基因中的人类简史-世界历史
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    人类最终只不过是基因的载体,或者说是基因的通道,基因就像骑着赛马一样一代接一代地骑着我们跑进赛场。基因不考虑什么是善良,什么是罪恶;也不在意我们是幸福,还是烦恼。我们只是它们达到目的的工具而已,基因只关心什么对它们来说最为高效。

    ——村上春树《1Q84》

    如果你把人类想象成一棵树,那么树干就深深地扎根在非洲的土壤里。现代人起源于几十万年前的非洲,而且从25万年前起至少有15万年只生活在非洲大陆,这比我们定居到地球上其他地方的时间要长很多。

    人类是纯粹的非洲物种,而要弄清楚那个时期人类的生活状况可能是科学界最大的一个难题了,因为没有留下文字记录,化石也寥寥无几,手工用具也只能追溯到7万年前。但是,这并不能说明那时候人类就不使用工具,不戴饰物。即便真有工具或饰物流传下来,我们也还没有发现呢。不过,科学家已经在着手研究这些史前历史了,每年都会发现一些新的证据,我们的视野也就随之向前延伸。我们经常把人类历史看作是一种逆向减暗的过程,越是古老的历史,我们的认识也就越模糊。如今,我们的思想和智力日益发展,我们所发现的20万年前的证据也越来越多了。就在几年前,人们发现了6万年前带有人为雕刻痕迹的鸵鸟蛋。在以色列和阿尔及利亚出土的串珠项链表明,这些物件已经有10万到13万年的历史了。在希腊克里特岛发现的古代用具也说明在10万年前就有人乘船到达那里了。有迹象表明,早在10万年前,在南非布隆伯斯洞穴就有人类在进行赭石加工了,而且在同一地方,古人已懂得如何用火来把石器的尖端处理得更加锋利,我们以前认为这个技术最早是在2万年前才出现的。在科学史上,没有几个人想象得到在那么远古的时代,人类的智慧和娴熟的技术已经发展到这样的高度了。

    各个氏族和部落群体居住在非洲大部分地区的历史已有几万年了。大约在6万年前,一个或许只有1000人到2500人的非洲小群体开始向外迁移了,我们不知道他们为什么要离开非洲,也不知道他们为什么要到一个新的地方去,但是他们的迁移的确是人类基因组历史上一个最为重大的事件。

    当时留在非洲的人就是现在10亿非洲人的祖先,而那一小群离开非洲的人就是世界其他地区所有人的祖先,他们所携带的DNA只是在他们离开非洲之前各种人类基因组的一个小小的样本。实际上,我们之所以知道当时的确发生了那次大迁徙,是因为现在我们仍然可以看到,非洲以外世界各地人类的基因组,仍然是非洲境内人类基因组变体的一部分。

    当一个物种的基因组样本被分离出来,然后形成另一个种群时,我们把它称为瓶颈群体。(在这个比喻中,瓶子的颈部是指最初分离出去的小群体,瓶颈延伸到了瓶身,是指这个小群体的人口增长了,变成大的群体。)瓶颈群体可能是由很多因素引起的,这也说明了人类基因组形成的偶然性,而瓶颈群体就是很有说服力的例证。正如斯坦福大学的生物科学教授马库斯·费尔德曼所说的:“发生在很久以前的事情可以限制后来发生的事情,如果一场灾难杀死了某个物种的98%的个体,那么,这个物种的进化将受到仅存的2%的个体的限制。”

    当一个群体通过瓶颈效应时,特别容易受到DNA流动的影响,在小的人口群体中,DNA相互融合得更快,用不了很多代人,所有人的基因组就非常相像了。流动是偶然发生的,是没有逻辑性的。DNA的微粒可以毫无原因地遍布整个群体,然后这种DNA的携带者结婚生子,再把DNA更快地往下传。在整个群体中流动的DNA可能会对整个群体产生影响,例如,红头发、突出的额头,或某种健康问题。有些DNA的微粒还可能没有凸显出来就逐渐地不为人所知了。

    离开非洲的小群体是最容易确认的瓶颈群体,但它绝不是人类历史上唯一的一次瓶颈事件。大约发生在7万年前的一次瓶颈事件几乎使人类到了濒临灭绝的境地。在印尼的多巴湖,一座火山喷发,突然地改变了全球气候,火山灰覆盖了世界大部分地区,只有少数人幸存了下来。有些研究人员认为,现在世界上所有的人都是那次火山爆发幸存者的后代。实际上,如果你总结一下那些改变了人类基因组的大规模的迁移、大灾大难、疾病、创新发明,那么可以说这一切都是由瓶颈事件造成的。在这些事件中,一个人口群体缩小了,或者被融合了,当两个或几个群体生活在一起时,他们的基因材料也融合在了一起。如果想更确切地说明这些事件,你必须加进一点达尔文的适者生存理论。马库斯·菲尔德曼多年来对遍布全世界的人口群体进行了比较。他说,人口群体之间的差异“反映出两个过程,一个是从非洲的迁移和迁徙的距离;另一个是某些基因的自然选择,主要发生在农业出现以后”。

