陇首云(陇首云)
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破解历史疑团的DNA技术
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02年01月09日02点19分 |
破解历史疑团的DNA技术
真假公主
1917年,统治俄国300多年的沙皇罗曼诺夫(Romanovi)家族退出了历史舞台。沙皇尼古拉二世、皇后亚历山德拉(Alexandra)13岁的沙皇王子亚历克西斯(Alexis)以及四位公主立即被拘禁,后来因德国军队干涉,几度转移,下落不明。
1918年7月22日,前苏联的官方报纸宣布:据“工农兵苏维埃”的命令,沙皇已在7月16日夜在西伯利亚的Ekateriburg被处死!在公布处决的同时,报纸也表明了沙皇家族的最后去向,报道说“罗曼诺夫(Romanovi)家族的其他成员已从Ekateriburg转移到一个安全地方”,似乎当局恪守“人道主义”,除了沙皇被处死外,没有人仅仅因为生于那个家庭而受牵连。
80多年来,前苏联的这个官方公告一直受到质疑。有人猜测,沙皇的家属也被当局全部处死。也有人相信,美如天仙、聪明善良的小公主阿纳斯塔西娅(Anastasia)逃脱了杀生之祸,是灾难中唯一的幸存者。在西方,这些传闻不径而走,许多人甚至试图找到小公主阿纳斯塔西娅本人。后来的事情更加离奇,一个又一个的妇女仍称自己就是阿纳斯塔西娅公主,其中几人还能如数家珍地说出宫中秘闻,以及她自己脱险的绘声绘色的经历。特别是有一位移居美国的妇女,名叫安娜·阿纳斯塔西娅(Anna Anderson),长得颇像照片上的小公主,最后连沙皇的几个亲戚居然也信以为真。此外,也有人声称自己为沙皇小王子亚历克西斯,虽然没有像安娜·阿纳斯塔西娅那样有人相信,却也闹得沸沸扬扬。关于沙皇后裔的下落,甚至写了多部小说、有的还拍成了电影,轰动一时。
1989年“莫斯科新闻”报道发现了沙皇的葬处。终于给各种疑团的解释带来了可能,试图揭开这个“世纪谜案”的侦破工作就此开始。
实际上,寻找沙皇及其家属下落的工作在沙皇处决后6个月即已有所尝试。有人找到可能的埋葬处,但没有找到任何遗骸,这就是西方一直流传“满门抄斩,毁尸灭迹(以强酸毁尸)”的来由。
10多年前,又有几个人确定了真实的埋藏处。他们还挖出过几具骨骼,但出于某些考虑,又把尸骨埋还原处。这一行动,虽然给后来工作的顺利进行带来了不少麻烦,但也多亏了他们,这些尸骨才能在人们能够理智地、科学地研究的时代重见天日。
1991年7月,俄国总统叶利钦下令调查沙皇家属的遗案。Ekaterinburg的松林深处,沙皇及家属遇害处真式开始挖掘。在当时草草地埋尸处,共挖除了1000多块骨头,这些骨头,被科学家拼接成9具较为完整的骨架,4男5女。案件顿时变得复杂起来。
据现在文件的记载和有关人士的回忆录,当时沙皇全家被秘密关押在一个地下室,“苏维埃”决定枪决的是所有拘押者,不管男女老少,皆杀勿论。拘押者中,除了沙皇和他的家属6人外,还有1名皇家医生,3个侍从(包括那个整天背着病太子的水手),共11人,就是说,还有2个人的骨骸没有找到。
侦探们开始向科学家求助,希望能通过DNA的鉴定先辨明出死者的身份。
科学家首先对这9块头骨样品进行了DNA分析,初步结果表明,其中5人肯定有亲缘关系,3个女性是年龄较大的1男1女的女儿;而另外4人与这5人没有任何血缘关系,这4人之间的血缘也各不相关,很可能,这4人就是那1个医生与3个侍从。
如果有血缘关系的5个人就是沙皇和他们的女儿,那么沙皇夫妇的另1双儿女的骨骸到哪儿去了呢?当时所有人都说子弹射向的是11个人,并用一辆车将11具“尸体”运出去处理的,那么太子和公主的这两具尸体怎么又丢了呢?现在能证明他们也命丧黄泉的唯一材料是执行队长自己的记录,他说这二具尸体已被“处理”掉,别的人证和物证就再也没有了。而科学家的DNA的证据也只能证明这9具遗骸的亲缘或非亲缘关系,还不能最终证明他们就是沙皇一家,除非再进一步得到这些遗骸和沙皇的亲戚有血缘关系的证据。
于是,侦探和科学家决定开展国际合作,分头寻找线索。
一是从皇后和沙皇的亲属方面寻找遗传证据。亚历山德拉皇后是英国维多利亚的外孙女,因此世界各国不乏这个家族的传人。当然也有人拒绝合作,如皇后的某个兄弟的儿子,但最后还是找到了愿意合作的后裔――皇后的另一个外甥。科学家两者的一些线粒体DNA序列进行比较,初步证明了皇后的身份,实验可靠性达到98.5%;但是,当科学家试图比较更多的DNA序列,将实验可靠性提高到99%时,又出了问题。他们发现两者DNA中的一个位点16169上的核苷酸不一致,尸体线粒体DNA的这个位置是C,而皇后两个亲属的是T。一个科学结论应该符合所有的事实,结果是否是因实验误差引起呢?
