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人类的基因能遗传多久?通过计算,研究员找到答案

2021-01-29  全性保真

笔者 龙葵草

自然界的繁殖方式总体分为有性生殖和无性生殖,其中以有性生殖繁衍后代的动物占大多数,还有些生物既掌握有性生殖,又掌握了无性生殖。人类作为哺乳动物中的一种,也是有性生殖动物。根据研究,有性生殖具有明显的优势,即父母可以通过基因重组的方式将有利的正常基因和突变基因传给后代,让后代获得更多生存优势。

有性生殖需要精子和卵子的结合来形成受精卵,这意味着来自雄性个体和雌性个体的遗传物质都有机会传递给下一代。但我们更感兴趣的是,基因是否能够隔代遗传,甚至隔很多代进行遗传?这个问题相当于,我们身上是否存在祖父祖母的基因,是否存在更早时候祖先的基因?按照有性生殖的特点,我们身上一般都会有祖父祖母的基因,为什么这么说呢?

我们体内有多少基因来自祖父祖母?

在探讨这个问题之前,我们首先需要了解两个概念,一个是染色体,另一个是DNA。相信很多人对这两个名词并不陌生,但很少有人知道这两个名词有些什么内容。染色体是细胞核内的遗传物质,它由DNA和蛋白质构成,在有丝分裂和减数分裂的过程中螺旋成染色体,其他时候都是染色质。DNA的中文名是脱氧核糖核酸,它是由碱基组对形成的螺旋链。

而我们常说的基因则指的是DNA片段,因为一个基因通常由多个碱基对组成。正常情况下,男女体内的细胞都拥有23对染色体,其中前22对染色体是常染色体,它们携带了与外表、内在器官等相关的遗传信息,而最后一对染色体是决定性别的性染色体。从理论上来看,精子和卵子组成的受精卵拥有一半来自父亲的染色体,一半来自母亲的染色体。

而我们的父母亲身上又各自带有一半来自祖父的染色体,一半来自祖母的染色体,如果按照父母各传50%的染色体给后代来计算,那么我们身上应该有25%的染色体是来自祖父母的,这样看来,我们身上确实拥有来自祖父母的基因。如果从祖父母那一代开始往前推算,那么曾祖父母、曾曾祖父母等更早的祖先也将染色体遗传给了我们。

然而遗传学家通过研究发现,染色体的均数遗传不代表基因的均数遗传,即我们体内的基因来自父母的比重并不是绝对平均的,而我们父母体内的基因来自祖父母也同样不是绝对平均的。这个问题就像抛一枚硬币,抛了几十次后正面朝上的次数和反面朝上的次数不一定是五五开,即使抛上一万次,结果也只会接近50%,而不可能完全等于50%。

我们体内是否存在祖先的基因?

曾有调查表明,大约每840万人中就会有一个的基因中没有其中一位祖父母的基因。当然这是特例,绝大多数人的基因中都有来自祖父母的基因,那么是否存在来自更早祖先的基因呢?如果按照子代从父代那里分别获得50%的基因来计算的话,那么我们从祖父母那里获得的基因是25%,从曾祖父母那里获得的基因遗传是12.5%。

从曾曾祖父母那里获得的基因遗传是6.25%,从曾曾曾祖父母那里获得的基因遗传是3.125%。按照这样的方式计算下去,即使追溯到祖上一百代,我们身上依然存在着第一百代祖先的基因,因为人体内的基因数量十分庞大,尽管最后的比例非常微小,通过庞大体量的计算我们还是能够从上千年的祖先那里获得几个基因。

这种说法是有事实依据支撑的,古人类学家通过对现代智人、智人和尼安德特人的基因进行测序研究,发现现代智人身上大多数基因来自智人,也有少部分基因来自尼安德特人,这说明在几万年前,尼安德特人与智人曾出现过杂交现象。即使纯正的尼安德特人被自然淘汰了,他们身上的基因流传到现在,即使再过几千年、几万年也很可能一直遗传下去。

如果你是男性的话,那么你身上很大概率拥有男性祖先的一些基因,因为决定男性的Y染色体上也携带一部分基因,而这部分基因在生理上是“传男不传女”的。

线粒体里也有DNA,但它只由母亲传给后代

线粒体是细胞进行有氧呼吸的主要场所,而有氧呼吸会将氧气和有机物分解成二氧化碳和能量,因此线粒体也被认为是细胞的能量工厂。此外,线粒体内部还拥有自己一套遗传物质和遗传体系,而且它还能参与细胞分化、细胞凋亡、细胞信息传递等过程,被认为是一个半自主的细胞器。甚至有科学家猜想,在三十多亿年前的地球上,线粒体可能曾经是独立个体。

后来它被单细胞生物吞噬之后不但没有消失,还整合成了单细胞生物体内的细胞器。经过现代生物研究发现,细胞内部的线粒体中也含有遗传物质,但是它的遗传物质几乎来自母亲一方。原因是在有性生殖过程中,精子的线粒体会丢失,而卵细胞的线粒体则保留,因此后代线粒体内的遗传物质几乎都来自母亲一代。

换而言之,我们每个人身上都肯定有来自母亲和祖母的基因,因为它们可以存在于细胞核中,也可以存在于线粒体中。对于男性来说,其体内同时拥有来自祖父祖母的基因可能性更大一些,因为男性的Y染色体上得到了男性祖先的“真传”,线粒体中也得到了女性祖先的遗传物质。

中国人很讲究亲缘关系和宗族关系,除了因为我们的祖先曾经生活在小农经济时代,不得不产生大家庭的观念之外,还因为我们体内确实存在着祖先的基因。但我们身上流淌着祖先的血液的这种说法并不科学,因为每个人都有自己的造血系统,自己的血一般都是自己造的。

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