    第一次走出非洲的大迁移具有非常重要的意义,因为它标志着人类从一个地区性的物种变成了全球性的物种。在此之后,人类还有过多次意义重大的迁移,但世界上大多数群体的历史都受到那次走出非洲的瓶颈群体的影响。

    在迁徙中,人们穿过亚洲,沿着海岸进入东南方。他们经历过陌生的气候,到达过陌生的地带,还意外地遇到过五颜六色的、令人难以想象的野生动物,这些动物大多要伤害他们或者吃掉他们。这些迁徙中的人每到一处都要留下后代,这些后代都要适应当地的地理环境和食物。经过几代人以后,这个陌生的世界变成了他们熟知的环境。在时光的流逝中,他们后代的后代渐渐发生了变化,肤色、体型和身高都与从前不同了。

    这些迁徙者和他们的后代发明了驯服动物的技术,像狗、山羊、绵羊、猫,还有马等等,都被驯服了。他们还发明了乘船和冰上滑行等交通方式。一些早期的迁徙者遇到了类似人类的体型粗壮的动物,它们是更早期迁徙者中的幸存者。有些迁徙者经过跋涉到达了一大片地块,就是现在的印度尼西亚,在那里,他们发现了一批身材只有孩子般高的人。大约在5万年前,他们到达了澳大利亚,在那片土地上,他们发现的袋熊足有2吨重,袋鼠有10英尺高,就连狮子身上都有袋子。又过了1万年,他们才来到了欧洲。

    在不到18000年前,人类到达了一块我们称为北美洲的陆地。(到此时只有南极洲没有人类涉足了。)现在看来,美洲的整个土著群体的祖先是来自西伯利亚的大约80人的小群体,他们行走的路线现在已被海洋覆盖。在32000多年前,他们在白令岛的西北部避难,那是一条连接阿拉斯加和俄罗斯的陆桥。在后来的几千年里,他们走进白令岛东部,再后来,大约在14000年前,他们到达了北美大陆,并且沿着太平洋海岸向东扩展。遗传学家发现土著美洲人只有五种线粒体DNA,而且其中有四种在亚洲普遍存在。这个迁移路线说明,这群古老的土著美洲人的基因组可能源自亚洲,其他遗传研究也完全可以证实这一点。

    后来,戴维·赖克的一项研究使整个情况变得更加复杂了。戴维的研究发现,现代的土著美洲人和欧洲人的基因组在古代是相互关联的,这说明在欧亚大陆曾经有一个人口群体存在,而这个群体是土著美洲人和欧洲人共有的祖先。这项研究是以现代基因组的比较为基础的,因为目前还没有发现这个群体的骨骼化石。然而,在2013年,生活在24000年前的一个小男孩的遗体化石在西伯利亚中西部的马耳他被发现,从化石中提取的DNA显示,这个男孩同现代欧洲人和美洲人都有关联。这个发现说明,土著美洲人的DNA起码有14%到38%来自欧亚大陆西部的一个人口群体。引人瞩目的是,几个月以后,又有一具古代男孩的化石在美国蒙大拿州被发现,这是个死于12500年前的婴儿,现取名为Anzick-1,这个尸体被红赭石覆盖,旁边还有克洛维斯文化的几件石器。这个男婴是第一个被测定基因组序列的古代土著美洲人。埋葬Anzick-1男婴的是现代土著美洲人的祖先(尽管他与中南美洲44个人口群体的关系比北美洲的人口群体更近)。

    这两具古代男孩遗尸的发现说明:在走出非洲的大迁移时期,在世界其他地方也发生了类似的大迁徙。无论那些迁徙者在哪里停下来,即便是一个小群体在一个地方定居下来,他们的生活,还有他们的基因组,都会不断地发生着变化。这些定居者与别人联合起来,或被别人吞并;或者从他们之中又派生出一个小群体来,形成新的分支。据说在18世纪殖民化之前,澳大利亚人的基因组在几万年里一直是独立存在的,但是,在2013年,研究发现在4000年前有一个来自印度次大陆的群体进入了澳大利亚,为当地的基因组增添了新基因。大约在同一时期,那里的工具制作和食物加工也发生了变化,并且出现了野犬,这可能是印度移民群体随身携带的野犬。