为了回答这个问题,科学家又研究了沙皇亲兄弟乔治斯(Georgis)。1994年7月6-13日,他们获准打开了彼德堡教堂里乔治斯的大理石棺材,他在1899年28岁时死于肺结核,他们取了头骨与一段腿骨送到美国马里兰美军病理研究所的DNA实验室。
二是寻找沙皇遗物。从历史记载中发现,沙皇在远征日本时曾受过伤,而那块沾有沙皇的血迹的手帕,存放在日本的一个博物馆里,于是科学家试图从几十年的陈旧血迹中分离沙皇的DNA。这个实验开始没有成功,后来在一个完全密闭,连空气也经过过滤的实验室里,他们排除了污染的可能,从血迹中得到了真正的沙皇DNA。
接着,人们在圣彼德堡皇宫的一个小柜里,又找到了沙皇在3岁时理发留下的头发。毛发也可能用于DNA的提取,于是,科学家又有另一个可以分析的证据。
所有的研究终于在1995年秋天全部完成。证据集中起来,一致证明在Ekatenbury的残骸确为沙皇一家,而且排除了DNA16169位上的疑点,准确率达到了99.9999999%,准确程度为可能偶然相符的1亿倍。
反过来,现在可以用这些遗骸的DNA来验明那些自称沙皇的儿子或女儿的真实身份了。
最有名的小公主自称者是一名叫安德斯(Anders)的妇女,后来移民美国,她长得颇像小公主阿纳斯塔西娅,而且能说出很多皇宫的秘闻。根据她的自述,现在看来,倒极有可能是那位小公主。
那么,她究竟是不是小公主呢?抽取她的一些血液来分析线粒体DNA不就行了吗?可惜,太晚了,安德斯于1984年去世,尸体也已火化,似乎这桩世人关注的世纪悬案永远成了谜团。
但是,且慢,1979年,安德斯在美国弗吉尼亚(Viginia)的一家医院做过肠癌切除手术!侦探在这所医院里,找到了一些安德斯的组织石蜡块,从石蜡块上,他们取了几块6微米厚的切片,连同在一个夹在书中的信封里找到的她6根头发,分别送进三个科学实验室。在对这两个样品的DNA放大扩增后,科学家先比较了它们与安德斯外甥的DNA异同,确定了它们是安德斯的DNA。然后再将它们与遗骸中的DNA比较,结果却没有发现两者间的血缘关系。三个实验室的结果完全一致,显然,可以肯定这个妇女也是冒名顶替的。到底小沙皇与小公主的命运如何?看来也许将成为千古之谜。
这使我们联想到我国历史上“狸猫换太子”之说,而清朝的雍正、乾隆都有一些关于生世的新闻。如果皇族后代有人喜科学而近血统,何不试试?反正大家的祖上都当过皇帝。如果与清朝的帝王遗骨中的DNA加上比较,将是考古学的大新闻。
现在,很多保存较好的历史人物的棺材都在考虑打开。1998年11月,在意大利西西里的一个靠近天主大教堂的一间特制的超净室里,一个棺材被撬开了40公分。科学家从棺中的Frederick二世的尸体上取出了一小块材料。Frederick二世(1194-1250)是西西里与圣罗马帝国的皇帝,他还是那布里(Napel)大学的创始人,据说还是皇帝中第一个实验科学家。这一开棺还经电视实况转播而让民众监督知晓。我们国家的古墓,是否也可根据历史意义而开始古代DNA研究呢?
