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[科普中國]-追溯祖先,尋找罪犯……DNA能告訴我們多少信息?|王傳超

我是科學(xué)家
原創(chuàng)

一塊幾百年前、幾千年前甚至幾十萬年前的骨頭,會告訴我們什么?幾萬年前的古人類跟我們的關(guān)系是什么?通過骨頭中的DNA,我們能夠回到過去,把“過去”直接拿來跟“現(xiàn)在”進(jìn)行比較,從而知道我們是誰,我們從哪里來?廈門大學(xué)人類學(xué)研究所所長、教授、博士生導(dǎo)師 王傳超將和大家分享《讓DNA來回答:我們的祖先是誰?從哪里來,又要到哪里去?》。

王傳超演講視頻:

以下為王傳超演講實(shí)錄:

我是王傳超,來自于廈門大學(xué)人類學(xué)研究所。我主要的研究方向是通過DNA來回答:我們的祖先是誰,從哪里來,又要到哪里去?

也許每個人小時候都問過父母,我是從哪里來的?我想大家也得到過非常多的答案,比如是從石頭縫里面蹦出來的,從街邊撿過來的,從垃圾桶里面撿回來的……

但是隨著我們逐漸長大,會不滿足于父母的答案,會自己探索“我們究竟是誰”“從哪里來”這樣的問題。于是,我們就會去求助科學(xué)家——也就造成了我在辦公室里從來不敢裝座機(jī),甚至電話也不太敢接。因?yàn)橛泻芏嗳藭黼娫捳椅?,問我能不能幫他測一下DNA,告訴他是不是李世民或者趙匡胤等人的后代。

之所以現(xiàn)在會遇到這么多問題,是因?yàn)槲以谑昵案闪艘患浅I窠?jīng)的事情:我們向全國發(fā)出了一個尋人啟事,去找曹操的后代。

曹操是三國時期的人,距我們有1800多年。那么,我們?nèi)绾卧诂F(xiàn)在中國的10多億人里判斷誰可能是曹操后代呢?

我們研究的工具就是男性所特有的一種Y染色體,它只能從父親傳給兒子。也就是說,只要不改姓、不收養(yǎng)、不紅杏出墻,Y染色體就會永遠(yuǎn)跟著男性的姓氏傳遞下去。

如此,我們就可以在現(xiàn)代姓曹的人里邊試圖尋 找共同的特征 ,而這些特征同時又能夠 跟1800年前的曹操聯(lián)系起來 。

但是在實(shí)際操作中,我們又遇到了更大的困難:“曹”這個姓氏在中國現(xiàn)在有700多萬人,都篩一遍不太現(xiàn)實(shí)。所以我們又增加了一個新的坐標(biāo)——家譜。

家譜在中國有非常悠久的文化傳統(tǒng)。我們翻遍了全國的曹姓家譜,拜訪了所有跟曹操相關(guān)的家族。從北方一直到南方,一共調(diào)查了79個曹姓家族,取了幾百份樣本。

我們?yōu)槭裁从X得曹操的身世之謎如此有趣?

首先,曹操非常有名,看過《三國演義》的人都知道他。

其次,曹操的身世存在爭議。曹操的爺爺是一個太監(jiān),所以不可能擁有自己親生的后代。因此在當(dāng)時,曹操的身世就一直為大家所詬病。

曹操怎么介紹他的身世?

他說自己是漢丞相曹參的后代(“漢相國參之后”),這里的“參”指的是“蕭規(guī)曹隨”里的曹參。 在三國的年代,一個人的出身就很可能決定了他的政治生涯 。曹操說是曹參的后代,就為他 輔佐漢室江山提供了一個非常正當(dāng)?shù)睦碛? 。

但是曹操的一些敵人怎么說?

袁紹當(dāng)時攻打曹操,他說曹操的父親曹嵩其實(shí)是街邊的乞丐抱養(yǎng)過來的(“父嵩,乞丐攜養(yǎng)”)。東吳人也是曹操的敵人,寫《曹瞞傳》,說曹操的父親曹嵩是夏侯氏之子,曹操和夏侯惇是堂兄弟(“太祖與惇為從兄弟”)。

我們的DNA結(jié)果后來發(fā)現(xiàn),在家譜上說是曹操后代的這些人,他們有一種非常高頻率出現(xiàn)的Y染色體類型(O2,圖中用五角星標(biāo)注);我們也調(diào)查了自稱是曹參后代、但不是曹操后代的那些人,他們有另外一種Y染色體類型(O3)。O2跟O3雖然只是一個數(shù)字的差別,但它們中間岔開了2萬多年。所以,當(dāng)時曹操可能是自己杜撰了曹參后代的身份。

