April 26,2009 13:59

人類遷離非洲(Out of Africa)之一:母系血緣粒線體DNA單倍群(mtDNA)



現今基因考古學(Archaeogenetics)自1990年代以來的發展,得以逐漸驗證現代人類起源自非洲的理論(recent African origin of modern humans)。

直立人轉變為現代智人
依據考古學的研究,現代智人(Homo sapiens)大約在25萬年前在非洲出現。最古老的現代智人化石在非洲衣索比亞阿瓦須河(Awash River)中游河岸被發現,生存的年代大約在16萬年前。在非洲以外,最古老的現代智人化石在澳洲蒙戈湖(Lake Mungo)湖岸被發現,生存的年代約在4萬2千年前。

粒線體夏娃和Y染色體亞當
藉由現今遺傳基因的研究,得以將人類遷離非洲的歷史解密。基因考古科學家採用兩種研究方式:一種是追溯母系血緣的粒線體DNA單倍群(human mitochondrial DNA haplogroup),簡稱mtDNA;另一種是追溯父系血緣的Y染色體DNA單倍群(Human Y-chromosome DNA haplogroup),簡稱Y-DNA。

所有現代人類的mtDNA都是源自於同一個遠古女智人,基因考古科學家稱她為粒線體夏娃(Mitochondrial Eve);所有現代人類的Y-DNA也都是源自於同一個遠古男智人,基因考古科學家稱他為Y染色體亞當(Y-chromosomal Adam)。
分子基因時鐘(molecular clock or gene clock)估算人類基因變異的起源年代,粒線體夏娃大約在16萬年前生存在非洲,Y染色體亞當大約在6萬年前生存在非洲。也就是說,人類的父系先祖較晚自非洲分離出現。

基因隔絕
依據考古化石的研究,現代智人約出現在25萬年前,比粒線體夏娃和Y染色體亞當的生存年代還要更古久。可能的原因是基因隔絕(genetic isolation),使現代人類的母系和父系先祖是唯一遺傳下來的族群。所謂的基因隔絕是,一個生物族群因為被外在環境隔離而保存獨特的基因。融合其他現代智人的基因的粒線體夏娃和Y染色體亞當,因為基因隔絕使他們成為現代智人共同的先祖。

粒線體DNA單倍群
基因考古科學家將母系血緣的粒線體DNA,自人類從非洲遷離開始,依基因變異歸類為先後不同的單倍群(Haplogroup)。第一個粒線體DNA單倍群是粒線體夏娃。

粒線體夏娃的第一個子代L1單倍群
最先自粒線體夏娃分出的子代是粒線體DNA單倍群L1(Haplogroup L1)。mtDNA單倍群L1約在15萬年前在非洲分出。

L1單倍群數值最高的是布希曼人(Bushmen)和巴姆布提人(Bambuti)。
布希曼人分佈在非洲南部的南非、波札納、辛巴威、賴索托、納米比亞與安哥拉,等等地區。電影上帝也瘋狂(The Gods Must Be Crazy)的非洲演員歷蘇家族就是布希曼人。
巴姆布提人分佈在非洲中部的剛果地區。

L2單倍群和L3單倍群
mtDNA單倍群L1再分出的子代是L2單倍群(Haplogroup L2)和L3單倍群(Haplogroup L3)。
L2單倍群和L3單倍群約在8萬年到10萬年前在非洲分出。

L2單倍群的最高數值是分佈在下撒哈拉非洲地區(Sub-Saharan Africa)。也就是在非洲北部撒哈拉沙漠以南到中部剛果之間的地區。
L3單倍群的最高數值是分佈在東非地區。

M單倍群和N單倍群

mtDNA單倍群L3再分出的子代是M單倍群(Haplogroup M)和N單倍群(Haplogroup N)。
M單倍群和N單倍群約在6萬5千年前在東非分出。

M單倍群和N單倍群是人類最先自非洲遷離的mtDNA世代。她們在冰河時期從東非的非洲角越過紅海到阿拉比亞半島,之後,再遷移到中東沿著南方較為溫暖的海岸線擴散遷移到印度半島。


M單倍群的遷移路線又再分出:一路往東北穿越支那大陸最遠經過白令海陸橋到美洲大陸;一路往東南經過印支半島最遠到澳大利亞;一路再回返非洲分出M1單倍群子代(Haplogroup M1)。
N單倍群的遷移路線又再分出:一路往西北到歐洲大陸;一路與M單倍群遷移的路線相近。

