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探尋祖先遷移的路徑
2010/12/06 03:18
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2005413美國國家地理學會(the National Geographic Society)萬國商用機器公( IBM)共同發起了基因地理專案(Genographic Project),經由Y染色體(Y-chromosome)基因追蹤父系粒線體基因(Mitochondrial DNA (mtDNA))追蹤母系先人遷徙的路線

六萬年來Tomas Tso父系可能遷移路徑

六萬年來Tomas Tso父系遷移可能路徑

Y染色體(Y-chromosome)是第23對性別染色體,由男性一代一代的傳遞,在減數分裂(Meiosis)的過程中,會發生突變(mutation),當這些突變發生在垃圾DNA (Junk DNA)中或是有機體沒有有害也沒是有益處的中性突變這種突變就會一代一代的傳下去,不同的物種有不同的基因突變速率(the mutation rate),形成了進化生物學(evolutionary biology)分子鐘的基礎。  可以依據人類Y染色體DNA單倍型類群(Human Y-chromosome DNA haplogroup),追蹤父系由人類的非洲的起源地遷徙遍佈全球的路徑。

Y染色體DNA代碼圖譜

Y染色體DNA代碼圖譜

人類粒線體基因(Mitochondrial DNA (mtDNA))全部來自於母親,粒線體是有類似細菌(the bacteria)環狀DNA(the circular genomes),保有原核分裂(binary fission)方式進行無性繁殖(asexual reproduction)---和人類真核細胞(eukaryotic cell)有絲分裂(Mitosis)的方式不同。 

粒線體是怎麽進入真核細胞?

有一被接受的假說 : 遠古真核細胞(eukaryotic cell)吞噬的原核生物(prokaryotes)沒有被消化,在真核細胞內成為細胞器(organelles)保有原來接近原核生物DNA無性繁殖複製的型態,以內共生(endosymbiosis)的方式傳承下來---內共生如何協同運作的機制,目前是不清楚的。

粒線體環狀DNA代碼圖譜 

粒線體環狀DNA代碼圖譜

粒線體DNA沒有有絲分裂基因重組(Genetic recombination)機制,因此,比真核細胞突變速率(the mutation rate)高。 

人口遺傳學家可以依據人的線粒體DNA單倍群(Human mitochondrial DNA haplogroup) 基因標記(genetic marker),幫助了解追踪現代人類母系氏族(the matrilineal)基因傳承和地域的關係,繪製人類由非洲起源地遷徙遍佈全球的路徑。  每個母系的後代數目,相對於父系的後代數目是比較平均的,依統計的概念是更具有意義的。

基因複製的過程很複雜,以影片說明比較容易想像瞭解

1859查爾斯·達爾文(Charles Darwin1809212~1882419)出版了有名的物種起源(On the Origin of Species),達爾文在書中提出兩個觀點

第一,所有的動植物都是由較早期、較原始的形式演變而來,同一類生物有著共同的祖先

第二,生物演化是通過自然環境選擇日積月累的緩慢過程造成。

第一個觀點可以經過辯證後相信人類有著共同的祖先 

人類目前都是經有性生殖產生的,每一個體必定有兩個直接的基因來源,以(Generation)為單位依次向上回溯,概約的說三十年為一代,按可怕指數增長(Exponential growth)方式增加的

----今日存在的每一個人,回溯三百年十代前,在那時,至少有1,024個直系先人;

----同理回朔一千一百七十年三十九代前,至少有5,497億多的直系先人;

人類存在的時間遠比這個時間久遠,現存的每一個人,往過去回溯,這個直系先人的集合(set)為單位依等比級數擴大----這也證明了生物一定要有消亡機制的必然法則。

集合概念圖示

回溯到某一個階段,產生如AB的交集(intersection)是可能的!!

1970年以前,人類的文明只能對人類起源進行如此定性(Qualitative research)的探討。

之後,陸續發展出的奈米 (nanometre1×10−9 )尺度的量測儀器螢光染色(fluorescence staining)科技,使得人類能夠觀察並量度分子層次的空間,藉想像瞭解建立物理及化學性交互作用的 概念模型(conceptual model)---DNA攜帶的訊息進行定量研究(quantitative research)

奈米尺度實物比較示意圖

奈米尺度實物比較示意圖

基因地理專案(Genographic Project)的研究人員利用最新科技的發展,利用在2005年前已經收集的十萬個來自全球各地的DNA標本歸納(Induction)出許多單倍群(haplogroup) 基因標記  當更多的人加入,匿名提供自己的DNA,充實資料庫的數據,可以擴充現有單倍群的類別,更能精確地描述人類遷徙的路徑。

截至20104月已經銷售出超過35萬份的測試套件(a test kit)----直接面向消費者的基因測試,已經逐步引發了世界各地的有識者廣泛的興趣。   這是一項有意義的活動---先知覺後知先覺覺後覺的理念,喚醒周遭朋友們的覺識加入這個計畫!!   常碰到的疑問 : 知道六萬年前先人可能遷移的路線有何意義?  

不知不覺的也是過這一生嘛----不容易答覆的好問題!! 

人生不滿百常懷千歲憂”--- 好奇心是人類的特質,推動了人類文明不斷的發展,協助科學研究者的探索,就是成就了人之所以為人的生命意義”!!

十九世紀是化學(Chemistry)飛躍發展的世紀;

二十世紀是物理學(physics)飛躍發展的世紀;

二十一世紀將是生物學(biology)飛躍發展的世紀!!

 

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