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《基因中的人类简史》第九章 DNA+文化

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历史不会重演,但有韵律。

——马克·吐温

2002年,佛罗里达州迈阿密大学会计学副教授托马斯·鲁宾逊,在一家名叫“牛津祖先”的英国公司接受了DNA检测,目的是了解一下自己的家族史,因为他对于自己的祖先知之甚少。几年前,他的一个舅舅对家族做了一番调查,发现他们的家族源自弗吉尼亚州。但是,鲁宾逊的父亲跟鲁宾逊爷爷的关系很疏远,因此,鲁宾逊对于父亲这一脉几乎一无所知。他只有一本记着他父亲家几个名字的家庭《圣经》。

鲁宾逊开始搜寻家族档案记录。经过数年坚持不懈的努力,他终于发现了一条线索,得知他父亲的祖先来自英国的湖泊区。他想知道通过DNA检测是否能使他的调查更有进展,所以就给牛津祖先公司送去了一份血样进行检测,以确定他的Y染色体的12个标记,这些标记可以为他的Y染色体在欧洲的发源提供一些线索。鲁宾逊还对他的家族DNA进行了检测,结果同他的Y染色体情况大致相同。

后来,他接到一个牛津祖先公司的代表打来的电话,说公司的首席科学家布赖恩·赛克斯,想同他谈话,因为“赛克斯有非常令人兴奋的消息要告诉他”。

鲁宾逊纳闷了:“这家伙到底要谈什么?”他开始设想最坏的情况,最可怕的可能性就是他是希特勒的后代(鲁宾逊是金发碧眼),幸好结果并不是这样。

对于历史人物的后代,总是有一种难以抗拒的、非常引人注目的东西在吸引着大众。譬如:电影演员安娜·钱塞勒是简·奥斯汀的曾孙侄女,人们不会认为她长得不像她的曾伯母。人们还会问:希特勒的几个侄子的命运如何?据说他们还活着,就住在纽约的长岛,他们的日子过得怎么样?流亡在美国的本·拉登的孩子又是怎么生活的?在过去的十年里,报刊留出许多篇幅报道达尔文后代的状况。他的后代的生活真是五花八门,他有一个玄外孙女,名叫劳拉·海恩斯,皈依了天主教,现在是天主教护教士(劳拉还是经济学家约翰·梅纳德的曾孙侄女)。达尔文的玄孙克里斯·达尔文,在校时有个绰号叫“缺环”,因为他参加并主持了(在秘鲁的瓦斯卡兰山上举行的)世界海拔最高的聚会而名声远扬,他现在是一个从山上绕绳速降的导游,住在澳大利亚的蓝山上。2009年,他和姐姐参加了纪念达尔文《物种起源》出版150周年的活动,和一个电影摄制组追寻达尔文当年著名的猎兔犬号轮船航线的活动。当时,克里斯·达尔文对一家地方报纸的记者说:“这一年达尔文的大多数后代过得都很忙。”在大约一百位达尔文的后代中,有一个针灸医生、一个小说家、一个专门研究加拉帕戈斯岛番茄种植技术的植物学家、一个生态学家、一个舞蹈家,还有三个人获得了骑士称号,还有一个正在电视剧《神秘博士》剧组里工作。

这个事件还提醒我们,无论那些引人瞩目的故事在哪儿出现,都有可能涉及商界。当然,对于历史,我们需要学习的东西很多,即便有些课题具有很多撩拨人心的潜在信息,处于某个领域的领先地位,或处于还不太确定的地位,它们也是在很坚实的科学基础之上提出来的。

从人们开始认识人类染色体,到能够通过染色体来发现与几个世纪以前的祖先有何联系,大约用了一百年。就在20世纪初叶,科学家发现在人体细胞的泡状物中有个细胞核泡状物,在其中,男人和女人各有23对染色体。在每对染色体中,一个来自母亲,一个来自父亲。

虽然男人和女人都有同样的染色体配对,但有一点不同:女人的一个染色体对是由两个X染色体组成的,而男人的一个染色体对中有一个X染色体、一个Y染色体,这个Y染色体决定了男人的本质特性。