M單倍群最高數值分佈在印度半島的孟加拉地區。
N單倍群廣泛分佈歐洲大陸和大洋洲島嶼,並且在亞洲大陸以及美洲也有分出的子代。

現今在非洲以外的其他世界各地分佈的所有mtDNA單倍類群,都是從M單倍群和N單倍群分出的子代。

:M單倍群和N單倍群的分出地區,有不同的假說。一說是在非洲,一說是在亞洲。分出自非洲的說法是,M和N單倍群是L3的子代,如果M和N單倍群在非洲以外才出現,那必定在非洲以外也有相當數量的L3分佈,但是,單倍群L3在非洲以外幾乎沒有出現。分出自亞洲的說法是,M和N單倍群最高數值分佈在亞洲地區,而不是非洲。
:N單倍群的遷移到歐洲的路線,有不同的假說。一說是一支沿著尼羅河北上經過西奈半島到歐洲大陸,一說是先往中東再到歐洲大陸,另外一說是兩種路線都有。

M單倍群的子代
mtDNA單倍群M再先後分出不同的單倍群:
haplogroup M (mtDNA)

M1單倍群:主要分佈在北非和中東的地中海沿岸,阿拉比亞半島以及東非非洲角。
M2和M3 和M4和M5和M6單倍群:主要分佈在南亞的印度半島地區。
M7和M8單倍群:主要分佈在東亞的日本。
M9單倍群:主要分佈在東亞和東南亞。
M9單倍群又分出E單倍群子代:主要分佈在東南亞的馬來半島,巴布亞新幾內亞(Papua New Guinea),關島,菲律賓群島,以及福爾摩沙(台灣),等等南島語族島嶼。
M10單倍群:主要分佈在東亞。
M11單倍群:主要分佈在中國。
M12單倍群:主要分佈在日本。
M27和M28和M29單倍群:主要分佈在南太平洋美拉尼西亞群島。
M31和M32單倍群:主要分佈在印度洋孟加拉灣的安達曼群島。
M33和M34和M35和M39和M40和M41單倍群:主要分佈在南亞的印度半島地區。其中,M35在東歐的斯洛伐克也有特殊分佈。
M42單倍群:主要分佈在澳大利亞原住民。
M48單倍群:主要分佈在阿拉比亞半島的沙烏地阿拉伯。

C單倍群:主要分佈在中亞,東北亞,以及美洲原住民,另外在西班牙也有特殊分佈。
D單倍群:主要分佈在東歐,中亞,東北亞,美洲原住民。
G單倍群:主要分佈在日本,以及一些在亞洲的孤立地區。
Q單倍群:主要分佈在南太平洋美拉尼西亞群島和澳大利亞原住民。
Z單倍群:主要分佈在北歐,歐亞大草原地區,以及日本。

N單倍群的子代
N1單倍群:主要分佈在歐亞大陸西部的歐洲大陸和西南亞地區。也就是印歐語族分佈的地區。
N1單倍群又再分出I單倍群:主要分佈在歐洲大陸和地中海東部沿岸到伊朗之間的近東地區。

A單倍群:主要分佈在中亞和東亞。
R單倍群:廣泛分佈在世界各地。R單倍群又再分出B、U、K、H、V、J、和T的子代單倍群。
B單倍群:主要分佈在東亞和美洲原住民,以及東南亞和南島語族(包含福爾摩沙人)
F單倍群:主要分佈在支那大陸東部和日本。
S單倍群:主要分佈在澳大利亞原住民。
W單倍群:主要分佈在西歐和南亞的東巴基斯坦。另外在澳大利亞原住民也有特殊分佈。
X單倍群:主要分佈在歐洲,近東地區,北非以及美洲原住民。
Y單倍群:最高數值分佈在西伯利亞東南地區阿姆河(Amur River,黑龍江)下游的尼夫赫人(Nivkhs)和日本北海道以及庫頁島的阿伊努人(Ainus,蝦夷人)。另外在突厥人,蒙古人,通古斯人,朝鮮人,日本人,支那人,以及東南亞島嶼人(包含福爾摩沙人)都有分佈出現。

基因瓶頸
M單倍群和N單倍群同樣是人類自非洲遷移後的子代,N單倍群廣泛分佈在世界各地,而M單倍群在歐洲大陸甚少分佈,可能的原因是基因瓶頸(genetic bottleneck)。所謂的基因瓶頸是,一個生物族群因為內在基因缺陷或外來的環境因素使族群數量減少,造成近親繁殖更使基因的多樣性降低而更加限制群族的擴散,甚至有滅絕的危機。遷移到歐洲大陸的M單倍群,因為基因瓶頸使她們無法在歐洲大陸遷移擴散。

