理论教育 美洲土著的亚洲血统与DNA验证

美洲土著的亚洲血统与DNA验证

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:布鲁豪斯出身纳瓦霍族,这是北美最大的一个土著,正式登记的人数超过30万人。布鲁豪斯知道“美洲土著来自亚洲”这一结论,但他还是希望检测自己的DNA。Q单倍群是土生土长的美洲人的Y染色体中最常见的单倍群,90%以上美洲土著都属于Q单倍群。北美土著的故事,还有更加深邃的根。

美洲土著的亚洲血统与DNA验证

M45终于把亚洲和美洲联系在一起。

科学家们的脚步并未就此停止,他们继续追寻着亚洲—北美洲—南美洲的更加深邃的内在联系。

韦尔斯在其著作《深邃的先祖》一书中记载了这样一个故事:美国基因图谱工程总部的工作人员菲尔·布鲁豪斯(Phil Bluehouse)是美洲土著的后裔,他一直觉得自己的相貌特征与亚洲中部的人群非常相似,他总是感到自己有什么亲戚住在中亚或西伯利亚,所以他非常乐意参与总部在华盛顿的基因图谱工程。

布鲁豪斯出身纳瓦霍族(Navajo),这是北美最大的一个土著,正式登记的人数超过30万人。这个群体构成了美国的一个独立自治体,管理着四处土著保留地。在保留地区域流行纳瓦霍语属于纳丁尼(Na-Denl)语系,与其他美洲土著语言不同。所以纳瓦霍人也不属于印第安人,大部分人也会说英语

《深邃的先祖》封面

纳瓦霍族语言古老,发音独特,无文字。太平洋战争期间,美国军队雇用纳瓦霍族人负责密码和情报传递,因日本人不懂纳瓦霍语

美国电影《风语者》(Wildtalkers)的剧照。这部电影描述了真实的二战历史:纳瓦霍族军人直接用纳瓦霍族的奇特语言,明码呼叫指示炮火和飞机的攻击目标,成为日军无法破译的密码体系。美国将军回忆说:“如果没有纳瓦霍族人,我们永远无法攻克硫磺岛。”

布鲁豪斯参加基因图谱工程的原因,正是希望知道纳瓦霍族的起源,以及自己的先祖是怎样来到北美的?布鲁豪斯知道“美洲土著来自亚洲”这一结论,但他还是希望检测自己的DNA。检测结果出来,证实他的Y染色体DNA属于Q单倍群。听到这个结果,布鲁豪斯当场放声大哭——不是因为恐惧,也不是因为惊讶,而是因为幸福,他的许许多多的远亲确实在亚洲。

Q单倍群是土生土长的美洲人的Y染色体中最常见的单倍群,90%以上美洲土著都属于Q单倍群。在中亚—蒙古大草原—西伯利亚的巨大草原上也有Q单倍群,那些亚洲远亲的生活与纳瓦霍族人的生活形态曾经如此相似。根据年代推断,亚洲人迁移到美洲的时间并不很长。

DNA终于把失散了上万年的远亲们联系在了一起。布鲁豪斯说:“我一直知道我有亲戚在那里,现在DNA终于证实了这一切。”

北美土著的故事,并非这么简单。北美土著的故事,还有更加深邃的根。

在横贯北美的落基山脉,到处都是杨树(Aspen)。很多杨树是无性繁殖的树种,分布在整个北半球,与松树和杉树混杂生长在一起。与单调不变的松树和杉树的深绿色针叶不同,季节变化时,杨树叶子的颜色也会变化,呈现出绿色、红色、黄色,非常美丽。但是,当一些树叶改变成黄色的时候,其他杨树的叶子可能还是绿色。这种不同仅仅是自然现象吗?答案出乎预料,这里蕴藏着杨树的一个生物学秘密——这些杨树来自不同的根系。

北美红杉

美国犹他州的潘多(Pando)杨树根系

杨树(Aspen)的根部由成百上千的树根互相联系,通过无性繁殖不断生长,北美已经发现多处超过一万年的杨树。不是一棵杨树,而是同一个根系生长出来的不同的单株杨树的群体。有一个名叫潘多(Pando)的杨树根系占地超过666平方千米,总重量660万千克,寿命8万年。这是世界最大的最长寿的一个生物组织。

