[科普中国]-线粒体夏娃

线粒体夏娃 （英文：Mitochondrial Eve），或称mt-Eve、mt-MRCA(全称：Matrilineal Most Recent Common Ancestor)，在人类进化学说中，被认为是人类的共同母系祖先，而现今人类体内的线粒体遗传自她。

历史可追溯至20万年前。此前科学家曾对世界不同地区和民族的女性进行线粒体DNA调查，确定现代人的线粒体来自于约10-15万年前的一位女性，这位母系祖先被称为“线粒体夏娃”。

简介1987年，权威杂志《自然》上发表了一篇论文，称“所有的线粒体DNA都来自一个女人”，而她活在大约20万年前的非洲。这篇论文的作者是伯克利市加利福尼亚大学的丽贝·L.卡恩、马克·斯通金，以及他们的博士导师阿伦·威尔逊。它从各方面激起了人们强烈的兴趣和激烈的争议，这种状况一直延续至今。作者将他们分析的样本称为“线粒体DNA”，而媒体戏称之为“线粒体夏娃”，这个称呼更加令人难忘，但也容易使人误解。这个夏娃并不是活在当时的唯一一位女人，她和创世纪的夏娃不同。根据圣经的文字记载推断，人类的历史应该是数千年，而不是20万年。另外，许多进化论者相信，人类是在世界上的不同地区同时进化的，他们并不赞成“走出非洲”的理论根据后一种理论，解剖学意义上的现代人源自非洲，而后迁移至世界各地。卡恩和她的同事分析了线粒体DNA (mtDNA)以及非核DNA (nDNA)。nDNA负责向后代传递我们眼睛的颜色、人种特征，以及对某些疾病的易感性：mtDNA只能编码蛋白质的合成及线粒体的其他功能。nDNA存在于机体的所有细胞内，混合了母亲与父亲的DNA（重组）；而mtDNA几乎只源于母系，来自精子的mtDNA即使有，也只有极少的部分。亲缘关系相近的个体拥有几乎完全一样的mtDNA，数千年里只出现过偶然的突变。人们认为，突变的数量越少，我们离共同祖先的时间距离就越短。

线粒体夏娃的支持者并不认为这个夏娃是世上第一个女人，或当时唯一的女人。相反，他们估计出现了某些灾难事件，令地球人口大幅度地减少了1万～2万人，只有这位夏娃的女性后裔系谱没有中断。据称，这位夏娃是所有现代人最晚近的共同祖先。1

夏娃和亚当人的基因有数万个，绝大部分位于细胞核的染色体上，但是有极少数（确切地说是37个）位于细胞质的线粒体中。每个细胞中都有成千上万个线粒体，它们是细胞的“呼吸器官”，为细胞活动提供能量。

在精子生成过程中，绝大多数的线粒体都被去除了，只保留极少数的线粒体提供精子运动的能量。在受精时，精子细胞核进入卵子，与卵子细胞核融合，而精子中残余的线粒体则被挡在外头，不进入卵子。因此，下一代的细胞核基因，一半来自精子，一半来自卵子，但线粒体基因则全部来自卵子。也就是说，线粒体基因属于母系遗传的。

在生成精子、卵子的过程中，细胞核的基因会发生重组，把原来的排列都打乱了。但是线粒体的基因却不会重组，因此它的传递是相当忠实的。不过，并不存在百分之百的完全忠实的遗传，在线粒体基因的传递过程中，就象细胞核的基因一样，还是会发生罕见的基因突变，改变了基因序列。随着时间的推移，线粒体基因积累的突变越来越多，后代个体之间线粒体基因序列的差异也就越大。一般说来，两位个体之间线粒体基因序列差别越大，表明他们与共同祖先分离的时间越长，亲缘越疏，反之则越近。

这样，通过比较现在各个个体之间线粒体基因序列的差异，我们就可以比较他们的亲缘关系是怎么样的，然后根据基因的突变率，就可以算出这些个体的共同祖先生活在什么时候。时间越向后推移，突变越多，但是如果越往前追溯，则突变越少，最后必然要达到一点，即不存在现存的所有突变，而只有一种原型。这时候我们就说找到了现在所有人的线粒体的共同祖先了。通过追踪线粒体基因的谱系，发现在大约14万年前出现了交叉点，表明现存所有人的线粒体基因都传自14万年前的一名女性。她被形象地称为“线粒体夏娃”。

