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共享DNA片段對“尋根”有多大意義?

作者:女紳士明星的話題

參考消息網5月15日報道 澳洲“對話”網站近日刊登題為《DNA表明你與維京人、中世紀德國猶太人或18世紀被奴役的非洲人有親戚關系?基因比對的真正含義是什麼?》的文章,作者是沙伊·卡爾米 哈拉爾德·林鮑爾,内容編譯如下:

2022年,我們報告了埋葬在德國猶太人墓地的33名中世紀人的DNA序列。在我們公布資料後不久,人們開始将自己的DNA與14世紀德國猶太人的DNA進行比較,并發現了許多“比對”。很多人将他們的DNA序列上傳到線上資料庫,結果成千上萬的人發現自己與這些中世紀個體共享了DNA片段,就像你與親戚共享DNA片段一樣。

不過,共享DNA片段意味着與中世紀人有着怎樣的關系呢?

事實證明,這對你的尋根沒有太多幫助。

我們是研究古代DNA的人口遺傳學家。我們明白,能夠找到與古代特定人群的基因聯系是多麼令人興奮。但這些DNA比對并不是你想象的那種緊密聯系。下面我們就來說說原理。

1.如何對古人DNA測序?

古DNA是一個新興且快速發展的領域,2022年諾貝爾獎授予了斯萬特·佩博,以感謝他在這一領域的基礎性工作。

利用從頭骨或牙齒中所提取的樣本,DNA研究人員可以對生活在10萬年前的人進行DNA測序。目前可用的古代DNA序列或基因組超過1萬個。這些來自世界各地的基因組極大地改變了科學家對人類起源的了解。

古DNA研究的一個新趨勢是對“曆史”個體(過去1000年來的人)的基因組進行測序。

例子包括來自瑞典、挪威、丹麥、冰島、波蘭、東南歐以及英國的倫敦、劍橋和諾威奇的基因組。

在歐洲之外,科學家們已經對來自東亞、斯瓦希裡海岸、南非、加那利群島、黎巴嫩、馬丘比丘、加勒比海和舊金山灣區的曆史基因組進行了測序。還有來自特拉華州、馬裡蘭州、南卡羅來納州和聖海倫娜的非洲黑奴基因組。

還有一些曆史基因屬于有頭有臉的名人,包括貝多芬、最後的沙皇家族、中世紀匈牙利王室、美國印第安人蘇族酋長“坐牛”和英國國王理查德三世。

2.如何與古人比對DNA?

有數家基因檢測公司,如我與23對染色體生物技術公司(23andMe)、MyHeritage或家譜基因檢測公司(Ancestry),讓人們讀取自身基因組序列變得簡單而實惠。他們會将你的DNA與其他客戶的DNA進行比較。它們能識别出與你擁有長而連續的相同DNA的親屬——從近親到遠親,并向你彙報這些比對。

初審之後,23andMe目前還允許客戶将自己的基因組與古人的進行比較。其他基因檢測公司尚未提供此類服務,但熱情的系譜學家可以親自上陣。例如,GEDmatch服務允許使用者上傳自己的DNA資料,以及任何曆史人物的公開DNA序列。上傳之後,GEDmatch将識别出與你共享遺傳物質的使用者。

那麼,與中世紀人的基因比對對于你的家譜意味着什麼呢?

出人意料的是,這倆沒啥關系。

首先要了解的是,在過去的每一代人中,你有多少位祖先。上一代,你有兩位祖先。上上代,這個數字翻了一倍,變成了四位。然後是八位,然後是16位。到了上30代,大約12世紀,你則有超過10億位祖先。

顯然,在這一點上,你的祖先包括生活在那個時代的大多數人,排除一小部分沒有長期後代的人。如果你有歐洲血統,那就包括像查理曼大帝或愛德華一世這樣的名人,但同樣也包括中世紀每個社會階層的人。你的家譜通過無數條線連接配接每一個祖先。

數學研究證明了以下令人驚訝的事實。在任何既定族群中,你家譜中連接配接任何一個中世紀人的分支都與同期族群中的其他人一樣。換句話說,今天活着的每個人,在宗譜上,都與那個群體中的所有中世紀人有着同等的關系。

下一步則是要了解你實際從多少祖先那裡繼承了DNA。令人驚訝的是,很少。

盡管你有數百萬甚至更多的中世紀祖先,但你隻繼承了他們的一小部分DNA。是以,很抱歉,你可能沒有從查理曼大帝或愛德華一世那裡繼承任何DNA。例如,你隻有大約2000位來自12世紀的遺傳祖先。換句話說,你的DNA序列是由大約2000個“片段”組成的馬賽克,每個片段都可以追溯到一個12世紀的人。

你從哪些中世紀人那裡繼承了DNA?你的每一個DNA片段都來自于你家譜上的随機序列——父親的母親的母親的父親,等等——在過去的每一代人中,随機從父母那裡選取。在你的家譜中,與某個中世紀人有聯系的譜線越多,你就越有可能從那個人那裡繼承DNA。

但請記住,對于如今特定族群中的所有人來說,與某個中世紀人相關的家族譜線的數量是幾乎一樣的。是以,所有個體從任何中世紀人那裡繼承DNA的機率非常相近。是以,與一個或更多特定中世紀人共享遺傳物質隻是個機會問題,每個人都在玩同樣的遊戲。

3.如何解釋共享DNA?

這裡有一個類比。去賭場輪盤賭,球轉到24并不意味着24是你的特殊數字。其他人可能也會投出24。同樣,與數百萬中世紀祖先中的任何一個人共享DNA片段并不意味着你與他們有任何特殊關系——除了共享DNA片段之外。

如果沒有共享片段,就隻是不走運罷了,并不意味着你和某個中世紀人的宗譜關系比族群中的其他人少。

作為旁注,“族群”有時候不好定義,但通常适用于具有相似起源的人。

再來看看中世紀的德國猶太人。今天的一些德系猶太人(歐洲)會與某個特定的中世紀猶太人共享DNA。有些人會與另一個中世紀猶太人共享DNA。有些人則沒有類似的共享DNA。這就是抽簽。鑒于今天大多數德系猶太人與中世紀德國猶太人的宗譜關系非常近似,是以共享DNA片段并不意味着任何獨特的宗譜關系。

另一方面,如果你想了解更近一些的祖先,DNA比對就能提供更有用的資訊。同樣的數學模型表明,現代人之間,每個人與生活在200或300年前的特定曆史人物的家族線關系差異很大。是以,與18世紀人的DNA比對意味着一種更具象化的家譜關系,差別于其他大多數現代人。

23andMe最近的一項研究證明了這種模式。23andMe将18世紀馬裡蘭州被奴役非洲人的基因組與900多萬名客戶進行了比較,發現了4.1萬多名在世的親屬,包括一些近直系後裔。

事實上,從中世紀晚期到17世紀之間的這段時期,DNA比對是否能提供相關資訊?還未可知。未來還需要進一步研究以澄清這一問題,并搞清單一、自由混合族群簡單模型的偏差。

與此同時,随着科學家迅速積累越來越多的曆史基因組序列,在解釋DNA比對時,别忘了人類系譜的這些冷門古怪知識。