    当然了,不光是从非洲迁移出来的人的后代发生了变化,从基因组的角度讲,留在非洲的人口群体也是小规模的迁移群体。有标记显示,在6万年前,非洲大陆上就出现过基因组瓶颈群体;在2012年,研究人员宣布他们发现了人类家谱树的一个原始分支。生活在非洲南部的科伊桑部落,是在10万年前从其他部落分离出来的。另外,有很多群体穿过这片土地,与其他群体融合在一起。在非洲大陆的很多地区,即便是在同一个地区,当地土著人实际上经历过的生存环境也不同。在这样久远的历程中,气候在发生变化,早先是植物繁茂,动物健壮,后来冰河期开始后,这块土地就干涸了。

    菲尔德曼和同事统计了一下不同的现代人口群体经历过的瓶颈数量,他们发现经历过较多瓶颈的群体在基因组中发生的有害突变,比经历过较少瓶颈的群体要多。然而,即使他们找到了分辨群体差异的方法,他们的工作也依然凸显出人类之间的共同点是压倒一切的。菲尔德曼对我说,如果你检查人类的基因组,“你会强烈感受到,来自不同大陆上的人实际上具有非常相似的基因组,而基因组中不同的部分是非常微小的,我认为只有0.01%”。

    在6万年前,人类从非洲开始的大迁移绝对不是人类的第一次迁徙,但却是最成功的迁徙。在以色列的斯虎尔和卡夫扎洞穴中发现的类似现代人的骨骼化石可以追溯到12万年前。虽然那些人不是我们的直系祖先,但很可能是早期走出非洲的群体。另外,从非洲走向世界的迁移过程可能非常复杂。2014年的一项研究同时对比了人类头骨化石的形状和DNA的联系,研究结果表明,澳大利亚土著的祖先实际上是13万年前从非洲迁徙而来的,历史上起码有过两次现代人从非洲向世界迁移的浪潮。在阿拉伯半岛的内地沙漠和山脉中发现的10万年前的石器可以证实这个论断。然而,有一种与人类类似的生物离开非洲更早,几乎是在50万年前,这种生物建立的文明遍布世界各地。

    通过另外一种方法,我们也能够知道非洲本地人和世界其他地方出生的人构成了人类不同的分支。为了更好地了解产生这种分支的过程,让我们把目光投回到非洲大迁徙开始时的一个事件。当一个小的迁徙群体站在欧亚大陆的门前,可能正考虑向哪个方向继续前行时,遇到了一群尼安德特人,从此以后他们相互融合,生出了人类和尼安德特人的混血儿。如今,所有在非洲以外居住的人口群体的DNA中都有那次邂逅的标记。

    在近几年中我们了解到,世上85%的人口都带有尼安德特人的DNA。尼安德特人是与人类完全不同的物种,一直生存到距今27000年以前。如果说对于人类基因组的研究还没有彻底否定基因纯粹论的话,那么,我们近来对于尼安德特人祖先的发现就足以证明基因纯粹论是多么荒谬了。澳大利亚国立大学的生物人类学教授科林·格罗夫斯说:“尼安德特人和智人(现代人的祖先)的区别就像狮子和老虎的区别,从基因上讲,他们是截然不同的物种,但是,他们可以混血繁殖。”

    有关尼安德特人基因组的首篇文章是由一个国际科学家团队在2010年发表的,团队中的成员包括哈佛大学的戴维·赖克。我在2011年访问了赖克的实验室,并向他询问了我们的两个祖先群体首次见面的情景。他解释说,初次见面也许只有几十个智人和尼安德特人,也许有几千人。在2011年,我们还不知道人类基因组中的哪些部分是源自尼安德特人的,但是从那时起,关于尼安德特人DNA的科学研究发展得比任何人想象的都要快。

    有关尼安德特人信息的迅速增多是由古代DNA科学领域的一场革命引起的,领导这场革命的是来自德国莱比锡马克斯·普朗克研究所的斯万特·帕珀。古代DNA是最难研究的课题了,长期以来,人们认为DNA存活的时间不会超过几天或是几个星期,但是现在,科学家可以从几万年前的化石中确认并提取出DNA来。第一个尼安德特人的基因组就是取自克罗地亚的一个洞穴中发现的遗骨化石,这个化石可以追溯到38000年前。从技术上讲,解读古代DNA是相当困难、相当复杂的,简直被认为是解决不了的难题。而且在整个研究中,古代人的DNA中很可能混入现代人类的DNA,这使解读古代人DNA的工作变得更为复杂。世界上只有为数不多的实验室设立了防止这种风险发生的经过消毒的“aDNA”实验室。