相關連結:
recent African origin of modern humans
human mitochondrial DNA haplogroup
台灣話是福爾摩沙原住民語
人類遷離非洲(Out of Africa)之二:父系血緣Y染色體DNA單倍群(Y-DNA)

  • wasiwasi142 發表於樂多回應(3)引用(3)科學新知編輯本文
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    依據現今的Y染色體DNA單倍型類群的遺傳基因研究,所有人類的起源地是非洲,人類在冰河時期末期開始沿著歐亞大陸較為溫暖的南方海岸往北方遷徙。父系血緣的Y染色體DNA的單倍型類群在約7萬年前開始,從A單倍型類群(Haplogroups A)變異到R單倍型類群(Haplogroups R)。 在冰河時期,福爾摩沙島和印支半島(Indochina)以及支那大陸(China)是連在一起。 最先沿著歐亞大陸的東南地區遷徙擴散的是C單倍型類群(Haplogroups C)和D單倍型類群(Haplogroups
    台灣話是福爾摩沙原住民語【E大調】 at April 27,2009 00:49
    原文連結:許銘洲專欄:台灣史與基因比對呈現的「台灣人圖像」 一、台灣人南方民族純種基因高,與東南亞民族血緣相近 2001年間淡水馬偕醫院醫學研究科研究員林媽利醫師,針對一六七位台灣閩南、客家人,以及七十五位屏東、新竹客家人等二項血液分析研究中,從其組織白血球抗原 半套體(HLA)中發現,台灣閩南、客家的祖先並非來自中原漢族,反而應該是南方民族的後代。林醫師這項參考二十五項醫學、人類學等學術資料的研究發表論文,近來在台灣社會引起相當大的震撼,巔覆了台灣閩客族群屬於漢族的傳統看法。 林媽利的
    台灣史與基因比對呈現的「台灣人圖像」【E大調】 at April 29,2009 21:09
    原文連結:非原住民台灣人的基因結構 林媽利 從基因的結構上,台灣人分少數的台灣原住民及大多數的非原住民台灣人,台灣原住民在台灣島內經過幾千年長期的隔離,形成相似及一致的基因結構。非原住民的台灣人是由多個族群融合而形成,因此基因結構多樣及互異。我們共分析一百名非原住民台灣人的體染色體組織抗原、母系血緣及父系血緣,試著探討台灣人與周圍族群的關係,也就是與台灣原住民、東南亞島嶼族群(印尼、菲律賓)、中國的福建廣東及亞洲大陸的關係。這一百人中有十九人的近代祖先來自福建廣東,三人的祖父來自其他省份,
    非原住民台灣人的基因結構 【E大調】 at April 29,2009 21:15
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    40萬年前人齒出土 現代人源起以色列
    http://www.libertytimes.com.tw/2010/new/dec/29/today-int4.htm
    以色列考古學家二十七日表示,他們在以色列中部挖掘到約四十萬年前的人類牙齒,這可能是目前已知最早的現代人存在的證據,若真如此,現代人起源理論就可能得改寫為起源於中東。

    特拉維夫大學考古學研究所的戈佛教授和巴凱博士,在特拉維夫本古里昂機場十六公里外的中部城鎮羅許艾因一處名為「格西姆」(Qesem)的洞穴,挖到八個人類牙齒,經X光、電腦斷層掃描、所在位置地質層年代,鑑定為出自四十萬年前的中更新世,是目前全球所發現年代最早的智人(homo sapiens)遺骸,這批牙齒的大小、形狀,都和現代人非常相似,這份上週在「美國自然人類學」期刊發表的報告據此認為,現代人並非如原本學界所認定的起源於非洲,而是中東。

    挑戰非洲起源論

    目前學界普遍認為,現代人的直系祖先「智人」約二十萬年前源於非洲,然後逐漸往北遷徙,經過中東,到歐洲和亞洲,並演化成現代人。近期已在中國和西班牙發現的早期人類遺骸,讓這種「非洲起源說」受到質疑,但仍無人能肯定。此前,在衣索比亞中阿瓦什河谷區發現的十六萬年前智人遺骸,據信是迄今發現的最古老「現代」人。在以色列發現的其他人類遺骸年代都較近期,約在八萬到十萬年前。

