DNA里的姓氏密码
2021-10-15姜澎
姜澎
子随父姓是几千年来普遍遵循的命名方式,但传统或许并非人的“本意”。那么追溯人类起源,事实究竟如何?科学家把目光投向用另一种语言写成的历史记录——DNA。
事实上,每个人都拥有数以亿计的历史记录拷贝,每一份拷贝都保存在身体的一个细胞中。你的DNA继承自你的父母,而你又把它传给你的子女,就像一份不可能丢失的家谱。
20世纪80年代,牛津大学人类基因研究所科学家布莱恩?塞克斯发现,人类的姓氏和遗传基因之间有密切的联系。不过,我们要先从最基础的染色体了解起。每种动植物中都有特定数目的染色体,染色体上携带着许多遗传基因,即DNA(脱氧核糖核酸)。可以说,染色体的本质就是DNA和蛋白质的组合,是基因的主要载体。一般正常人拥有23对染色体,其中常染色体22对,性染色体1对,即男性为XY,女性为XX。因此我们可以看到,Y染色體是男性独有的。
遗传发生时,由于Y染色体只能以“XY”两条染色体配对的形式出现,在绝大部分区域不能和X重组,它就可以按照父系传递下去。通俗地说,就是在遗传中,母亲的X染色体可以传给儿子,也可以传给女儿,而Y染色体只能由父亲传给儿子,就像姓氏一样代代相传。也就是说,男性基因组中的Y染色体和其父亲Y染色体相同,同一个家族中具有血缘关系的男性的Y染色体也是相同的。
有句妇孺皆知的俗语说,同姓的人500年前是一家。从遗传的逻辑角度来看,事实确实如此,尤其对于男性,因为子随父姓符合遗传学原理。
鉴于父系遗传特点,Y染色体也因此被科学家俗称为“姓氏基因”。也得益于这一特点,利用Y染色体可以推断是否来自于统一父系,还能应用在警方缩小刑侦范围、排查嫌犯的过程中,甚至用于研究人类的进化和起源。
然而,在群体遗传学中,人类的基因地图上却很少能觅到母系的基因遗传特征,且姓氏传递完全随父亲的现实,更给人类寻找祖先“夏娃”增添了困难。那么,没有Y染色体的女性,她们的姓氏基因到底为何?是不是就无法通过DNA检测方法来溯源了?
有意思的是,人类的有性生殖系统保留了另一套完好的历史记录,其中一份就是存在于细胞核之外的一种不能重组的线粒体基因。线粒体拥有自己的一套遗传控制系统,包括自己的DNA,即mtDNA。
更有意思的是,线粒体DNA只是一个具有多个拷贝的基因组片段,在遗传中,子代的所有拷贝都只来自于母亲,父系的线粒体在精卵结合时却不能进入卵细胞,所以父母双方线粒体的重组不能在子代中发生。尽管儿子也能从母亲那里继承线粒体DNA,但却无法将它遗传给自己的后代。也就是说,如果一个母亲孕育的全都是儿子,那么她的线粒体DNA遗传链将到此终止。因此,线粒体DNA就成为一本传女不传男的珍贵“档案”。
复旦大学生命科学院教授卢大儒曾提出过,根据基因的传承特征,建议今后生儿育女时,子随父姓,女随母姓。因为用这样的方式,人类就可以通过线粒体DNA找到自己的“老祖母”,通过Y染色体找到自己的“老祖父”。
在一定程度上,母系遗传传递的“贡献”也要大于父系遗传。卢大儒也做过通俗的解释:母亲传递给子女的基因,要略多于父亲,主要是性别相关的X染色体的基因要远多于Y染色体。此外,母亲还能够将细胞质,包括含有遗传物质的线粒体传递给子女。
线粒体DNA为母系遗传,从逻辑上讲,每个人身上都有母亲传递的线粒体遗传基因,且这种传递能够通过母女的垂直传播,一直传递下去。例如,母亲传给女儿,女儿传给外孙女等,这些传承者和母系祖先拥有共同的线粒体DNA。
如果母亲生的是儿子,则线粒体的传承在儿子这里就终止了,因为父亲是不能传承线粒体的。在这样的情况下,如果女随母姓,则每个人可以很容易地通过线粒体找到自己的母系祖先。