    从现代人类的基因组中去探寻过去的历史只是诸多不同的研究方法之一。除此之外,我们还开始建立古代基因组资料库。我们可以把古代人的DNA同现代人的DNA相比较,还可以在古代群体之间进行DNA比较。赖克领导的一项具有开创性的研究,就是对于生活在1550年前到5500年前的364个古代人的线粒体DNA进行比较,这些DNA分属于九个不同的欧洲文化时期。(因为在任何一个单一细胞里有很多线粒体DNA的拷贝,所以从古代遗尸中比从核DNA中更容易找到线粒体DNA)。这个团队发现线粒体DNA的传递有一个停滞模式,这个模式由于出现变化而中断。当种植业在欧洲中部开始兴起以后,2500年来人类的遗传构造变化不大。但是在此之后,与农民相关的基因特征开始传播。赖克团队发现了四个重要事件,比如马的使用和冶炼技术的兴起。在这样的事件中,一个人口群体扩大了,或者被另一个群体代替(通常被替代的群体与重要的文明进程背道而驰)。

    2014年的一项研究运用了欧洲古代农民的DNA和采集狩猎者的DNA来解答古老的难题:是农业的浪潮迅速席卷欧洲后被采猎者所采纳了呢?还是农民占领了整个欧洲大陆,然后代替了采猎者呢?研究发现在这两种群体的DNA之间存在着很大的差异,这表明虽然采猎者的DNA有可能进入了农耕者的基因库,但是,大多数的情况是农耕者代替了采猎者。

    现在,我们对于两年前还不能解决的问题已经有了答案。确切地讲,尼安德特人的DNA在人类基因组里到底起什么作用呢?难道它仅仅是远古时代不同物种相遇的标记吗?仅仅是在基因组内流动的随便组合的基因位点吗?还是因为某些尼安德特人的某些DNA位点对于我们有益才得以延续下来的?

    尽管大多数非洲以外的人具有1%到3%的尼安德特人的DNA(我有2.7%),但是总体看来,尼安德特人全部基因组中的60%以微粒的形式分布在整个非洲人以外的群体中。有几个研究团队已经证实,因为有了尼安德特人的DNA,那些早期走出非洲的迁移者可能更快地适应了更寒冷、更恶劣的气候。有些经常出现的尼安德特人的变异基因组位点对于头发和皮肤的颜色具有决定性的影响,而且很可能使最初的欧亚大陆人的肤色比他们非洲祖先的肤色更浅。在其他受尼安德特人基因组影响的地区,人们更容易患上某些疾病,例如狼疮、局限性肠炎和2型糖尿病,而且也更容易出现吸烟成瘾等行为特征。有些尼安德特人的DNA对某些人口群体更有用,譬如相对于亚洲人来说,欧洲人带有更多的有助于类脂分解代谢、胆固醇和脂肪酸以及相关分子处理的尼安德特人的DNA。

    有些尼安德特人的DNA甚至可能是有选择性地保留下来的。在人类基因组中的某些部分根本没有发现尼安德特人的DNA,例如那些决定人类睾丸特征的基因。这可能是因为最初遗传到这些DNA位点的人没能继续把它们成功地传承下去。

    在对尼安德特人的DNA测序后没多久,帕珀带领的团队就发现有些人带有来自完全不同的古代物种的DNA,现称为丹尼索瓦人。在2010年以前,我们甚至不知道丹尼索瓦人的存在。虽然我们只有在西伯利亚阿尔泰山的一个洞穴中发现了少量遗骨和牙齿的化石,但科学家仍可以从这些化石中提取DNA,并且同现代人的基因组进行比较。丹尼索瓦人可能一直散布到了东南亚。澳大利亚土著人、美拉尼西亚人,以及其他一些亚洲群体,除了携带有尼安德特人的DNA之外,还携带有5%的丹尼索瓦人的DNA。人们认为有一个早期离开非洲的族群在亚洲遇到了丹尼索瓦人,从此把他们的基因组向外扩散,并在5万多年前把基因组带到了澳大利亚。

    唯一的一个既没有尼安德特人DNA痕迹,也没有丹尼索瓦人DNA痕迹的群体,是撒哈拉沙漠以南的非洲人,但这个时期并未被发现。然而,研究人员正在检查非洲人的基因组,以期搜寻他们与其他古代种群更早的通婚证据。2011年,有消息宣布一些非洲人携带着一个完全不同的未知种群的DNA。

    我们携带古老未知的非人类DNA的事实,不但改变了我们对人类和非人类的观念,也改变了我们对整个古代历史的看法。我们总是把走出非洲的大迁移看作是一个伟大的历程,一小群果敢坚毅的人英勇无畏地出发,奔向未知的世界。但是现在看起来,即便是在那么早以前,世界各地也都已经住着各种与人类相似的种群了。地球上的居民除了尼安德特人和丹尼索瓦人以外,起码还有一个神秘种群——霍比特人,一个在13000年前生活在印度尼西亚岛上的身材矮小的类人族群。

