幾十萬年前——那時人們還生活在小型狩獵採集部落中，甚至不清楚他們在解剖學上是否完全是現代人（儘管他們很可能是）——人類基因組中發生了一些事情。
在非洲的某個地方，一位男子攜帶了一條Y染色體，而這條染色體後來被證實是如今人類中唯一倖存的Y染色體。他當時生活在許多其他人周圍，這些人或許也擁有自己的Y染色體，但命運弄人，其他人的Y染色體逐漸消失，最終只剩下他的一條。
在一次完全獨立的事件中，一位女性攜帶了粒線體——細胞內微小的結構——而這些粒線體最終成為瞭如今人類唯一的粒線體。和Y世代人類一樣，她也生活在人群之中，但數千年來，由於種種原因，除了她之外，其他所有人的粒線體都消失了。
在今天發表的兩篇新論文中，兩個獨立的研究小組分別表示，他們已經確定了最後一位Y染色體共同祖先的生存年代。其中一個小組也推算出了最後一位粒線體共同祖先的生存年代。這些日期與先前的估計值有所不同，彼此之間也存在差異，這勢必會引發關於這些重要遺傳事件發生時間的熱烈討論。
隨著遺傳學家對這些共同祖先的了解不斷加深，他們發現的年代數據或許能幫助科學家更能理解人類演化過程中其他重要事件的發生時間，例如人類從非洲的遷徙。紐約州立大學石溪分校研究遺傳學和人類演化的布倫娜·亨恩表示，在考古記錄稀少或相互矛盾的情況下，遺傳學可以提供幫助。亨恩是今天發表論文的兩個研究團隊之一的成員。
由義大利薩薩里大學的保羅·弗蘭卡拉奇（Paolo Francalacci）領導的其中一個團隊確定，所有人的共同男性祖先生活在18萬至20萬年前。另一個由史丹佛大學的卡洛斯·布斯塔曼特（Carlos Bustamante）領導的團隊則得出結論，現代人類的Y染色體最早出現在地球上是在12萬至15.6萬年前。布斯塔曼特也發現，現代粒線體在人類體內出現的時間大約在9.9萬至14.8萬年前。 （亨恩曾與布斯塔曼特的團隊合作。）
弗蘭卡拉奇和布斯塔曼特都坦誠地表示，他們對Y染色體的估算結果其實相差不大。但其他一些未參與他們研究的學者則更容易承認兩者的差異。 「差異不大，」亞利桑那大學人類學家邁克爾·哈默告訴《大眾科學》雜誌，「但確實存在差異。」哈默長期致力於Y染色體和粒線體的年代測定研究。
先前對最後一位Y染色體共同祖先的年代估計範圍很廣，從大約5萬年前到34萬年前不等。而先前對最後一位粒線體共同祖先的年代估計則更為精確，範圍在15萬年前到24萬年前之間。
Bustamante 和 Francalacci 的一大優點在於，他們研究的 Y 染色體片段比以往任何人都多得多。隨著時間的推移和技術的進步，DNA 定序的成本大幅降低，並帶來了許多影響。其中之一就是，我們現在擁有了更多可用於此類研究的 DNA 樣本。
「很高興看到大規模測序技術應用於Y染色體研究，」英國惠康基金會研究遺傳學和人類進化的克里斯泰勒-史密斯說。 “我認為這是Y染色體研究的未來。”
***
考古學家研究出土的古代文物，而人類學家則經常利用化石來重建史前時期。然而，對人類演化有興趣的遺傳學家只能研究現代人的DNA。弗蘭卡拉奇、布斯塔曼特以及其他類似的研究人員透過收集現代男女的DNA樣本來估算他們的共同祖先。
關鍵在於基因組的兩個部分：Y染色體（只有男性擁有，也只有男性遺傳）和粒線體DNA（每個人都有，但只有女性遺傳）。 （所以如果你是男性，你所有的粒線體DNA都來自你的母親。你姊妹的粒線體DNA也來自你的母親。）
人類DNA的這兩個部分很特殊，因為它們是子女唯一能完美繼承父母基因的部分。其他所有DNA部分在每個新生兒身上都會重新組合，這就是為什麼你可能遺傳了媽媽的頭髮和爸爸的眼睛，而你的妹妹卻遺傳了媽媽的眼睛、爸爸的頭髮和爸爸的扁平耳朵。
Y染色體和粒線體的遺傳模式相對簡單，因此很容易追蹤它們的起源，所以遺傳學家經常研究它們。由於這兩個部分分別來自男性和女性，所以為所有現代人類提供這些基因組片段的人通常被稱為“Y染色體亞當”和“線粒體夏娃”，這種說法很有趣。然而，這兩個人相遇並交配的可能性微乎其微，他們並非生活在無人居住的伊甸園。
***
自從亞當和夏娃離開地球已經過去很久了，他們留給我們的遺傳基因也隨著時間推移而改變了。理論上，父親會將Y染色體完美遺傳給兒子，母親會將粒線體DNA完美遺傳給所有子女。但實際上，錯誤總是會發生。隨著時間的推移，隨機突變會逐漸滲入基因庫。
遺傳學家推測，這類突變以固定的速率發生，在Y年內，基因組會自發性出現X個突變。因此，當遺傳學家估算最近共同祖先的年齡時，他們會採集大量人群的DNA樣本，觀察這些人類DNA之間的差異，然後藉助一些外部資訊來計算這些差異出現所需的時間。 「基本上就是距離等於速率乘以時間，」史丹佛大學的科學家大衛·波茲尼克（David Poznik）說道，他與布斯塔曼特（Bustamante）合作完成了論文中的大部分年代測定工作。
不同的遺傳學家對這種變化速率的計算方法各不相同，沒有統一的標準。這就是為什麼人們對Y染色體和粒線體共同祖先的最後出現時間得出了不同的結論。
弗蘭卡拉奇和布斯塔曼特採用了一種相對較新的方法來計算DNA變化速率。他們以考古學確定的日期作為里程碑。例如，弗蘭卡拉奇及其實驗室以7700年前人類在義大利撒丁島的遷徙為里程碑。他們採集了1204名撒丁島男性的DNA樣本，計算了這些男性Y染色體的差異程度，然後計算了撒丁島多樣性在7700年間出現所需的突變率。布斯塔曼特及其同事也用類似的方法研究了15,000年前美洲的人口遷徙。
其他人則用其他方法計算人類的突變率，例如從人類和黑猩猩分化的時間點開始推算，或直接比較現代父母和子女之間的突變率。當然，每位研究人員都認為自己選擇的方法才是最好的；我們就不深入探討這個問題了。 “觀點和結果的多樣性是有益的，”泰勒-史密斯說，“現在正是該領域蓬勃發展的時期。”
毋庸置疑，這並非關於Y染色體亞當和粒線體夏娃所生活的年代的最終定論。鑑於近期估算結果的範圍，甚至這兩個人是否屬於解剖學意義上的現代人也未必正確，這本身就挺有意思的。但只要現代人類體內還帶著這些相對未改變的DNA片段，我們就有理由揭開謎底。