既然只有男人才有Y染色体,那么,这个Y染色体只能是父子相传。还记得本·富兰克林的发现吗?从阿克顿的祖先托马斯·富兰克林开始,他家的五代都是单传。同他一起旅行的儿子威廉,也带有与托马斯相同的Y染色体。

长期以来,科学家们一直以为所有男性的Y染色体都是一样的,但是到了20世纪末,他们发现男人的Y染色体其实是有差异的,并且是可探寻的。有一点很清楚,如果观察一组Y染色体,就会发现这些染色体的差异分属于不同的模式。最令人激动的是这个模式可以当作历史记录来解读。

Y染色体有别于其他染色体的地方,是它会原封不动地由父亲传给儿子。一般来讲,在遗传之前,每一对染色体通常是不按次序组合的,一个染色体可能会与同伴交换一两个位点,形成某种重组。与其他染色体不同的是,这个Y染色体不介入这种重组程序,因为它永远是父与子的单传。这个Y的伴侣永远是来自母体的X染色体,但是这两种染色体的DNA是不相互融合的。

染色体的重组对于遗传的多样化和种群的健康是有益的。这就说明,当我们创造一个新孩子,父母两人各出一个染色体拷贝,这些拷贝是孩子祖父母的完美组合。但是Y染色体不具备起作用的基因,而且与其他染色体的关系不大,因此,这种缺乏重组性能的染色体对于遗传多样化起不到作用。

如果从历史的角度讲,我们会认为Y染色体不参加重组是最完美的巧合。也就是说,如果父亲的Y染色体和儿子的Y染色体出现差异,不是因为有别人的DNA也融入其中,而是因为在复制过程中出了差错。如果我们能够确认这些在复制中出的差错,并把它们同其他许多不同的染色体进行比较,我们就能画出一幅Y染色体树形图,并顺着男人的支脉,从儿子到父亲,从现在到过去,一直深入下去。这个过程自古有之,早在人们懂得写出生证明,或者在家庭《圣经》上记录孩子的名字以前就有了,甚至在发明文字之前就有了。

有两种Y染色体的差错对于历史研究特别有意思,一种是有时候DNA中的一个符号在复制时出了问题。这种错误极为罕见,追寻这种变异的科学家实际上是在千万年的过程中探索出现的变化。另一种差错是一群符号偶然发生重复,一个G-A-T-A的程序有可能错误地复制为G-AT-A-G-A-T-A.在多数情况下,这种短串联重复序列不会对染色体的功能产生影响,但是当你把相关的人的短串联重复序列进行比较时,这种重复可以用作标记来估计一个共有的祖先生活的年代。(预知导致一系列后果的短串联重复序列样例,详见第十四章。)

如果这个短串联重复序列的携带者生了一个儿子,这种重复还会在他儿子的Y染色体里有同样的拷贝。在代代遗传的过程中,这个重复拷贝的携带者会把这个遗传有误的程序传给他的儿子,你可以顺着这个重复的痕迹追寻到最早的重复拷贝携带者,这对于追寻生活在800年前的人提供了便利。

还有一个有点像神话故事的有关男性血统生理标记的说法:家里第七子所生的第七子在神话故事里是个幸运儿,而且在西方历史中,男性遗传路线在家族里确实很有影响力,因为家族的继承人总是要选择男性。奇怪的是,母亲也有着特别的遗传标记,但不是人类基因组的一部分,而是在线粒体中发现的,这些标记是在细胞核的泡状物和它的外层之间的空间里浮动的标记。这些线粒体,通常被称为细胞的发电站,就像便于使用的小机器,是一个单细胞生物组织的剩余部分,而且存在于很久以前的祖先细胞里,即所有的菌物、植物和动物。线粒体有自己的DNA,是由母亲的卵子传给孩子的。这说明每个人都带有与自己母亲同样的线粒体DNA,但是只有女儿能把它传下去。你的母亲、外祖母和曾外祖母的线粒体DNA(你可以无限地往前推),会永远在你的细胞中打上烙印。

当你思考整体基因组这个谜题时,Y染色体和线粒体DNA几乎是极有信息量的DNA块。看一看你的祖先树状图吧:从父母到祖父母,又到曾祖父母,再往前追溯几代人,当你追寻到10代祖先时,你在你的家谱中就会发现有2046个人存在过,他们每一个人(除去突然消失的人)都无疑对你的存在和你的家族基因组作出过贡献。

这个基因库非常巨大,常常会使人感叹道:在这么多代人的结合中探寻某个单一的基因,简直是不可能的事!但是Y染色体和线粒体DNA在历史中是顺着单一线路遗传的,是可以追寻得到的,自古以来就遵循父子和母子相传的路径。除此以外,Y染色体和线粒体DNA还能告诉我们什么呢?