    尼安德特人和人类的融合是一个物种渗透的特例,因为这两个群体的关系是非常远的,其实在历史上还有很多影响深远的人种交融案例。马库斯·费尔德曼说:“历史上改变基因的最大因素可能是殖民主义,无论是入侵中亚的蒙古人把基因散播到了各地,还是英国对澳大利亚的殖民统治在澳大利亚土著人口中留下了大量的英国特征基因,还有西班牙在美洲的殖民统治也改变了当地人基因库的构成。”

    一方面,人口群体分离,产生瓶颈效应;另一方面,也会出现持续不断的人口潮,它们之间相互推动、融合,或者是两个单独群体的交融,或者是一个归入另一个,侵略者和被侵略者在基因组中都只留下了很少的痕迹。

    基因组学使我们能够发现几千年前发生的殖民运动的影响。费尔德曼和他的团队证明,5000年前班图人开始向整个非洲迁徙,又过了2000年,他们到达了非洲南部,并同很多当地的群体融合在一起。因为班图人是农民,所以他们赶走了很多以采猎为生的当地群体。与班图人建立了劳动关系的比格米人,其后代的基因组里还留有班图祖先的明显痕迹。费尔德曼说,与此相反,来自纳米比亚的布须曼人,既没有欧洲人血统,也没有其他非布须曼人的血统,“他们的血统中只有自己的特征”。

    如果能看到布须曼人的基因们在遗传时结伴而行的密集程度,就有可能知道布须曼人的基因组有多古老。费尔德曼解释说:“你可以想象一条线上穿着很多珠子,DNA的每一个位点代表着一颗珠子,每当产生新一代人时,彼此相邻的两颗珠子就可能断开,并组成一条新线。如果这个脱落重组过程以一定的速度发生,长此以往,你再想发现同一条线上最初那两颗珠子的可能性是很小的。”这叫作连锁失衡,费尔德曼和他的团队发现布须曼人是世界上连锁失衡最少的群体,这也说明他们的基因组反复循环的时间最长。

    人类基因组的历史大部分都处在有公共交通工具之前,这一时期人口群体的瓶颈效应和渗透效应是以行走的速度发生的。但是,在较为近代的历史中,地理踪迹与遗传踪迹明显地分离了,因为我们每发明一个交通工具,都加快了基因组分离和融合的速度。正如马库斯·费尔德曼所指出的那样,在广泛使用马的时代,大规模的殖民主义成为可能。

    然而,在大型轮船兴起之后,到了探险、奴隶买卖,以及大规模移民时代,巨大的基因浪潮才席卷了整个世界。1511年,当葡萄牙药剂师汤姆·皮雷斯乘着信风来到马六甲(如今是马来西亚的一个州)时,他发现这是一个有着多元文化的港口城市,人们说的语言有80多种,包括源自欧洲、非洲、欧亚大陆、中国和南太平洋诸岛的语言。

    到了哥伦布航行发现新大陆的年代,欧洲、亚洲和中东的奴隶买卖一直是贸易的重要组成部分。随着美洲的发现和殖民开拓(包括加勒比地区和巴西),新建的蔗糖和棉花种植园需要引进大量的劳动力,这些劳动力来自西非的奴隶。今天,如果按照中世纪非洲人的后裔人数排序,巴西排名第二,仅次于尼日利亚。总的来说,从1501年到1866年,有550万非洲人被运送到巴西。

    即便是在19世纪中叶的土豆大饥荒之前,爱尔兰人就已经开始向美国、加拿大和澳大利亚移民了。大饥荒发生之后,移民数量激增。到1890年,生于爱尔兰的人当中有40%移居到了国外。如今,世界上有7000万人宣称有爱尔兰血统,而他们当中只有500万人还住在爱尔兰。在现代移民潮出现之前,大多数爱尔兰人已经在爱尔兰岛上居住了几千年。

    基因组不但是人口融合的历史记录,还能向我们展示这种融合是怎样发生的。费尔德曼说:“美洲土著人的Y染色体绝大多数出自欧洲祖先,而他们的线粒体却不是这样。”这说明美洲的殖民者都是男性,当他们涌入美洲后,杀掉了大部分当地的男性人口,比较彻底地消灭了他们的Y染色体。同时他们同土著女性繁衍的后代继承了这些殖民者的Y染色体,而他们孩子身上的线粒体DNA是由母亲遗传的。

