近年来,随着生命科学的突飞猛进,利用遗传学方法在多领域进行“追根溯源”的研究已经成为科学家屡试不爽的法宝。通过这一手段,科学家在5月13日出版的《科学》杂志上为我们绘制了两幅“地图”,一幅讲述了麻风病在全世界的传播路线,另一幅则描绘了人类祖先“走出非洲”的可能历程,而这两项成果无不对已有学说形成了挑战。
基因分析方法对于研究疾病的演化与传播有着重要意义。在黑死病或艾滋病肆虐全球之前,麻风病一直是人类最大的敌人。在一项研究中,法国巴斯德研究所的分子微生物学家斯图亚特·科尔领导的研究小组,对麻风杆菌基因组的单核苷酸多态性(SNP)进行分析后,发现了麻风病菌的起源地和病菌伴随人类迁徙而传播的路线。
研究人员在分析中发现,由14.2万个碱基对组成的麻风杆菌基因组,只有5个位点能发生单核苷酸变异(即单核苷酸多态性)。由于麻风杆菌基因组充斥着大量不编码蛋白质的“无用”序列,实际发生单核苷酸变异的只有3个位点。组成DNA链的核苷酸有4种,理论上这3个位点发生单核苷酸多态性会产生64个变异株系,但实际上研究人员只发现4个株系。在这4个株系中,2型病菌发现于东非和中亚的局部地区,研究人员认为这是最古老的一个株系;1型病菌发现于亚太地区,代表麻风杆菌向东蔓延的一支;3型病菌主要发现于欧洲、北非和美洲;4型病菌是变异最晚的一支,主要发现于西非地区,和3型病菌亲缘最近。
长期以来,医学界一直认为麻风病起源于印度。而新研究显示,麻风病可能最早起源于东非或中东地区,然后伴随着人类的迁徙分别向东、西两个方向蔓延。到了近代,麻风病才蔓延到美洲和西非地区。
如今,基因研究在古人类学领域同样占居着重要地位。在这期《科学》杂志的另一篇论文中,两个独立的研究小组通过对人类线粒体DNA的研究发现,现代人类的祖先最早可能沿着印度洋海岸线“走出非洲”,在到达印度后又向亚洲其他地区和欧洲迁徙。而并非像传统学说推测的那样,先移居到中东和中亚地区,然后向亚洲其他地区和欧洲等地迁徙。
我们对人类迁徙的了解大多来自于现代人口的线粒体DNA分析。线粒体DNA是由母系遗传的,不同人群之间线粒体DNA序列上的差异,总体反映了这些人群分离后的时间长短。印度海德拉巴细胞与分子生物中心的拉尔吉·辛格和同事对印度和缅甸之间安达曼岛和尼可巴岛上土著人群的线粒体DNA进行了分析。他们发现安达曼岛人中有两个相对古老的人群,这两个人群可能自从走出非洲以来一直生活在岛上,因此被隔离地保存下来。与此相反,尼可巴岛上的人群与东南亚其他人群看起来关系要近得多,表明他们是相对很晚的时候才从东南亚地区移居过来。
由英国、意大利、德国和马来西亚科学家组成的第二个研究小组,分析了马来西亚的欧昂阿斯利土著人的线粒体DNA,结果也支持走出非洲的人类是从一个通过印度的南部沿海路径进入东南亚和现在的澳大利亚的。欧昂阿斯利土著人可能是在他们的祖先离开非洲后不久,即大约6万年前,与其他的亚洲血统人群分开的。文森特·麦考利和他的国际研究小组提出,这些古人类曾有过分散到欧洲和近东的一个较早的迁徙,但是从印度到澳大利亚的散播速度却相当快,只用了几千年的时间。