科学福尔摩斯——DNA指纹
大侦探福尔摩斯曾给世界的读者留下深刻印象,福尔摩斯神通广大、足智多谋,往往能从一些蛛丝马迹中发现破案的线索。现在,随着破案技术投入使用,与作家笔下断案如神的福尔摩斯相比,现代的刑侦人员在很多方面已经是有过之而无不及了。
英国内政大臣向BBC电视网宣布,英国将正式启用国家DNA数据库,以提高英国警方破案的效率和速度。消息传出后,加拿大、新西兰等国专门赶往英国取经,而英国警方也认为,DNA数据库的启用,将是90年前指纹破案技术发明以来反犯罪工作领域最激动人心的一项突破。美国联邦调查局也有类似的数据库。
DNA技术用于破案的威力究竟何在呢?DNA是一切生物体遗传信息的载体,不同的生物体其DNA也不同。人的DNA信息可以从一个人的头发和唾液中获得,而一旦获得了这些信息,就等于从遗传学的角度辨明了一个人的身份。
近一个世纪,指纹技术的发展确实使得刑侦工作面貌一新,但是用指纹破案有一定的局限性,因为在很多案发现场,狡猾的罪犯设法不留下指纹,因而常常给破案造成困难,而运用DNA技术,只要罪犯在案发现场留下了血迹和头发,那么警方就可以根据这些蛛丝马迹将其擒获。这种技术的准确率极高,在一般侦破过程中,往往会确定好几个嫌疑犯,采用了DNA技术,能比用指纹鉴定更快地为一些无辜者洗清罪名,DNA技术在破获强奸和暴力犯罪时特别有效,因为在这些案件中,罪犯很容易留下包含了DNA信息的罪证。
英国的国家DNA数据库最终将收入500万个人的DNA的信息,而在第一年,这一数据库可能将只是试验性地收入12.5万个人的信息,其中主要是记录在案的罪犯和一些嫌疑犯,警方将主要从人身伤害、强奸和盗窃等3类犯罪嫌疑分子身上采用其DNA样本,英国警方的目标是逐步在所有案件的侦破中都引入DNA检查这一步骤。
人类历史上第一次使用DNA破案就是在英国。一个姑娘在一个小村庄里被奸杀,在她尸体上取到了罪犯的精液,提取出了DNA。因为作案犯肯定是同一个小村庄里,因此,科学家与警察决定抽取所有可能作案的男人的血样,以做DNA“指纹”。经过讨论,所有公民都愿意配合。DNA来自人体细胞,不管是一滴精液,一滴血,一根头发,一个烟头上的唾液,几个皮屑的脱落细胞,其DNA与这个人的任何组织细胞基本一样,现在的技术,几天,几年,几十年,都可以用PCR技术分离出DNA来。现在甚至在手指纹上,也能检查出来,而且“DNA指纹”一对,连任何一个外行的人都不得不为之叹绝。
结果有意思的是,这个罪犯被科学吓住了,他在取样时做了手脚,因而败露,
1996年在我国上映的“逃亡者”,讲的是一个医生被认为谋杀怀孕的妻子。这是一个真实的故事,真正的主人公曾在1954年蒙冤做牢十年才证明无罪释放,事件轰动美国。在电影之前还拍过电视连续剧。他的儿子,当时只有七岁,那天正在熟睡。他一直要找出真凭实据,1997年2月,法医DNA专家宣布,在那个房子里取到了一点血样,并且不是医生妻子的,而医生并没有任何受伤的痕迹。这说明当时确有第三个人在犯罪现场,而这人很可能是真正的凶手。而这一血样与精子的痕迹中发现的DNA相配。经过DNA检查,发现与在那几天曾到医生家洗窗男子相配,而此人因另一桩杀人案而被关押。
法医DNA不仅在侦破案件中发挥奇迹般的作用,还能帮助解决一些不可想象的难题。比如揭开“世纪奇冤”中作出贡献的女科学家Mary-Claire King,她曾用线粒体DNA的研究,帮助阿根廷的战争孤儿与他们的亲戚团聚,这些孩子因战祸而失去了父母,怎么使他们的亲戚,从来没有见过面,相信这个孩子是侄儿外孙呢?从孩子的血液细胞中提取线粒体DNA,与可能的亲戚比较。至少帮助50多个孩子找到了亲人。