    这种模式适用于很多人口群体,包括非洲裔美国人。从现代基因组中你会发现杰弗逊和赫明斯的故事并不是特例,很多非洲女人生的是白种男人的孩子。

    据布洛德研究所的尼克·帕特森说,当出现多个男性入侵的浪潮席卷一个女性群体时,不仅仅是Y染色体发生了变化,常染色体也有可能完全被替代,只有线粒体DNA保持不变。你还可以在X染色体中追寻到更为复杂的历史,因为X染色体的三分之二源自女性祖先(女性有两个X染色体,而男性只有一个)。X染色体包含的信息比线粒体复杂得多,因为它是男性和女性的结合体,但它主要呈现的是女性的历史。

    每当我思考是什么因素改变了我们的基因组时,我就好像看到了一团团巨大的末日乌云掠过黑暗的天空,或者是一个冰雪覆盖的世界,又好像是发生了幸存者寥寥无几的大饥荒。或者我的脑海里仅仅浮现出时间,千百年的时光流逝,岁月翻腾,把一代又一代的人嚼碎了,再吐出来,连续不断地改造着人类的基因组。然而,自然选择并不都是灾难,有些事件悄无声息地改造了一半的物种。

    想象一下有这样一种饮料,如果经常饮用,能够彻底改变饮用者后代的生活,一代接着一代,延续千百年。这听起来像是科幻小说,但它不是,而是活生生的古代历史。8000年以前,人类在断奶以后对奶的消化就变得不太容易了。等到人们第一次懂得了饲养山羊、绵羊和牛,他们才开始试着喝动物奶,久而久之就越来越依赖从动物奶中汲取营养了。在世界上的很多地方,喝奶竟然变成了谁能活下去并繁衍后代的决定因素。随机的基因变异,意味着有些人对牛奶有更强的耐受力,他们把这种耐受力遗传给了后代,这些后代因为不存在乳糖耐受问题而得以生存。饮用牛奶的能力在不同的群体中多次进化。

    对于牛奶的适应源自文化生物学,即在人体中发生的变化是人们在创造自身环境的时候,由他们自己的选择引起的。我们一般认为自然选择(亦称“物竞天择,适者生存”)是指一个孩子生下来带有的基因变异,使得他具备更强的免疫力,或者有更高的身材,导致他的繁衍能力也优于同辈。因为占据优势的后代把他们优秀的特征又遗传给了更多的后代,这个新特征以及构成这个特征的DNA在人群中也变得越来越常见,甚至有可能占据了主导地位。当自然法则在非洲塑造我们的时候,人类还是一个很小的群体,因此它塑造的是整个人类的基因组。淀粉酶基因是借助古代人的厨房研究文化生物学的又一个案例。淀粉酶帮助人们分解淀粉,2007年的一项研究发现,一个群体摄入的淀粉越多,他们身体中的淀粉酶基因拷贝就越多。不清楚是以淀粉为食的人天长日久获得了更多的淀粉酶基因拷贝,还是那些不以淀粉为食的人失去了原有的淀粉酶基因拷贝。淀粉酶很可能是人类发展历程的主线之一——我们分解淀粉的能力越强,能够迁徙的范围就越广阔。

    随着时间的流逝,不同的人口族群四处迁移,并且分裂为不同的群体,自然选择以不同的方式影响着不同的族群,因为自然选择本身也受群体不同行为的影响。马库斯·费尔德曼说,大多数的改变都是迫于采集狩猎生活方式向农耕生活方式的转变,“我们在这里谈论的是允许我们食用牛奶的基因,允许我们食用小麦的基因,这些食物在农耕时代以前的食谱中是不存在的。这类食物是在1万年前通过农业而得到推动的”。

    在进化的过程中,人类也失去了大量的功能基因,以及由这些基因产生的能力和特征。近年来,科学家宣称人类的苦味感受基因正在失去其功能。识别苦味的能力可以帮助动物避开有毒食物,因为确切地讲,很多有毒食物都带有苦味。但是对于人类来说,肉吃得越来越多,植物类食物却吃得越来越少,而且火的使用又可以消除很多食物中的有毒物质,这就意味着自然选择不再刻意保留人的苦味感受基因,因此这些基因事实上也就没用了。

    味觉的退化仅仅是大量功能丧失中的一种。同古代的人类相比,我们对自然界许多信号的敏感度大大下降。很多与嗅觉、视觉,以及识别信息素能力相关的基因都不起作用了。人类原有的大量嗅觉感受基因,现在仅仅保留了400个,而鼠类则有1000多个嗅觉感受基因。现代鼠类的基因组更像远古时期人类和鼠类共同祖先的基因组。除了嗅觉和味觉以外,还有科学家提到人的听觉范围也在缩小。再过几百万年人类是不是就变成了耳聋、味盲、没有嗅觉了呢?这可不是我们通常想象的人类进化方向。

