袁毅
書名:《人類的終極問題》
作者:袁越
出版社:生活·讀書·新知三聯(lián)書店
出版時(shí)間:2019年10月
在古希臘時(shí)代,柏拉圖提出了“我是誰、從哪里來、到哪里去”這一哲學(xué)命題。自此,忙碌的人類會時(shí)不時(shí)地停下腳步,在內(nèi)心尋找這一問題的答案。本書中,作者運(yùn)用腦科學(xué)、生命科學(xué)、基因和生物學(xué)知識,書寫地球的編年史,解密人類的起源和創(chuàng)造力的源泉,借以回應(yīng)先哲的追問。作品視角獨(dú)特,見解獨(dú)到,是一本開闊視野,啟迪心智,兼具科學(xué)性與人文性的科普作品。
【尋找亞當(dāng)】
在講述亞當(dāng)?shù)墓适轮?,必須先來談?wù)勥z傳學(xué)在中國的遭遇。20世紀(jì)50年代,遺傳學(xué)也曾像今天的人類進(jìn)化領(lǐng)域一樣,分成了互相抵觸的兩大學(xué)派。一派的代表人物是蘇聯(lián)的植物育種專家米丘林,另一派則是果蠅遺傳學(xué)的奠基人摩爾根。中國因?yàn)檎蔚脑蜻x擇站在了米丘林一邊,當(dāng)年中國大學(xué)生物系的遺傳學(xué)教材都是從蘇聯(lián)照搬過來的。摩爾根學(xué)派在中國遭到了殘酷的打壓,唯一的原因就是摩爾根是美國人。
摩爾根有個學(xué)生名叫杜布贊斯基,他招過一位來自中國的研究生,名叫談家楨。1949年后,談家楨博士回國任教,擔(dān)任了復(fù)旦大學(xué)生物系的系主任。正是由于談家楨的緣故,復(fù)旦大學(xué)決定繼續(xù)講授摩爾根遺傳學(xué),為中國的遺傳學(xué)研究保留了唯一的火種。
改革開放之后,中國學(xué)術(shù)界終于承認(rèn)摩爾根遺傳學(xué)是正確的。因?yàn)檎劶覙E留下的班底還在,所以復(fù)旦大學(xué)生物系遺傳專業(yè)迅速成為全國最佳,培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的人才,任復(fù)旦大學(xué)副校長的金力博士就是其中之一。他在1985年和1987年分別在復(fù)旦大學(xué)生物系拿到了遺傳學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位,然后赴美留學(xué),于1994年在得克薩斯大學(xué)拿到了博士學(xué)位。畢業(yè)后他立即前往斯坦福大學(xué),在著名的意大利裔人類遺傳學(xué)家路易吉·盧卡·卡瓦利-斯福扎實(shí)驗(yàn)室做博士后,主攻群體遺傳學(xué)。
“我那時(shí)候的主要興趣是疾病的群體遺傳學(xué),非常希望研究對象盡可能地‘純’,這樣研究起來會更方便。但實(shí)際人群都是‘雜’的,所以我想對實(shí)際人群到底有多‘雜’做一個分析評價(jià),于是便開始關(guān)注Y染色體。”金力博士在他的辦公室接受采訪時(shí)說,“當(dāng)時(shí)線粒體的遺傳多樣性已經(jīng)做了好幾年,但線粒體畢竟太小,而且獨(dú)立于細(xì)胞核之外,應(yīng)用范圍有限。Y染色體也是單線遺傳的,不必考慮重組問題,所以我覺得Y染色體也許是一個機(jī)會,可以幫助我解決問題?!?/p>
人體一共有46條染色體,它們分成23對,除了X和Y這兩條性染色體之外,其余的22對常染色體是一一配對的。性細(xì)胞在減數(shù)分裂的過程中會發(fā)生基因重組,也就是一對染色體中相對應(yīng)的段落彼此互換位置,以此來增加遺傳多樣性。據(jù)統(tǒng)計(jì),人類的每一代平均會發(fā)生36次基因重組,每條染色體發(fā)生一次多一點(diǎn),如此累計(jì)下來,只需幾代之后,染色體就混雜得分不清哪塊來自父親,哪塊來自母親,導(dǎo)致基因分析的工作量大大增加。X和Y染色體只有極少部分是對應(yīng)的,基本上不會發(fā)生基因重組,所以Y染色體的遺傳方式和線粒體類似,都是單線遺傳的,只不過這次是從父親傳給兒子,和母親無關(guān)。所以,沿著Y染色體這條線,最終找到的是人類共同的父系祖先,西方媒體習(xí)慣性地稱之為“亞當(dāng)”。