    「格西姆」洞穴在西元二○○○年被發現後就一直是考古重鎮。牙齒是人類骨骸中能保存最久的部位,除了這批牙齒,戈佛的團隊還發現早期複雜人類社會存在的證據,如使用過的多樣削尖石片,和其他史前工具,顯示當時已具備有系統的製造石片、習於使用火,以及打獵、切割和分享動物的肉,及開採原物料用於將岩石製成片狀工具。

    劍橋大學學者梅拉爾斯認為,戈佛研究有其信譽,也很重要,因為那段關鍵時期的考古發現相當稀少,但就此下定論還言之過早,因為牙齒的可信度不及頭骨遺骸,他認為這批遺骸比較像是現代人的遠古親戚尼安德塔人。現今科學界接受的理論是,現代人和尼安德塔人都出自約七十萬年前住在非洲的共同祖先,之後其中一支後裔遷徙到歐洲、演化成尼安德塔人,之後絕種;另一支後裔留在非洲,演化成智人,再演化成現代人。

    戈佛說,他們將持續挖掘該處洞穴,自信將能找出頭骨或其他部位骨骸佐證,證明現代人是源於現今以色列所在地。
    | 檢舉 | Posted by ESIR at February 24,2011 19:19

    末世神學:律法時代在以色列的工作
    http://blog.roodo.com/esir/archives/13274637.html
    耶和華向以色列人作的工,在人類當中立下了神在地的發源地,也是他所存在的聖地,他以以色列人為他作工的範圍。起初他在以色列以外並沒有作,為了縮小工作範圍,他選擇了合適的人。以色列地是神造亞當、夏娃之地,耶和華取那地的塵土造的人,那地為耶和華在地作工的根據地,以色列民就是挪亞的後代,也是亞當的後代,是耶和華在地作工的奠基人。
    | 檢舉 | Posted by ESIR at February 24,2011 19:26

    研究成果震驚科學界 華裔學者撥慢“分子時鐘”
    http://big5.xinhuanet.com/gate/big5/news.xinhuanet.com/overseas/2006-08/01/content_4904622.htm
    悉尼華裔科學家何裕華最近發表了震驚科學界的研究發現,他指出,“分子時鐘”的推算生物種間分歧或拓殖之年代的方法有問題,人們可能因此錯誤推算了不少重要的年期。這一發現震驚了科學世界,而何裕華本人也因此獲牛津大學頒發的博士學位。

    何裕華的研究認為,根據考古發現定出的物種變化時期更為接近實際。而使用 DNA分析研究或“生物時鐘”定出的物種變化時間偏差頗大。

    “寒武紀大爆炸”
    考古年期:5.6億年前
    DNA年期:160億年前
    美洲出現人類
    考古年期:1萬至1.2萬年前
    DNA年期:2.2萬至2.5萬年前
    人類飼養馬
    考古年期:6千年前
    DNA年期:32萬至63萬年前
    人類飼養狗
    考古年期:1.2萬至1.4萬年前
    DNA年期:18萬至13.5萬年前

    人類演變時間更晚?
    何裕華認為,現在科學家廣泛採用的“分子時鐘”方法來計算遺傳距離存有問題。“分子時鐘”方法假設基因像時鐘一樣以恒定的速率累積突變,因此科學家可以測量出生物的演化,但何裕華的研究卻表明此推論是錯誤的,他指出年代愈久遠,基因改變的速度其實愈慢,因此推斷出人類應該在十至十五萬年前演變出來,比現在的說法縮短了一倍。

    悉尼大學生物科學學院,何裕華的前任導師拉斯‧傑蒙博士指出,何裕華的研究具有“開天辟地”的廣泛影響,可能會引起很大爭議。

    年代越遠,“時鐘”越慢
    1965年,生物化學家提出基因變異按照恒定的速度進行累積,因此兩個物種之間突變的數量可以用來推測物種進化分支發生的時間,甚至不需要化石來提供證據。從那時起,科學家們已經使用不同基因的分子鐘來研究各種物種的進化。盡管科學家們發現過不符合“分子時鐘”規律的例外情況,但大多數生物學家們仍然堅持使用這種他們最喜愛的“時鐘”。

    何裕華的研究推翻了上世紀60年代以來科學家廣泛採用的推算法,證明這個方法未必在所有物種身上都是正確的。他深入研究生物的基因代碼,包括鳥雀、哺乳類動物及猩猩的基因,證明“分子時鐘”並非以穩定的速率運行,年代越遠,“時鐘”走得越慢。何裕華更指出,很多重要的年期都被錯誤推斷。例如美洲何時出現人類、動物何時起被人飼養、艾滋病何時開始等。
    | 檢舉 | Posted by ESIR at February 26,2011 16:54