在佩米格瓦塞特河东支流清冽的水域旁,周围是各种颜色的树木,有的金黄,有的火红,有的碧绿。树林中支着一顶顶帐篷,在帐篷顶上,五颜六色和各种条纹的旗帜在微风中飘舞。这里正在举行新罕布什尔州高地运动会。每一顶帐篷都骄傲地展示出一个氏族的姓氏,譬如麦格雷戈家族、麦克杜格尔家族,还有斯图尔特家族。在锦标赛场上,牧羊人在角逐,他们朝着热切待发的边境牧羊犬吹口哨,这些牧羊犬非常专业地围着障碍赛场上奔跑的羊群不断地狂吠。解说员在为观众讲述着牧羊犬的纯正血统,有些犬是血统名贵的公犬。

在秋天的阳光下,同我聊天的是唐纳德·麦克拉伦,他也是麦克拉伦和阿克雷斯凯恩氏族的族长。他一边喝着威士忌,一边吸着粗大的雪茄烟。在他的贝雷帽上,十分招摇地插着三根金色的苍鹰羽毛。麦克拉伦很健谈,也很有魅力。如果你第一次见到他,很难想象他在退休之前是个英国外交家,但是,你一旦知道了他的这个身份,你就会觉得这是理所当然的,因为他很有外交风度,只要他一出现在家族的帐篷里,就会被人围住。来自各地的麦克拉伦家族的人同他谈话时都很激动,话题总离不开酒,开玩笑还是关于酒。

在这个新世界里,我们这些没有家谱记录的人,或者说起码是没有看过自己家谱文件的人,很享受那些带有过去行将结束意味的仪式。苏格兰短裙、佩剑、背叛和王冠都已成为历史,而时间已走到今天。通常来说,我们知道自己的祖先生活在中世纪的早期、中期和晚期——这是必然的——但是在这个新世界里,所有通往历史的大门都关闭了。那么,这一切是清晰的观念还是现代主义思潮?

麦克拉伦家族很久以前是一个皮克特-苏格兰族群,后来采用了一个普通的氏族姓氏:拉博兰,这个姓氏来自一个生活在13世纪早期的名叫拉博兰的族长。但是他们把祖先追溯到了5世纪苏格兰达尔里阿达的一个统治者——厄尔克王,这个王国已经标在了斯蒂芬·莱斯利的地图上。厄尔克王有两个儿子——洛恩·莫尔王和弗格斯·莫尔王,唐纳德·麦克拉伦是洛恩·莫尔王的后代,当今的英国女王是弗格斯·莫尔王的后代。这说明,如果从50代以前论起,女王和唐纳德还是表亲呢。可唐纳德说他从来没主动认过这门亲戚。

虽然唐纳德没有官方职务,可以像一些苏格兰族长一样,不必理会氏族事务,但是他在很年轻的时候就承担起了族长的职责,到北美访问过麦克拉伦家族的遥远分支。退休以后,他多次领导了麦克拉伦家族的庆祝活动。如今的氏族庆祝活动比以前有趣多了。几个世纪以来,古代苏格兰部落相互争斗,最高领主争权夺势。部落之间的分歧经常用武力来解决,可怕的背叛和丢掉性命是常见的事。同唐纳德一起浏览历史,就如同走进美国作家乔治·马丁所著的《权力的游戏》中的世界。

从12世纪初开始,苏格兰王国就开始在氏族当中实施封建制度。虽然国王试图维护权威,但是氏族们长期处于没有法制的野蛮状态。唐纳德说:“那是地狱般的时期,高地处在极其混乱的状态。氏族们有‘火与剑的特许状’,如果你向王国政府申请,他们也会授予你一张,有了这张特许状,你就可以用战火把敌人赶出家门。那时候,经济全面崩溃,穷人无家可归,人们自暴自弃,四处盗贼蜂起,甚至互相杀伐。”

