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【科學講堂】全球皆鄉親 源頭在非洲

2019-04-03
■人類相互之間線粒體DNA的差別不算太大,比黑猩猩之間的差別還要小。 網上圖片■人類相互之間線粒體DNA的差別不算太大,比黑猩猩之間的差別還要小。 網上圖片

根據生物學跟人類學的分類, 現今人類的學術名稱是智人(Homo sapiens),大約在35萬年前出現在地球之上。不過智人是從世界的哪個角落出現,再慢慢遍佈全球呢?今天就和大家分享一下這方面的一些發現。

達爾文最早提出 DNA提供證據

上世紀後期,人類學家經常爭論現代智人是在地球哪裡開始發展起來:是先在地球的某一處(比方說非洲)發展起來,然後再傳遍整個世界;還是在地球的不同地方同時發展,其後再慢慢混合起來,變成今天的智人?早在19世紀,達爾文就已指出,非洲的人猿跟我們十分相似,可能我們的祖先就是來自非洲。到了上世紀初葉,早期猿人的化石開始在非洲被發現,更加支持了這個「起源自非洲」的猜想。

隨荍畯拊韱NA有愈來愈多的認識,擁有愈來愈發達的DNA分析技術,最終為這個問題提供了較確切的答案。普遍來說,憑茪騆不同物種的DNA,我們可以決定哪些物種是比較親近的;不過,一般DNA的變異較慢,也就是說人類演化的過程相對來說太快,比較不同人種的DNA,不能夠清楚地顯示出不同人種是如何隨荇伅’蚨t化的。要解答這個問題,必須要將注意力放在其他地方才行。

之前跟大家談及人造細胞的時候,有提到過比較發達的生物的細胞中,有一個叫作線粒體(mitochondrion),專門負責維持細胞能量供應的部分。我們可能早已聽過細胞核中藏有DNA,但原來某些生物的線粒體中也含有一些所謂的線粒體DNA(mitochondrial DNA,簡稱mtDNA)。

以人類為例,每個線粒體中就含有大約兩組到十組的線粒體DNA。這些線粒體DNA發生基因突變的頻率較高,我們正好可以藉由比較不同人種的線粒體DNA,去分析在相對短時間內,這些人種的基因是如何轉變的,以及他們之間的演化關係。

來自相同源頭 近代才現變化

加州大學柏克萊分校的生化學教授威森(Allan Wilson)在上世紀80年代,與他的研究生肯恩(Rebecca Cann)及斯通金(Mark Stoneking)就進行了這樣的研究。他們發現來自不同族群的人類,線粒體DNA的差別不算太大(比黑猩猩之間的差別還要小),反映出智人很有可能是來自於同一個源頭(要不然DNA差別應該會更大),而且源頭應該是在相對近代才出現的(因此沒有足夠時間去變化出不同的DNA差異)。他們更發現在非洲可以找到較多的智人線粒體DNA差別,而在其他地方的智人族群,則擁有相對類似的DNA,進一步帶出人類是來自非洲的。

英國牛津大學的生物學家Andrea Manica也在2007年發表了他團隊對這個問題的研究成果:不過他們研究的是人類頭骨的形狀(例如頭蓋骨的長度、眼窩的高度)。

他們同樣發現,離非洲愈遠,人類頭骨之間的差異就愈小;如果人類是在世界不同的角落同時發展的話,就應該有其他地方可以讓我們發現各式各樣的頭骨形狀。

如此看來,非洲可能是大家的故鄉呢。■張文彥博士 香港大學理學院講師

短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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