在英国,DNA指纹分析还用于移民中经常涉及的身份问题。应用第一个例子是1985年4月,一个男孩曾离开英国,后来又回到了英国。移民局认为有可能冒名顶替,可能不是该家庭成员,也有可能是这一家的外甥或侄子。血型分析不能得出完全肯定的证据,于是进行DNA分析。但不巧的是,孩子的“父亲”不在,只好与男孩的母亲及三个肯定为这一对夫妻的三个孩子进行比较。确凿无疑地证明该男孩确确实实是他们的孩子。现在,仅美国一家DNA分析公司Cellmark,就已用DNA分析的方法解决了几千个法医、移民、亲子的案件。1989年,便有2000多移民因DNA证据而到英国与亲属团聚。
灾难中的遗骸识别是一件非常艰难的工作,而现在法医DNA发挥了很大的作用。
1996年8月16日,一架图154客机坠落,77位乌克兰人与64个俄国人遇难。挪威Oslo的法医研究所的科学家在20天内,从257块尸体片段中,鉴定了141个遇难者中139人的DNA,只有两人的DNA分型没有得出理想的结果,通过对亲属子女的DNA比较,准确鉴定了43个女性与98个男性,22天后所有正确组装的尸体运回俄国与乌克兰。
当年林彪摔死在温多尔汉,据说是用牙齿鉴定,而现在没有牙齿也能鉴定。只要对照一下他的亲属、女儿的DNA就行了。
英国于1987年接受DNA指纹作为法庭证据,1996年4月英国已宣布启用以640万美元建立的DAN数据库,第一年已收入12万5千个人的DNA信息,最终将收集500万个。在英国一个风景优美的村庄,满街的狗屎总是没人打扫,也没人认,于是,村庄当局便要求养狗者必须拿出几根他们的狗毛,经DNA分析建立狗的“DNA档案”,这样,对狗屎中不可避免的狗毛的分析,可以找到随地大便的狗的主人。
法医上的一个难题是确定死者的死亡时间。蚊蝇之类的昆虫只在人体死亡后才在尸体上繁殖,因此这门学科称“法医昆虫学”。除了鉴定死亡时间外,还可根据这些昆虫的种类与区域分布如是城市类还是农村,如果死者是因为服毒致死的,这些昆虫会吸收同样的毒物,因此可以进行毒理分析与毒品鉴定。
“法医昆虫学”进展惊人,首先是以DNA更加准确地鉴定昆虫的种类,更为惊人的是,人类细胞可以在昆虫的血管里、肠道里保存很久,这样就可以从昆虫体内提取死者的DNA,昆虫居然也能提供死者的身份证明。科学家曾拿志愿者身上的虱子做实验得到了这些人的DNA。
不仅罪犯本人,即使他接触的动物、植物都可以进行DNA指纹分析。
美国的一个罪犯因为发现了一片树叶,从树叶的DNA发现而确定了他在犯罪现场。另一加拿大罪犯仅留下一件皮夹克,这是在1994年10月,一位32岁的妇女,几天后她的车子被发现,车上的血迹与被害者相符。3周后8公里远的树林里发现了一件皮夹克,上面发现了受害者的血迹。1985年5月6日,才发现受害者已被埋葬的尸体。就是在超级市场上都可买到的普通的皮夹克,没有任何的意义。可是警察在口袋里找到27根白色发丝,可是经过分析,令人失望的是,这不是人的头发,而是猫的毛。
科学家分析了这几根猫毛的DNA,鉴定了这头猫的基因型。警察发现她的前夫可能为嫌疑犯。因为他养一头短毛猫。然后把这头猫进行DNA指纹分析,发现同样的基因型。他做梦也没想到,他的罪恶会由于几根猫毛暴露。
这里一定要讲清楚:法医科学只能作为一种旁证,解决问题的方法之一。
每一种新法医技术只有被法庭认可才能被作为证据。卓别林的亲子鉴定案件,尽管血型分析是支持他无辜的,但因为当时血型鉴定未被法庭接受而仍让他受委屈。
当然,法医DNA技术已被美国法庭与社会接受。这里,科学家做了很多工作。争取民众,最一般民众的代表棗陪审团的接受。
作为法医的证据,还有取证的可靠性,可能发生的人为与难以避免的样品互换,实验室难以保证的不污染等问题,这不单是科学问题。