后来,苏格兰王国政府要求所有氏族为自己的土地正式申请所有权,但麦克拉伦氏族拒绝了。这样一来,土地就不归麦克拉伦氏族所有,他们也就变成了王国政府的土地承租人。1672年,苏格兰议会又发布法令,命令所有氏族正式登记其纹章盾徽,麦克拉伦氏族又没有服从。因此,他们真的成为既无首领又无土地的部落了。几个世纪以来,他们陷入了地方的和全国的战争之中,遭受了重大损失。尤其是在16世纪,他们的伤亡最大。多年来,麦克拉伦氏族为詹姆斯四世作战,陷入灾难性的战争。正当他们试图从战争中解脱出来、休养生息的时候,一个敌对的氏族——麦克格雷戈尔氏族,对他们两次发起突然袭击。第一次是在1542年,他们在夜间突然从黑漆漆的树林里冲出来,杀死了麦克拉伦氏族的27个人,包括女人和孩子。16年以后,他们又对麦克拉伦氏族发起了袭击,残杀了16户人家,烧毁了他们的房子,并夺走了麦克拉伦氏族的土地。

就在这时,世界范围的氏族大迁徙开始了。有一段时间,苏格兰的氏族遍布全国,后来他们向欧洲大陆迁移。当时,有两个麦克拉伦的家族发展非常顺利,家族的长辈加入了瑞典军队,他们的纹章盾徽登入了瑞典贵族名册。在18世纪和19世纪,苏格兰人开始向北美洲、澳大利亚和新西兰迁移,很多人摆脱了不幸的生活。

直到1957年,这个氏族的族长纹章终于正式得到确认。唐纳德的父亲出示了他所收集的证据,来证实他就是最后一位麦克拉伦氏族族长的后代,他把这些证据交给了爱丁堡纹章院主管法院,这是苏格兰授予爵位和管理纹章的权力机构,并以严密的审判著称。这个法院裁定唐纳德的父亲的确是公认的最后一位麦克拉伦氏族族长的后代。当他获得了族长职位以后,他又获得了在贝尔克希德的属于麦克拉伦氏族的土地所有权,这些土地是在几个世纪以前失去的,包括著名的克里格图伊克,这是很久以前麦克拉伦氏族集会的地方。唐纳德的父亲在1966年去世,他的三根金色羽毛传给了11岁的儿子唐纳德,唐纳德现在是氏族第25代族长。

在高地运动会上,我还见到了这个氏族的家谱学家鲍勃·麦克拉伦。鲍勃长得就像是穿上格子呢苏格兰短裙的圣诞老人。在2004年退休前,鲍勃是一家工程与制造公司的高级科学家,他为麦克拉伦氏族建立了姓氏遗传研究项目。在高地运动会上,他把几位客人接到帐篷里,客人中有一对年长的夫妇、一位参赛对手氏族的成员,还有一位手腕上刺有文身的女人(用苏格兰盖尔语刺的“我亲爱的”)。他不知疲倦地、耐心而热情地为客人讲述着麦克拉伦DNA研究项目的情况。他说,这个工程有850多位成员,其中有754位对自己的Y-DNA进行了检测。实际上,这个研究项目是世界上最大的、发展最快的Y-DNA研究项目。

Y-DNA研究项目的主管与18世纪的自然历史学家卡尔·林奈和他的学生有许多共同之处——他们都是对动植物进行考察的探险家。他们广泛收集样本,然后设计分类法对样本进行细致的描述和分析。鲍勃鼓励氏族里的人去分析自己的DNA,然后确定他们之间的共同点和不同点,以及造成这些不同点的原因,以便弄清楚这些Y染色体的携带者之间的关联。

鲍勃还是位技术精湛的业余研究人员,他和项目主管不仅领导私人的科研项目,而且还改革科研方法。他们多年来为Family Tree DNA公司工作,这是第一家推广Y-DNA检测的公司,他们的工作是设计检测程序,使其尽可能多地包含信息。

这个公司经营的第一份检测项目是分析Y-DNA的12个位点,计算每一个位点中出现过多少次短串联重复序列,公司的第二个检测项目是检查附加的13个位点。这两种检测最终可以对历史给出比较低端的解读。很多人的Y染色体25个位点都可以很好地互相对应,但是其机制尚不明确。兄弟、父亲、儿子和远房的堂兄弟都可能得到同样的结果。鲍勃跟我说,不仅仅是位点的数量不够,而且这些位点对于追寻血统没有提供有益的帮助。

