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细菌汤

　

把一个单细菌放在营养丰富的培养皿中，它由1个分裂为2个，然后4个，然后8个，这时会发生一件十分有趣的事。在分裂过程中，无论DNA如何复制，都会出现被称为突变的无规律的错误。还记得吗？一代浓味鱼肉汤配方中的变化会自然地传给下一代。分裂的细菌中也存在着同样的模式。因此，在快速繁殖的细菌汤里，基因组中不断出现的小突变会逐渐形成一个基因谱系。当这一谱系传递几代之后，再对这个细菌群的DNA顺序进行取样检测，在它们之间几乎找不到什么区别。但如果几百代之后（对细菌来说只需要几天时间），我们便能看到大量的变异。正像朱克坎德和鲍林在蛋白质研究中发现的，一个人群的历史越长，累计的变异越多。任意选择两个细菌，从历史长的菌落中选出的两个，比从历史短的选出的两个，基因差别更大。

　

这例细菌汤的试验，可以清楚地看出在一个增长速度越来越快的菌群里发生的情景：下一代是上一代的双倍数。如果几天之内对这些细菌的繁殖不加以控制，它们将会覆盖整个地球。对我们的这个故事来说，更重要的是菌群数量爆炸的原因：每个个体都留下了后代，在进化的抽奖中没有一个输家，每个细菌都在繁殖自己的后代，这间接影响到了菌群的遗传结构。如果你要问，要多少不同的基因，才能区别开两个不同的菌落？答案是它取决于这个菌落生长的时间有多长。记得高斯钟形曲线吗?它在学校的数学课上曾让我们备受折磨，在单个细菌间实际上存在着一个分布差，平均值即个体之间不同的平均数，取决于一个菌落生长的时间。如果把这一曲线想像为一个波浪，随着差异的累计，它从左向右移动，那么它到达右边的点越远(或者说，它距0的距离越远)，这个菌落出现(累计)的变异就越多。在比较马和大猩猩的血红蛋白组成顺序时，这一曲线从左到右的变化是可以预测的，因为变异发生的速率是不变的。因此，通过计算分布的平均值(波浪的中点)，我们便能计算出菌落生长的时间。你也许会说:“好，这是大学遗传课上的有趣试验，但它和人没有关系，除非在其他的有机体里看到同样的变化模式。”

　

宾夕法尼亚州大学的人类学家亨利·哈普丁和他的同事，对人类线粒体DNA顺序的分布差进行了精细的计算，他们发现了一个惊人的模式。首先，分布差(被称为错配分布)清晰地显示出:人群和菌落一样，增长速度极快，钟形曲线显示出人类极高的增长率。如果人群数量不变(或缩小)，分布开始模糊，随着时间流失而呈现锯齿状。出现这种现象的原因，是由于遗传漂移或进化选择而引起的基因谱系的消失。所以，人口的急速膨胀是一个清晰的遗传信号。当哈普丁计算膨胀可能开始的时间时，出现了一个激动人心的结果:他得出数字是大约5万年前，正是在旧石器时代的后期，这与我们推算的现代人走出非洲的时间完全一致!

　

哈普丁和他的同事们对从世界各地25个人群中收集的线粒体DNA数据进行了分析。其中有两个人群在过去的5万年里，人口数量是以指数增长的。两个呈锯齿状分布的人群，目前他们.的人口数量已经非常少了。而且，人群的数量膨胀似乎没有联系，非洲人口数量的最高峰在.6万年前，其次是亚洲在5万年前，之后是欧洲在3万年前。这是一个令人震惊的结果，因为从线粒体DNA数据中得出的结果，和人类学家找到的旧石器时代技术发展过程的证据完全吻合:首先在非洲，然后在亚洲，最后是欧洲。这样看，“大跃进”应该在我们的DNA中留下相应的基因足迹。沿着这些足迹，我们同样能够找出“杀手级应用”出现的过程。这其中也暗示着一条迁徙路线。要知道那一旅程中的细节，我们要等待“亚当”的儿子的出现。