尋找Y染色體“亞當(dāng)”的理論基礎(chǔ)雖然和線粒體“夏娃”差不多,但Y染色體和線粒體很不一樣,實(shí)驗(yàn)過程要困難很多倍。
金力冥思苦想了很長時(shí)間,始終找不到解決辦法,最終是一位分析化學(xué)專業(yè)的博士后幫了他的大忙?!拔蚁矚g喝咖啡,和另外一間實(shí)驗(yàn)室的一個同樣喜歡喝咖啡的奧地利人交上了朋友?!苯鹆貞浀溃八衅ぬ亍W芬納,專業(yè)是高壓液相色譜。當(dāng)時(shí)他正在嘗試用‘變性高壓液相色譜’技術(shù)來分離DNA短片段,這項(xiàng)技術(shù)速度快,效率高,可以不必通過測序就辨別出不同序列的DNA小分子。我倆一起嘗試用這項(xiàng)技術(shù)來辨別DNA長片段,結(jié)果大獲成功,在很短的時(shí)間里就篩選出了好幾個Y染色體標(biāo)記物。”
這里所說的標(biāo)記物指的是Y染色體上和別人不一樣的點(diǎn),類似于盜版小說里的印刷錯誤。不同版本的盜版小說可以通過這些具有特異性的印刷錯誤一眼認(rèn)出來,不同來源的DNA也一樣。
“其實(shí)我的興趣并不是人類起源,而是人類的遷徙路徑。研究人類遷徙最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是找到特定人群的標(biāo)記物,然后利用它去追蹤源頭。”金力博士解釋道,“這就好比說你要搞清楚東海里的水到底是哪里來的,最好的辦法就是在黃河源頭倒一瓶紅墨水,在長江源頭倒一瓶藍(lán)墨水,然后去東海里取一瓢水,看看里面到底有多少紅墨水分子,又有多少藍(lán)墨水分子。在這個例子中,墨水就是標(biāo)記物,用來追蹤水的遷徙路徑?!?/p>
初戰(zhàn)告捷之后,金力和同事們在1995年召開的美國人類遺傳學(xué)年會上向與會者報(bào)告了這項(xiàng)技術(shù),引來了無數(shù)關(guān)注。此后來自世界各地的科學(xué)家運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)找到了好幾百個Y染色體標(biāo)記物,為人類尋找亞當(dāng)?shù)嫩欅E鋪平了道路。
2000年11月,來自卡瓦利-斯福扎實(shí)驗(yàn)室的19位作者在《自然遺傳學(xué)》雜志上發(fā)表了分子進(jìn)化領(lǐng)域的第二篇重磅論文,通過對不同人群Y染色體遺傳標(biāo)記物的分析,找到了人類共同的父系祖先。這位亞當(dāng)同樣生活在非洲,時(shí)間大約是距今5.9萬年,遠(yuǎn)比夏娃要近得多。后來科學(xué)家們又獲得了更多的數(shù)據(jù),把這個數(shù)字修正為距今16萬—12萬年,和夏娃大致處于同一個時(shí)間段內(nèi)。
這篇論文只分析了1000多例Y染色體,雖然已經(jīng)足以得出結(jié)論說世界上大部分人的父系祖先都來自非洲,但金力還是不滿足。我問他:“這個‘大部分人’到底是多少?非洲智人是不是把世界各地的古老人種完全替代了?有沒有漏網(wǎng)之魚?對這幾個問題我想了很久,一直想不出解決辦法?!?金力回憶道:“我除了喜歡喝咖啡之外,還有一個愛好就是吃烤肉。就是在一次吃烤肉時(shí)我突然想到,既然直立人曾經(jīng)走到了亞洲,那么只有大規(guī)模調(diào)查現(xiàn)代亞洲人的Y染色體,看看能否找到亞洲直立人的貢獻(xiàn),才能回答這個問題。”
于是,大家關(guān)注的目光再一次轉(zhuǎn)到了亞洲,轉(zhuǎn)到了中國。
(源自“中國好書”)
責(zé)編:馬京京