為了進(jìn)一步揭開曹操究竟是誰,我們又跑到了曹操的老家——安徽亳州。安徽亳州是曹操爺爺發(fā)跡的地方,那里有他們家方圓幾公里的一個墓葬群。我們從里面選取了一個有確切身份記載(曹操的叔爺爺曹鼎)的墓葬,然后在墓葬主人的一顆牙上鉆小孔、取粉末來提取DNA。結(jié)果發(fā)現(xiàn),曹操叔爺爺?shù)腨染色體類型跟曹操現(xiàn)在的后代是一樣的。

也就是說 ,曹操其實(shí)與叔爺爺來自于同一家,而不是街頭乞丐抱養(yǎng)的后代;同時,他也不是夏侯的后代 。這說明當(dāng)時的袁紹跟東吳人說曹操身份來源不明都是在詬病他,而我們的研究在一定程度上為曹操正名了。

我們還可以跨越五六千年,去研究全體中國人的祖先。我們發(fā)現(xiàn),有將近一半的中國人都可以追溯到5400~6800年前的三個老祖宗,就是圖上這三個最末端的α、β、γ分支??梢韵胂鬄椋? 遠(yuǎn)古時代有三個非常強(qiáng)大的父系部落,這些部落里的人娶了很多老婆、生了很多孩子,如此一代一代傳承下去 ,就奠定了整個中國的遺傳基礎(chǔ)。

我們用同樣的方法,還判斷了清朝皇族愛新覺羅家的Y染色體類型,發(fā)現(xiàn)屬于C3b下面的一個小分支。有趣的是,C3b下面另外一個分支在蒙古族里邊頻率特別高,有可能是成吉思汗(或者和成吉思汗有關(guān)的部落)的Y染色體類型。我們還可以把時間從清朝推到元朝,甚至再推到七八千年前——因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)中國東北地區(qū)和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)的古人Y染色體類型也屬于C3b。

所以,我們可以通過男性相傳的Y染色體,重構(gòu)出延續(xù)8000年的父系血脈。

看過金庸小說的人都想知道乾隆跟陳家洛有沒有關(guān)系。如果你現(xiàn)在拿起手機(jī)去搜索關(guān)鍵詞,可能會看到一些消息,說DNA研究已經(jīng)給出了答案——乾隆跟陳家洛是一家的。

這個消息來自于新垣平寫的一本書,《劍橋簡明金庸武俠史》。在書中第27~28頁,新先生言之鑿鑿地說,復(fù)旦大學(xué)人類學(xué)實(shí)驗(yàn)室的李輝、嚴(yán)實(shí)和王傳超寫了一篇論文,發(fā)現(xiàn)清高宗后裔的Y染色體跟其他清朝的皇室都不一樣,反而跟海寧陳家是完全吻合的。并且哪一年發(fā)表在什么期刊上都寫得清清楚楚。

大家信嗎?

全是假的, 我們根本就沒有做過這個研究,更沒有寫過這篇論文 。神勇的新博士還有廣大的網(wǎng)民朋友幫我們杜撰了這篇論文,并且把這個故事講得有聲有色。

所以大家可以理解為什么有這么多人會打電話找我,就因?yàn)橄胫雷约菏遣皇乔〉暮蟠?,跟陳家洛有沒有關(guān)系。

其實(shí)作為科學(xué)家, 我們更關(guān)注人類整體 。

如今,我們已經(jīng)可以從古人類的身上直接提取DNA,比較與幾千年前、幾萬年前人的關(guān)系。 十多年積累的數(shù)據(jù),幾乎重寫了人類起源、遷徙和演化的歷史 。

我們的祖先都可以追溯到30多萬年前的非洲。大約5萬多年前,他們離開非洲,到達(dá)了中東和近東,碰到了尼安德特人——尼安德特人是在23萬年前就出現(xiàn)在歐洲的一種古人類,不過在3萬年前突然滅絕了。我們的祖先跟他們在歐洲可能共存了有1萬多年的時間。這么長時間的共存,那么有沒有發(fā)生點(diǎn)什么事情?還真的發(fā)生了。通過與尼安德特人的DNA比較,我們發(fā)現(xiàn)我們都帶有2%-3%的尼安德特人血統(tǒng)。

我們的祖先在和尼安德特人混血之后,一個分支走向歐洲,變成現(xiàn)在的歐洲人;另外一個分支繼續(xù)向東,沿著海岸線走到了亞洲??赡苁窃谥袊戏交蛘邧|南亞,又分出兩個分支:一個分支繼續(xù)北上變成了我們的祖先;另外一個分支繼續(xù)南下。在南下的過程中,他們又碰到了另外一種古人類丹尼索瓦人——丹尼索瓦人跟尼安德特人生活在同一個時代,最后也滅絕了。經(jīng)過和丹尼索瓦人混血,現(xiàn)在的巴布亞人、新幾內(nèi)亞人甚至澳大利亞人身上都帶有5%到6%的丹尼索瓦人的DNA,所以他們的體貌特征看起來和我們很不一樣。