    460年前,几次灾难般的墨西哥大瘟疫夺去了几千万当地人的生命,这些人死于史无前例的(也是后无来者的)发热出血症状。一次瘟疫杀死了80%的墨西哥土著人,接下来的瘟疫又杀死了幸存人口的50%。再加上毁灭性的旱灾、天花的传入和殖民主义侵略者的残酷压迫,墨西哥的土著人口濒于灭绝,他们的基因多样性被永远地改变了。

    你可能认为深深影响我们精神世界的历史事件,就是那些塑造我们基因组的事件。有时候的确如此,譬如,实行了几百年的奴隶贸易改变了几百万人的生活,造成了经济落后,还把人际间的不信任感传了下来。奴隶贸易还彻底改变了人类基因组的面貌,在输入奴隶的国家里,有很多现代人口群体的基因组显示出这些人是被卖奴隶、奴隶贩子和其他移民的后代。

    然而,人类基因组具有一个奇特的事实:世界历史在你的细胞中可能是显而易见的,包括所有和你的家族切身相关的历史,以及部分与更广阔的背景相关的历史,不过,尽管历史塑造了你,但你只是被部分历史塑造的。

    从本质上说,引起瓶颈效应的疾病和灾难,通过对祖先的基因池产生瓶颈效应来影响后代的基因组。与此类似,导致一个分支人口群体灭绝的事件,其实也是一个与基因组相关的事件,因为这个事件把一种类型的基因组从基因总库中清除了。在这种情况下,重大的历史事件,像两次世界大战,还有1918年的流感大流行(即便那次流感导致世界各地都有人死去)等,可能不是同类型的基因组事件。尽管流感病毒极大地影响了一些相对较少的人口群体,例如西萨摩亚的土著居民,他们的致病死亡率更高,但是这些人口较少的群体又得以恢复原状。西萨摩亚现在是自给自足的群体。

    在基因组中留下痕迹的历史事件也不一定是历史上最重要的事件。有很多重要事件可能都没有留下记录,这就是古代DNA成为如此重要的工具的原因。那些无法通过检测现代人基因组发现其Y染色体的古代人,我们将无法找到他们的踪迹。

    如果虱子也有名字,从理论上讲,你可以创建一个家谱,把所有的虱子连同它们的宿主人类联系起来,然后顺着虱子和人类的共同家谱一直追溯回非洲。虱子基因组的最新测序,大致上代替了这样的家谱记录,印证了以上的故事。通过确认虱子的四个主要分支群体,研究人员发现虱子的基因组树可以覆盖在人类的基因组树上,这两个物种的迁移经历可以同步追踪。还有一个类似的故事,是关于太平洋地区两种截然不同的幽门螺旋杆菌。幽门螺旋杆菌是一种能够引起胃溃疡的细菌,它随人类一起发源于非洲,也受到了后来的瓶颈效应和分隔效应的影响。研究人员发现一支迁移到新几内亚和澳大利亚的古代移民也把这种细菌的一个古代品种带到了那里。相比之下,有一批完全不同的移民在稍后的时间移居到了美拉尼西亚,之后又到达了波利尼西亚,这一点是通过检测他们身上的幽门螺旋杆菌的DNA而得以证实的,因为这些幽门螺旋杆菌是人类带到新几内亚和澳大利亚的幽门螺旋杆菌的远祖演化来的。

    当我们学着解释世界历史留在我们基因组中的痕迹时,我们还洞悉到世界历史是如何影响其他物种的基因组的。令人惊奇的是,当人类在某种动物的世界里发挥着很重要的作用时,我们能够在它的基因组中看到人类的历史。对于家畜的驯养彻底改变了它们的生理习性。在一开始,这种塑造有点出于偶然,但是自从罗伯特·贝克韦尔在18世纪中叶把这一行正规化以后,我们就一直在有目的地挑选并繁育牛、马、羊和其他牲畜。总的说来,对于狗和猫的饲养实用目的要少一些,但是对于它们的基因组来说仍然意义重大。

    2008年,约克大学的遗传学家们发现鼠类留下的基因痕迹同人类十分相像。随着北欧海盗的轮船来到奥克尼岛的啮齿动物,最终给岛上的鼠类群体留下了它们DNA中的很多特征。实际上,斯堪的纳维亚的鼠类遗留下来的基因模式非常清楚,以至于科学家们发现,单单根据这些老鼠的活动,他们就可以描绘出人类活动的精确地图。在近来的一项研究中,科学家追溯了10世纪早期从冰岛(在那之前是从挪威或者不列颠北部)进入格陵兰岛的掠食鼠类。研究人员曾经试图在纽芬兰岛上的鼠类身上寻找随着北欧海盗而来的鼠类DNA,但是没有找到。就像短命的海盗在新世界短暂的停留一样,海盗带来的鼠类也没有留下长久的痕记。

