互动科普

科学家如何追溯延续了几个世纪的线粒体DNA

解答专家：伯特·伊利（Bert Ely）

                  美国南卡罗来纳大学生物学家

在世代之间，线粒体DNA(mtDNA)一般不会发生太大改变。线粒体DNA只能通过母亲传递给孩子，父亲不会传递线粒体DNA。

线粒体DNA确实会发生突变，但并不经常发生——在后代中，发生变异的几率还不到1％。因此，一个人的线粒体DNA可能与十几代之前的直系母系祖先相同，利用这种共同的遗传特征，就可以将生存年代相去甚远的人联系起来。例如，如果某种线粒体DNA主要发现于非洲，我们就能断定，在世界其他地方，具有这类线粒体DNA的人的母系祖先来自非洲。

大多数DNA都存在于人体细胞的染色体上或细胞核 (包含所有染色体的细胞中央被膜包围的部分) 中，线粒体DNA则是个例外。线粒体是一种小型细胞器，存在于各种植物和动物细胞中，主要负责为细胞提供能量，保证细胞功能正常运行。每个线粒体都含有自己的DNA和蛋白质合成结构。

由于人类的线粒体DNA罕有变异，因此在环球旅行出现之前，各大洲人群都有独特的线粒体DNA。因此，科学家能根据线粒体DNA上最可能发生突变的的区域——Hvrl区，为那些最“年轻”的线粒体DNA找到它们的起源地。科学家可以通过分析Hvrl区，找到线粒体DNA在过去代代相传时出现的所有突变记录。各大洲发现的线粒体DNA之所以不同，就是因为这些累积多年的突变。

即使在同一个洲，人类线粒体DNA的变异也存在区域差异。因为同一位母亲的后代极有可能毗邻而居，她的线粒体DNA上的突变通常会局限在她居住的地区。无论何时，人们从一个地方迁移到另一个地方，他们的线粒体DNA也会随之迁移。例如，住在非洲撒哈拉沙漠以南的人，曾经进行过大范围的迁移。最近的一项研究表明，在非洲的许多国家，人们体内的大约半数线粒体DNA都很相似。