我們的祖先繼續(xù)走向亞洲,經(jīng)過了幾萬年的時間,到了9000年左右,在黃河流域和長江流域獨(dú)立發(fā)展出了農(nóng)業(yè),開始了非常穩(wěn)定的定居的生活,就出現(xiàn)了人口的增長。

隨后,黃河流域的祖先就開始了長途跋涉的人群遷徙,去開辟更多的領(lǐng)地。一批人群走上了青藏高原等地,和那里的土著人群混合,逐漸變成了現(xiàn)在的藏族、彝族和納西族。另外一個分支走向東邊和南邊,逐漸變成了漢族人群。

同樣,長江流域的人群的遷徙到了中國東南,跨過臺灣海峽到達(dá)臺灣,然后再由臺灣到東南亞,最遠(yuǎn)可以到達(dá)非洲的馬達(dá)加斯加。另外一個分支走向了中國西南地區(qū),逐漸演化成了現(xiàn)在的壯族、侗族和水族。

人口的遷徙和混合存在一個普遍的演化規(guī)律: 人群之間的差異會逐漸減小 。如果把8000年前生活在東北地區(qū)和中國南方的古人進(jìn)行比較的話,他們之間的差距約等于現(xiàn)在中國人跟法國人之間遺傳的差距;而如今僅僅有我們跟法國人差異的1/100。

同樣還有另外一個分支,他們繼續(xù)北上到達(dá)了西伯利亞,跟在貝加爾湖旁邊2萬多年前的一批來自于歐洲的古人群又發(fā)生了混合,我們的祖先貢獻(xiàn)了60%,來自歐洲的2萬多年前古人貢獻(xiàn)了40%的DNA。兩者融合以后,跨過白令海峽到達(dá)了美洲,變成了現(xiàn)在美洲的印第安人。

大家可能會在微信朋友圈看到,為什么印第安人叫“印第安”?是因?yàn)樗麄兏袊纳坛嘘P(guān)系。商朝被周朝打敗以后,商朝的移民就流亡到了美洲,見面后會互相問候“殷地安否”。其實(shí)無論從DNA還是從考古學(xué)上去看的話,這些傳說都是無稽之談。

大家可能會覺得,我的研究非常有趣,但是有什么用呢?

如果只是去揭示一個普通人的祖先是誰,來自于哪里,可能沒有什么用;但是如果用它來破解犯罪分子的身份,推測 犯罪現(xiàn)場的嫌疑人可能來自于什么地方 ,就會對破案有很大的幫助。我們可以通過犯罪現(xiàn)場所遺留的DNA來判斷嫌疑人是男是女,可能來自于什么地方,面部特征(如頭發(fā)顏色、眼睛顏色、單眼皮還是雙眼皮)是什么?都可以勾畫一個大致的輪廓出來。

如果這些信息還不足以讓公安來破案,我們還有更厲害的手段——

理論上講,只要有2%的成年人在數(shù)據(jù)庫提交自己的DNA信息,我們就可以追蹤到任何人的遠(yuǎn)親,進(jìn)而揭露他們的身份。

2016年,警方破獲了一起30多年的陳年舊案——甘肅白銀連環(huán)殺人案。犯罪分子的一個遠(yuǎn)房親戚行賄,被公安機(jī)關(guān)取了DNA樣本,然后順藤摸瓜追溯到了他本人。

另外還有個例子,就是去年剛破獲的美國金州殺人案。警方把當(dāng)年犯罪嫌疑人的DNA上傳到公共的數(shù)據(jù)庫,偽裝成了一個基因檢測的用戶。后來匹配到了他的一個遠(yuǎn)房親戚,讓沉寂40年的案件有了進(jìn)展。最后把犯罪分子抓獲的時候,他已經(jīng)將近70歲了。

除了法醫(yī)學(xué)之外,我也很難再想到追溯祖先有什么用途。但是對于培養(yǎng)孩子來講,我覺得我們 去尊重他們的興趣也是一種進(jìn)步和用途 。在我讀書的那個年代,很難講因?yàn)楦信d趣要去學(xué)這個專業(yè)。但是我現(xiàn)在發(fā)現(xiàn),有很多來自全國各地的學(xué)生,即使還沒有入學(xué),甚至都沒有通過考試,也愿意自己租房子到實(shí)驗(yàn)室里來做項(xiàng)目。他們告訴我很感興趣,想去做這件事情。

我覺得“感興趣”也是一件值得被尊重、推廣和重視的事情。希望我們每個人都能做一個有趣的人,做一些有趣的事情,謝謝大家。

(演講嘉賓王傳超:《讓DNA來回答:我們的祖先是誰?從哪里來,又要到哪里去?》)

作者:王傳超

編輯:麥芽楊、凝音