技术仍在完善之中。据FBI统计,12%的样品要么不能提取DNA,降解了难以用于分析,要么结果不可靠。而80年代后期Cellmark所有结果也有4%的“相配”与别的证据不符合,尽管现在这一“误差”已降低到0.5%,因而科学家也确有不同的意见。但是这次,在涉及DNA证据的科学性辩论时,诺贝尔奖金获得者,PCR技术的发明者Kary Muli’s就出庭作证,说他发明的PCR技术用于法医证据并不可靠,在此前,他也曾两次出庭并赢得了法官的支持,尽管其中一例没有DNA分析也能证明被告有罪,尽管他并没有发表过任何法医DNA的科学论文。
1992年,美国科学院的科学家专门成立了“法医科学中的DNA技术”委员会,经过周密的调查,建议用于法庭。1993年,国会通过的反犯罪法案中,拨款给司法部五年4000万美元以改进法医DNA技术。1994年,每年分析60万法医样品的联邦调查局通过“DNA鉴定法案”,开始进行法医DNA分析。而辛普森案件,是“第一个全美广为传布DNA证据用于法庭的案件”。科学家借用这一轰动美国的案件,使美国民众知道DNA指纹,RFLP, STR是怎么一回事,从某一意义上来说,这是一场科学普及的“运动”,专家的关于DNA分析的陈述,被认为是一场最为精彩的科学教育报告,几亿人听取了这个陈述。
1994年8月2辛普森案件的起诉组曾宣布RFLP分析结果,RFLP指纹以4至5种不同探针的组合,10万至一亿人中一个可能是相同的。这个实验是一原美国公司,现在美国Maryland的Cellmank诊断公司,以及加州Berkely的司法部实验室,以及洛山矶的警察局做的,辛普森的“DNA指纹”,与当时在死者现场发现的一些血迹相符,而当时辛普森确实中指出血。
一共有五个血样:作案现场、新普森的福特Bronco汽车、客厅里发现的手套,洛山矶警察局还使用了PCR放大的位点(DQ),Cellmenk诊断公司使用了5个VNTR位点,以及PCR的6个位点,加州司法部使用11个VNTR位点,另一个PCR分析的VNTR位点,以及DQ PCR位点。所有45个血样的DNA类型都呈交陪审团,以及新普森与两位遇难者大多数位点分析的结果。据统计说,误差的可能性只有570亿分之一。
一位科学家写过一个报告,只是从科学的角度,公布了分析的结果。但法律与社会问题,决不是单用科学可以解决的。正如他说:我不相信“无罪”,就能否认DNA的法医应用。这一次不被陪审团接受,也有好处, 我们接受“将来的挑战”以进一步改进技术与可靠性。这说明美国,科学的一些方面还没被所有大众接受。而在我国,这一科学普及工作就更加长期、艰苦,但是,我们一定要做这一方面的工作。我们的这本书,就是这一艰苦工作的一种尝试。
美国总统历代绯闻不断。新近的关于克林顿与一个女士的私生子的问题就是以DNA解决的。因而后来Monica一展示睡衣上的精痕,克林顿立即承认。克林顿是DNA技术的第一个大受害者。
杰弗逊是美国历史上最伟大的总统之一,又是第一个涉及此类丑闻的美国总统。两个世纪来,有关他十九世纪中叶在巴黎任美驻法大使期间,是否与他的黑人女仆Sally Hemings有私生子的问题,一直没有定论。Sally于1786年去巴黎照顾杰弗逊的幼女,1789年返美,1790年便生了大儿子Tom。Sally于1790年至1808年之间,生了至少五个孩子。其中几个外形长得很像杰弗逊,特别是小儿子Eston。而她的第四个儿子Madison后来曾说过:Sally说杰弗逊是她所有孩子的爸爸。1802年,弗吉尼亚的一张报纸曾披露过Tom是杰弗逊生的,但是,在1805年的一次论证中,杰弗逊否认与Sally的关系,但Sally的儿子的后代都相信是杰弗逊的后代。
人类决定男性性别的Y染色体是“父系遗传”即父传子的。1998年,经当事人同意,英国与荷兰的科学家研究了杰弗逊的后代与Sally所生的后代的Y染色体的19个DNA标记。杰弗逊的基因型来自他的祖父并传给他的儿子,正好是较为罕见的。在欧洲人中670人才有1人是这样的,而在全世界的人口中也只有1200分之一。结果发现Sally的小儿子Eston的男性后代也是这种基因型。而偶然一致的可能性不到1%,但是与Sally的大儿子Tom的后代的不一致。其解释要么是传闻的为杰弗逊生的大儿子恰恰不是杰弗逊生的,要么Tom后代的“亲棗子”关系有点问题。而Eston的男性后代的DNA与杰弗逊的外甥不一样,否定了有人传说的后来几个孩子是杰弗逊外甥生的传说。
