。毕竟,完成一打甚至一打以上的更多重复后,你能否告诉我最后执行的是第10次还是第11次重复?于是,在相当多的情况下(概率将近千分之一),聚合酶会在合成完整的核糖核酸链时出错,增加或减少一个重复。如果原始的核酸链有12个重复的话,副本可能会随机产生11个或者是13个,结果随机,取决于分子水平的差错。这就是卢卡·卡沃利-斯福尔扎所称的基因“口吃”。

千分之一的发生概率听起来也许不太像一个非常普遍的现象,但是在我们讨论基因复制时它确实是个问题。如果聚合酶以这种频率制造出单字母片段的复制错误的话,我们就能够推导出这样的结果:每一次的复制都会导致将近上百万的错误或说变异进入我们的DNA。既然基因复制发生在我们生育下一代之际,这就意味着每个孩子都会带着上百万的新的基因突变呱呱落地。生物学家对于这种突变水平很不看好,也许这个孩子压根就不能顺利出生,即使能出生,也有可能死于很可怕的遗传性疾病。就实际而言,突变的常规发生率看起来让人放心得多,也许每一代只有20个或30个,这只是我们所看到的基因串联复制差错概率的十万分之一,这就意味着在“常规”序列出现的新变异远不如在复制环节出现的变异多。这些复制发生在进化的赛车道上,以一种非同寻常的速度积累着多样性。

尽管这些复制对下一代的健康影响甚微,因为这些串联重复通常是在那些不怎么影响人类健康的基因的组成部分中出现的,但是也给我们提供了一种研究多样性的利器。这些被称为微卫星(microsatellites)的串联重复,在我们想梳理谱系多样性时尤其有价值,特别是用来分析类似单个字母片段变异不多的M173标记时。这种工具有助于我们确定绝对的年代,再用这个年代作为时间标尺来验证我们有关人类迁移的时间假设。因为基因突变发生的概率大体上是常量,变异程度能够告诉我们突变究竟持续了多长时间。这种研究能够告诉我们染色体究竟有多古老,因为所有的染色体都源于过去某个时间点的单一祖先。简而言之,在这个时间点上,基因的变异程度为0,因为当时只有一个样本。

在我们仔细检测M173标记染色体的几个微卫星串联重复片段后,我们会发现这种程度的变异大约花了3万年。当然,与任何其他时间估计一样,误差的范围可能会很大,但是M173标记最有可能起源于约3万年前。这个年代意味着绝大多数的西欧人的始祖生活在3万年前——这个数据与最近一次迁出非洲的时间一致,这再度表明尼安德特人不大可能是现代人的直接祖先。

重要的是,正是在欧洲大陆正式进入了上旧石器时代的时间节点上,尼安德特人消失了。尽管夏代尔贝龙显示出3.8万年前走向现代的短暂插曲,但只有在3.5万年前之后,我们才看到现代人类带着他们的新式装备,浩浩荡荡横扫整个欧洲,这以所谓的奥瑞纳文化(Aurignacian)的石器制作工艺的出现为标志。在3万年前左右,尼安德特人已几近销声匿迹,或许是退缩到类似西班牙的萨法拉亚(Zafarraya)那样的与世隔绝的贫瘠之地。在2.5万年前他们彻底灭绝了。基因推导出的时间和考古证据高度吻合,再佐以来自3万年前左右的为数众多的上旧石器时代文化遗址所暗示的当时人口大规模增长的不争事实,表明了咄咄逼人的现代人事实上取代了尼安德特人。但是真的是我们的祖先,在向欧洲扩张的过程中积极主动地杀死了他们的远亲吗?


艺术气质含饴弄孙