杨树一旦成熟,就放出一个一个的根系,成长为一棵又一棵新的杨树的树干。这个过程会不知不觉地延续几千年,树林可以延续几百米甚至更远的距离。如果我们从地表的土壤向下挖掘,就会发现这个树群的起源其实只有一个根系。植物的这种繁殖方式,又称无性殖民群落(clonal colony)。

杨树的这种生物形态,类似基因图谱研究中的“宏单倍群”(Macrohaplogroup):表面上互不关联的单倍群越来越多,散布各地的各个氏族及其分支也越来越多,成为一个“超级氏族”(superclans)。但是,如果我们从遗传学的土壤向下面越挖越深,就会发现它们都属于同一个先祖。

“奥卡姆剃刀”的简约理论,就是剥离事件的构成成分,仅仅找出事件之间最简单的内在联系。也就是说,仅仅追求最简洁的因果联系。基因序列的进化,遵循的法则正是最简洁的关系。在遗传学中,最简单的解释几乎总是正确的。

如果我们规避了参与千变万化的遗传重组的22对染色体,规避了X和Y染色体中变化多端的位置,只是观察分析变化稳定的若干区段,就可以清晰地分析计算出氏族关系和个体关系。当遗传形态最简约化之后,我们甚至可以清晰地分辨个体与个体之间的相互关系。

甲,乙和丙三人的关系

甲,乙和丙的关系树

下面是甲、乙和丙三个人之间的DNA序列中四个碱基A-T-C-G的差异:

这些差异在三个位置上。甲和乙只有一个变异:C与T,他俩关系比较接近。但是丙与甲、乙分别有两个变异,丙与他们两个关系比较远。于是,我们的DNA鉴定结果出来了,假如他们是表兄弟,则应该为:

甲和乙是亲兄弟关系。

甲、乙和丙是表兄弟关系。

对许许多多的序列,需要一次又一次重复这样的分析和计算。这种分析计算可以针对一个群体,也可以针多个群体。3个序列只需要3次对比:甲和乙,乙和丙,丙和甲。但是,超过3个序列,分析计算就复杂了。4个序列就有6种可能的关系,5个序列就有10种可能的关系……所以,检测几百个序列时必须借助大型电脑系统进行分析计算。在基因研究中,世界上所有氏族(单倍群)都是这样分析计算出来的。

研究人员正是采用这种方法,查明布鲁豪斯所属的Q单倍群确实是世界谱系树上的一个亚洲支干的分支,布鲁豪斯的DNA揭示出了他的先祖的冰雪之旅。(www.daowen.com)

基因漂变示意图:这里只有2个人留下了后裔,其他5个人的后裔全部消失了。图片来源:维基百科

人类最重要的动物伙伴依次是驯鹿—马—狗。驯鹿曾经是人类最主要的蛋白来源,陪伴人类度过了几万年漫长的冰河期

我们假设时光倒流,回到1.8万年前的西伯利亚。此时正是冰河期最严酷的时代,欧亚大陆的北部被巨大的冰川覆盖,气温比现在低10度以上,身披长毛的猛犸象群统治着亚洲的冻土苔原,剑齿虎在冰天雪地里捕食猎物。人类也在冰雪中艰难地生活着,就像现在西伯利亚的楚科奇人(Chukchi)以及雅库特人(Yakut)的群体。谁也不知道,为什么人类在两万年前来到这里并且永久定居了。这里没有发生新石器革命,这里至今没有出现农业

Q单倍群血统有一个基因标记M242,这个标记起源于两万年前西伯利亚的一个男人,可能位于西伯利亚南部或中亚。Q单倍群中的一个氏族来到欧亚大陆东北端的白令海峡,当时的海平面比现在低100多米,冰盖形成了陆桥,这个氏族跨越了白令海峡,进入了阿拉斯加。

这是一次勇敢的行动。

几百万年以前,其他的人科物种,也曾经走出非洲来到欧亚大陆各处,只有现代人类渡过海洋来到澳大利亚,但是,没有任何人科生物跨过白令海峡进入美洲。

他们是美洲的第一批猿类。

他们是美洲的第一批人科生物。

他们是美洲的第一批现代人类。

来到北美的亚洲移民就像一场豪赌的意外胜利,经过艰苦卓绝的长途跋涉之后,他们伤亡惨重,传承下来的DNA种类非常少,说明渡过白令海峡活下来的人数很少。基因分析证实,男性只涉及3个单倍群,女性只涉及5个单倍群:

Y染色体DNA=3个氏族:Q,Q3,C3。

线粒体DNA =5个氏族:A,B,C,D,X

Q单倍群分布在南北美洲,从阿拉斯加直到最南端的阿根廷,Q的后裔Q3紧随着Q。C3单倍群是第二批移民,仅仅分布在北美洲,从来没有出现在南美洲。女性的5个线粒体DNA单倍群,伴随着3个男性的Y染色体单倍群。对比之下,欧亚大陆的Y染色体和线粒体DNA多达几十个血统(群体越大,越不容易发生基因漂变)。在西伯利亚—白令海峡—阿拉斯加—北美洲—南美洲的艰难旅程中,这些人口数量不大的小群体,多次发生突然的人口减少或人口增加。于是,有的人绝嗣了——基因漂变出现了。由于基因漂变,南北美洲人类的多样性非常贫乏,远远不如非洲和欧亚大陆。也就是说,美洲土著的先祖数量太少了,所以他们互相之间的DNA太相像了。

进一步的基因分析证实,美洲土著只有很少的共同祖先,即Q和C3,约占美洲土著的99%。那么,在亚洲的时候,美洲土著Q和C3的先祖在哪里?这些先祖包括哪些氏族?这些氏族后来又到哪里去了呢?

研究显示,Q单倍群与R单倍群都起源于欧亚大陆,起源于一个先祖M45。

Q单倍群与R单倍群都起源于M45

大约四万年前,中亚出生了一个男孩,他身上携带着M45。这是根据全球多样性频率计算推断出M45诞生于中亚,因为只有中亚发现了M45的全部重要的血统分支。

从右图可见:两个单倍群Q和R构成了一个宏单倍群P。Q和R的“祖父”都是M45,如果用前面的“三个人的例子”来表述的话,Q和R的关系是表兄弟,亦即美洲土著与欧亚大陆西部的群体是亲兄弟。大部分欧亚大陆西部和美洲土著的先祖都是这个M45。

再向上追寻,四万年前的M9是更巨大的一个杨树的根系。M9把表面上互不关联的很多血统联系在一起:从K到O,外加上属于M45的P到R,以及后来分离出来的很多其他血统。为了更加形象和易于理解,我们可以这样说:1492年,哥伦布向西远航“发现”了美洲土著,实际上,哥伦布和美洲土著的祖父的祖父的祖父的祖父……在四万年前是同一个人。

美洲的女性传承的线粒体DNA的答案,与Y染色体的分布几乎完全一样。美洲的仅有的5个线粒体DNA:A、B、C、D、X,全部在中亚发现了。显然,她们与同一批氏族中的男性成员们一起跨过了白令海峡。

多次的重复采样和反复检测,一再确认了以下的历史事实:位于塔吉克斯坦的帕米尔高原周围的几个山脉的走向,决定了从非洲—中东—中亚迁移的各个氏族的走向,向北边迁移的一些群体分别走到了欧洲—西伯利亚—美洲,向南边迁移的一些群体,分别进入了亚洲南部——亚洲东部。

4万年前一个携带M9基因标记的男性的后裔形成大部分欧亚血统。

大约四万年前,第一批现代人类(M170,属于工单倍群)进入东欧时发现,早已有一批人科生物先期殖民欧洲了。这些人科生物就是尼安德特人。约三万年前,尼安德特人基本灭绝了。各种基因检测分析已经证实,尼安德特人与现代人不是一个亚种。

当一些人类向欧洲北方各个角落扩张的时候,其他地方的一些人类正在向南迁移,继续殖民亚洲。这段冰河期,人类的狩猎采集群体比较小,所以上一代人与下一代人之间的遗传差距往往特别大。换句话说,这一段时期是这些群体的基因漂变发生最多的时期,人类的外观和肤色开始迅速分化。印度和东南亚仍然需要比较黑的皮肤,欧洲和西伯利亚则从不担心阳光灼伤皮肤,反而需要阳光以合成坚实的骨骼。冰河期人类外观的变化还有两个原因,即自然选择和性选择。达尔文在《人的由来》一书中认为:性选择是人类多样性的关键因素之一。在冰河时代,基因漂移、适应环境、性选择交互影响,这三个因素使得人类的肤色、身高和外观等群体特征发生了非常显著的变化。

还有一个非常重要的变化是人类的语言。狩猎采集时代,食物的不稳定性使人类无法在一个地域内维持很大的群体。于是,人类的群体不断地分化,走向四面八方,语言也越来越不相同,最后形成不同的语言和方言。这一切,全部发生在过去四万年之内。

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