    同样地,某些古老的海上贸易路线和源自非洲并穿越近东及地中海沿线的畜牧业传播情况,通过现代山羊的Y染色体和线粒体DNA的分析就可以得到。

    用同样的方式探寻我们直系亲属的过去,可以改变我们对于时间、历史和自身所处位置的看法,以这样的观点去探寻我们的远祖也是一样的。在很久以前,历史就是现在的记忆加上日益模糊的过去记忆。现在我们可以使用文字记载的资料以及有文字记载之前的文物和化石来探寻历史。把所有这些信息资源和DNA结合起来运用,可以同时使我们了解人类历史、进化的动力和我们自己。家谱学把历史和科学自然而然地结合到了一起。它解释了我们的直系亲属在整个人类大家庭背景中的境遇,也解释了人类大家庭对我们直系亲属境遇的影响。

    血统解释了人类的进化机制,不过还要考虑那些一次性的事件,包括影响基因组不同位点的遗传标记和特征的不经意变换。血统贯穿着整个人类历史,从我们200代以前的祖先到最近两代的祖辈,还有他们所传承的社会的和基因的遗产。它还间接地涉及我们每个人,因为至少就目前而言,任何血统的末端都是我们。

    血统还让我们了解到,长期居住在一起的人组成了人口群体。它带来这样一种观点:那些人口群体是由流动和选择影响而形成的。它还展示出一个人口群体的成员可能不仅共有身体上的特征,还共有着历史的遗传标记,这些标记同他们的特征没有任何关系。血统还让我们认识到,通过对孩子祖父母的了解,我们可以更深入地了解我们的孩子。

    对于血统的研究当然有它的复杂性。检验历史中的遗传线索和其一直以来的影响,可能会对我们在社会范围和个人范围内的自主决定权构成威胁,譬如,美国人原来很在意他们的英国血统,而现在他们更多地在意美国血统。这对于其他殖民地国家也是一样。

    家谱也会带给我们一些负面的认知。有一位英国艺术家在描述英国上层阶级的传统时,谈到他们选择在家里摆放什么样的物件仅仅是因为这些物件象征着家族的“历史渊源”。这位艺术家发现,从上层阶级的厅堂摆设就能“看到”他们显赫的家谱,比如那些有象征意义的鹿角,这使他们背上了延续家族辉煌的责任。

    然而,如果你发现自身的血统能够为自己、家庭成员,或者你的身体提供诠释,那么它就值得研究。如果你的血统能够给你提供一个框架,把你的一些分散的概念、思想和情感都连接起来,那么,对于血统的研究不仅会变得有趣,还会变得富有成效。

    至于那个永远有争议的种族问题,如果你发现很难摆脱它的字面意义,那你可以把它重新界定为“祖先”。从这个意义上讲,种族就是记录:“种族”在我们基因组中的痕迹,就是我们祖先遗留下来的生活痕迹。同样,医学界开始探究把医学个性化的理念,你可能会发现,当你思考个人历史和个人健康时,把种族个性化,有助于你更好地运用个人和群体间存在的差异信息。

    在中世纪,僧侣们在兽皮上写字。当他们发现皮纸不够用时,他们就把旧的文本刮掉,然后重复在上面书写。由于有了现代技术,人们不但能够看懂僧侣们最后一次在皮纸上写的字,还能看到他们之前写下的文字,因为皮纸上留有之前书写的印记。除了僧侣们直接在皮纸上记述的故事以外,一层一层的书写方式本身也是一个故事。这些文件被称为“重写手稿”,现代的科学家通过分析皮纸的DNA,就能知道如何解读另一层的文字,还能了解贡献出这张皮纸的动物所生活的年代。

    DNA也是一种“重写手稿”,在我们的基因组中留下了很多故事。随着人类的进化和迁移,家族也在做同样的事情,旧的故事上面又添加了新的故事,而且通过了解这些故事发生的年代,以及是如何一层一层书写的,我们就能够知道得更多。(文化也是“重写手稿”。我们作决定的方式,譬如,谁可以信任、要不要离婚等问题,可以把我们带回到发生在古代的个人事件,或者更大的社会事件中去。)

    然而,DNA不仅是历史记录,它还是塑造我们的基本材料——一套不断改进的、指导我们身体构成和运作的指令。DNA还可以影响我们的情感、行为和外貌,这些特征当然还能影响到他人对待我们的态度。

    DNA和个人生活经历把我们的身体变成了“重写手稿”。当我们了解了如何在遗传符号的背景中解读身体时,就开始认识到了命运之手的选择,以及很久以前DNA走过的旅程如何影响着我们现在的生活。

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