其实,选择检测Y染色体的25个位点的原因,只是因为科学家已经研制出把它们分离的工具而已。遗传学家创造出了合成的底层材料,一种附着在前后的简短重复的酶,而且,每一个不同的位点需要有它自己的酶。

鲍勃和他的位点主管们在寻求更好的观念,鲍勃说:“我们想方设法使家谱的DNA给我们提供更多的信息。”公司把要检测的短串联重复序列的数量提升至37个,而且在选择附加的12个位点时更为细致,集中分析那些变化更快的短串联重复序列。因为它们更有可能发生变化,如果两个Y染色体在这些地方相互吻合,那么就可能共有一个更近的祖先。

鲍勃说:“现在,如果你与某个人在全部37个位点上是一致的,那你肯定会有重大发现。”在这个检测中,相同位点多的人肯定共有一个祖先,并且他们很可能比相同位点少的人更接近共有的祖先。然而,一段时间过去了,当参加检测的人越来越多时,就有越来越多的人在37个位点的检测中相匹配。几年以后,他们设计出了有67个位点的检测方法。

有两位接受检测者在37个位点上相互对应,他们听说他们可能共有一个祖先,但是与他们相隔的年代不是很近。但是鲍勃说,如果他们在所有的67个位点都相互对应,那他们共同的祖先就离他们近得多。最近,公司推出了包括111个位点的检测项目。

因为鲍勃·麦克拉伦的研究项目,我们了解到麦克拉伦家族存在很多不同的Y染色体。这并不奇怪,因为人们可以通过生育、婚姻或者领养等渠道成为这个氏族的一员。鲍勃给我展示了麦克拉伦氏族的Y染色体电子数据表,他认为其中有些是古老的苏格兰血统。他解释说,创建这个Y-DNA分类表的目的是帮助人们了解自己的家谱,而不是要把人包括在这个氏族之内或排除在外。

至于说族长唐纳德,记载着他同17世纪的祖先相联系的文件是很有说服力的证据,但也仅仅是线性证据。然而,鲍勃的分析看起来同爱丁堡纹章院主管法院的裁定相一致。鲍勃说,这位族长的Y-DNA检测结果“把他包括在相互关联的麦克拉伦家族之中,但对大多数家族成员来说,这种关联属于比较古老的苏格兰血统”。在鲍勃的项目中有很多人属于这一群体,他们拥有相似的Y染色体短串联重复序列,但也有足够的差异说明他们共有的祖先是很早期的祖先。

鲍勃说:“没有一个单一的Y染色体短串联重复序列能够显示唐纳德与氏族建立联系的年代,要想找到这个答案,我们必须搜集一组简短重复。有一个简短重复与其他样例都不一样,但是我需要其他样例来印证这一点。”

当我问到他对Y-DNA检测的看法时,他说:“这是一个补充我们已知信息的绝妙方法。”说着他就笑了起来,然后接着说道:“如果我认为我是美国小说作家辛克莱一类的人物,我可能就不会进行这个检测了,但是这个氏族的遗传学家请我来做这事,我还是非常高兴的。”

是不是只有一个氏族才共有一组相同的Y染色体呢?有同一姓氏的群体有没有相同的Y染色体呢?

姓名是具有很强象征意义的标记,能告诉我们传统意义上最重要的东西:名字是独特的身份标识,也是祖先的标识。我们的名字里有父亲的姓氏,还有他前人的姓氏。当然,姓氏还有一些实际用途。例如,在20世纪初,据说在蒙古国政府禁止使用姓氏以后,意外的乱伦事件增多了,这可能是因为人们在做爱时不知道他们有亲缘关系的缘故。后来的政府恢复了姓氏的使用,当时的蒙古国总理还宣布,家族姓氏的使用降低了犯罪率,提高了人们的社会责任感。(让人哭笑不得的是,当时人们担心有一大批蒙古人已经不记得自己家族的姓氏了。当然,掌握了人民的家族姓氏和亲缘关系,更有利于国家管理。)