细胞核中决定男性性别的Y染色体也是单性遗传的，只不过它是父系遗传，由父亲传给儿子。通过比较各个个体之间Y染色体序列的差异，我们也可以计算出现在所有人的Y染色体都来自大约6万年前的一名男性。他被称为“Y染色体亚当”。2

所谓“夏娃”、“亚当”本来只是一种比喻说法，但是一般人都误会了这个发现，以为它意味着在当时只存在一个女人或一个男人。原教旨基督徒甚至把这个发现当成了《圣经》的亚当、夏娃的故事真实可靠的证明。当然也有人很奇怪“亚当”和“夏娃”生活的年代怎么会相距好几万年。

这当然是无稽之谈。这个发现，绝不意味着14万年前只有一个女人或6万年前只有一个男人。恰恰相反，当时肯定同时生活着许多女人和许多男人，只不过她们的线粒体基因和他们的Y染色体基因没有遗传到现在而已。但是她们或他们遗传下了其他的基因。“线粒体夏娃”和“Y染色体亚当”除了遗传下线粒体和Y染色体，很可能没有其他基因一直遗传到现在。

不仅是线粒体基因或Y染色体才存在这种情形。我们随便拿一个基因，只要把它们的突变过程追溯得足够远，总能找到一个共同祖先，只不过，这些祖先生活的时间可能各不相同。这些祖先甚至未必是人，有的可能要追溯到人进化出来之前的某个动物。

可以说，这是统计学上的一个假象，原因就在于越往前追溯，每个人的祖先越多：你有两个父母，四个祖父母，八个曾祖父母……如果这么翻倍下去，几十代后就会成了个天文数字。但是每一代人的人数又是固定的，实际上越早期人数会越少，所以，只要追溯得足够远，当时以及在那以前生活着的、到现在还有后代的所有的人就都会成了你的祖先，依次类推，人人如此。所以，如果我们以全世界的人所共有的某项特征为据（比如线粒体基因、Y染色体或某种基因）往前追溯，最后全世界的人总能找到一个共同的祖宗，但是这绝不意味着当时就没有其他的人了，更不意味着这个老祖宗的遗传贡献就比其他的同时代的人都大。

用姓的遗传打个比方就很容易理解了。我们拿着方氏家谱一代代往前数，最后找到了方家始祖，但是这绝不意味着方家的所有遗传都只来自方氏始祖夫妇，在方家几千年的演变中，不断地加入了外家族的血液，而这些人的血缘，都可以追溯到与方氏始祖同时期的人身上，这些人中，有的对方家血缘的贡献，说不定还超过了方氏始祖。只不过，当我们以“方”姓为标志来研究方家血缘时，把这些来自外姓的血缘都忽略掉了。

线粒体地球上一切生命活动所需要的能量主要来源于太阳能。但不同类型的生物体吸收能量的机制不同，光能转变为化学能只发生在具有叶绿素的植物和一些有光合能力的细菌中，它们能通过光合作用，将无机物(如CO2和H2O)转化成可被自身利用的有机物，这类生物是自养生物。而动物细胞不具叶绿体，它们以自养生物合成的有机物为营养，通过分解代谢而获得能量，因而被称为异养生物。而动物细胞实现这一能量转换的细胞内主要结构就是线粒体。

线粒体是一个敏感而多变的细胞器，普遍存在于除哺乳动物成熟红细胞以外的所有真核细胞中。细胞生命活动所需能量的80%是由线粒体提供的。所以它是细胞进行生物氧化和能量转换的主要场所，也有人将线粒体比喻为细胞的“动力工厂”。此外，近年来的研究也显示，线粒体与细胞内氧自由基的生成、细胞死亡及许多人类疾病的发生有密切的关系。3

本词条内容贡献者为:

江松敏 - 副教授 - 复旦大学