破解线粒体DNA单倍群谱系分化演变之谜

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破解线粒体DNA单倍群谱系分化演变之谜

2024-07-16 06:57| 来源: 网络整理| 查看: 265

破解线粒体DNA单倍群谱系分化演变之谜

 本文是过去的旧文,基于现代人两次出非洲的观点。不过完成之初就已有新证据显示此观点有误,现代人类出非洲很可能是一路而非两路或两次扩张。但文中所述的亚洲人群线粒体DNA的M系与N系的差异的确存在,这提示我们现代人曾经在亚洲有过两次大规模扩张,分别形成了老亚洲人谱系(如阿伊努人、北亚人、藏族东部类型)和新亚洲人谱系(汉人、越人、苗瑶人),因此对于了解蒙古人种的二元形成历史仍有借鉴意义。

最近几月一直在研究Y染色体遗传的问题,有关文字也写了一些。但是在看各种分布图的时候不经意间发现,Y染色体单被群的分布图和我以前画的GM血型因子有一个重要的相似之处:就是两者的树形图都显示从最原始的祖型开始有两支从根部开始的分叉,而且一支分化不大年代久远的代表着矮黑人谱系,而另一支代表欧亚人祖先的谱系。由此可以基本判定,在父系单一遗传(Y染色体)和常染色体(GM血型)上,都清楚地显示出非洲的现代人类很有可能就是分成这两大支,而且在出非洲之前他们应该没有发生较大的混血,所以这两支谱系的遗传学差异才会如此地截然不同。

 

再让我们来看看mtDNA单倍群的分布图。哈哈!我们仍然可以看到:除了留在非洲的谱系(L1、L2、L3)外,也是有两个大的分支——M系和N系!

 

 所以我就不由自主地想,如果我上述认识是正确的话,则mtDNA表面上的混乱是后来混血造成的。而且越靠近现代,人类生产力水平越高,迁移与混血现象越频繁,则mtDNA遗传的无序度也就越高。

所以产生时间越早的mtDNA变异会越比较清晰地显示迁徙过程;而时间较晚的mtDNA变异,有可能就会因为族群之间混杂程度太高和互相交换母系遗传因子,而失去其示踪的能力。

 我之前尝试解决mtDNA分类的思路是从澳洲棕种人分布地域开始,但是很不幸失败了!从上图可以看到:澳洲人兼具M和N系的变异,而且比较古老的M系因子很少,而相对晚些出现的N系因子确占到绝对的优势,这说明棕种人的血统成分绝非象我们想当然的那么简单:严格来说,不能简单地把他们视为第一批出非洲黑人的纯种后代。

最近我突然意识到其中存在的一个问题,就是象澳洲和大洋洲这种地广人稀的区域,恰恰是遗传漂变兴风作浪的地方,也许一群几十人的外来者就可以改变整个岛群居民的遗传学构成!所以我再次尝试从分布图上选择另一个极端开始——这个极端就是西北欧。虽然那里也存在大量而且不同的mtDNA变异类型,但是我们从Y染色体单倍群的分布图中可以看到那里只存在中亚部落K*的分化谱系,而不存在矮黑人的谱系。最重要的是欧洲是人口密度很大的地区,漂变对遗传构成的扭曲作用最小,这使得分析的置信度较之地广人稀的澳洲要大得多。

 在GM血型方面我们也看到类似的情况,欧洲人特别是西欧人是以欧洲因子fb1b3为主,只有少量矮黑人的ag、axg因子(这很有可能是北亚人的混血成分)。

 

 于是我把mtDNA的M系和N系的当作两个基本研究对象,在已有的分布图上标出了更古老些的M系全部变异所占的百分比(见下图)。

 

 为了方便比较,我把《走向远东》一文中李辉所认为的“棕色人种”分布区域以棕色在图上也标识出来。此时,奇妙的事情发生了!我们可以清楚地看到:

M系的mtDNA变异因子分布频率在60%以上的地区基本与“棕种”分布的区域相吻合!在欧洲的最西端,欧洲人的M系变异频率是0%。而唯一不吻合的地方就是先前研究时碰壁的地方——澳洲和太平洋岛屿。当这一分析全貌展现在我面前的时候,我知道我很有可能已经成功了!与Y染色体和GM血型系统所显示的情况相同,出非洲的M系和N系其实也对应着两大古老人种——最早出现的M系对应矮黑人谱系,而晚些出现、分支较多的N系对应欧亚人祖先的谱系。由此我们可以找到Y染色体和mtDNA单倍群变异之间的对应关系,即:Y染色体的C/D系 ?à  mtDNA的M系Y染色体的F系    ?à  mtDNA的N系这个结果与《出非洲记》认为伴随出非洲亚当M168的夏娃是M的观点也完全吻合!接着我发现Y染色体的F系和mtDNA的N系也有类似的特点,就是两者各自产生了一些新的变异,而其中都有一个因子(Y染色体的K和mtDNA的N)分化为更为庞大的变异体系。我仍然使用刚才的方法,从欧洲最西端开始研究他们的构成,并把结果绘成下图。

 

 

可以看到Y染色体的F系产生了4个基本的变异型G、 H、I、J ,mtDNA的N系产生了5个变异型I 、W、A 、X、Y,他们主要分布区基本吻合,即南亚、中亚,但在欧洲比较少见。这可以视为欧亚部落的第一次扩张所留下的遗传学分布,可能因为经历了在寒冷的冰川期,所以扩展范围较为有限。而Y染色体K系和mtDNA的R系都是较晚从母体中分化出来,分布区域很广,覆盖了澳洲、亚洲和欧洲,可以认为是冰川期过后欧亚部落的第二次更大规模扩张分化的结果。

我为Y染色体和mtDNA如此完美的对应而感到激动!当然再去分析更细小的分支仍有对应的可能,但是难度大多了,所以就此打住吧!下面来谈几个mtDNA的有趣发现。

对照mtDNA和Y染色体的分布图,我感到mtDNA的变异就像层层叠叠的地层,记载了成千上万年的历史变迁,而Y染色体就象表面上一层薄薄的土壤,覆盖掉大部分的痕迹。所以只看Y染色体变异实在有“一叶障目,不见泰山”的感觉。

棕种人和南岛人不能看成纯粹矮黑人的后代 

从我还原的M系分布图中可以看到澳洲人(



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