这事是否可定论呢?不能。因为杰弗逊的几个侄子,年龄与Sally相仿。不管如何,Sally的孩子是杰弗逊家族的成员是可以肯定的啦。
美国国防部从1992年开始已将DNA指纹分析用于阵亡士兵,特别是战后找到的尸骸以及“无名战士”的身份鉴定。美国士兵出征前都要采血贮存。设在夏威夷的国防部法医实验室里堆满了后来找到的美军士兵的骨头、牙齿。早至1944年在新几内亚被击落的飞行员的、二战中在与日军作战时的,朝鲜、越南及东南亚战争时的。有人还确发现了问题。1972年一架美机在南越被击落,5个月后,巡逻队发现了这一飞机的弹射椅与其他残骸,以及周围的骨头。但夏威夷实验室发现头骨里的DNA指纹所揭示的 血型与这一飞行员的血型不符,而且是一个年龄较大、个子较高的白种人的。后来进一步的调查证明,在这一地点附近有8个飞行员毙命,迄今只有一人的身份通过鉴定核实。这一实验室共有177个工作人员,在东南亚失踪的2100个美军士兵中,已有494具遗骨作了鉴定。因此,国防部有人提出对阿林顿公墓的“无名战士”墓都要开棺重新鉴定。
“侏罗纪公园”
藤蔓围绕的远古森林中,几只蜜蜂、苍蝇或蚊子正在嗡嗡作乐,一滴松汁情不自禁落下,不偏不倚正好把这几只昆虫包含其中......
斗转星移、沧海桑田,凝固的昆虫仍栩栩如生......
几百万年后,一个天真烂漫的孩子在沙滩嬉戏,捧的一掬细纱中浮出晶莹的琥珀,让他在遐思中又回到了“侏罗纪公园”。
从琥珀蚊子腹内克隆到恐龙基因目前还只是幻想,但科学家已经在多末尼加发掘到的琥珀中,找到已经灭绝约3000万年~1.3亿年的一种昆虫;在美国新泽西州发现的琥珀中,已找到了8500~9500年前的现代蚊子的祖先;美国加州理工学院的科学家已经从黎巴嫩发现的琥珀中分离出了昆虫的DNA片段,并由2500~4000年前琥珀中的蜜蜂体内克隆出了一种细菌的DNA,他们的目的是分离出始古基因,这些基因已经灭绝,也许其功能是所有现代基因所没有的。尽管这些发现还有待验证与重复,但琥珀已经给人类揭开几千万年前的生命奥秘带来了希望。
“尼德特人”不是我们现代人的祖先
1856年夏天,在德国的尼安德特峡谷(Neander Tal)里发现了一种与现代人类很接近的骨骼化石。后来,在西班牙、葡萄牙及欧洲其它地方都发现了相近的化石。据研究,尼安德特人生活在约3万~10万年前。他们能制造简单的骨制工具,还会举行葬墓仪式,在尸体身上撒上红色的赤铁矿粉末。一些考古学家与人类学家认为,尼安德特人即使不是我们的祖先,也是现代人的亲戚--他们在进化上与我们相当接近。科学家推测,尼安德特人也许不会说话,他们的体型比现代人约大30%,可是身高体重、脸宽、鼻大、不喜欢用脑子,因此逐步被淘汰了,在3万年前就基本消失了。
德国的科学家仔细地清除尼德特人骨头外面的脏东西。因为骨头至少保存了几万年,很可能在漫长的岁月中,被当时的一些什么生物、 发霉的霉菌、腐烂过程中的细菌也可能是什么病毒污染,也可能被现代的树根、小草或它们的种子或被人类接触过而污染。在肯定没有古代或现代的外国来污染后,他们分离出骨头中的DNA,然后把这一点点DNA用PCR技术放大,然后与986个不同地区现代人DNA的同一区域加以比较。这一区域位于人类的线粒体DNA的一个变异很高的区域约长400bp。
结果出来了!这些古代的DNA与人类与猿类有一定相似,可以肯定不是来自真菌、细菌或病毒。但是他们与现代人类相差很大又可以肯定不是现代人。他们与现代人之间的差异,大约是现代人与现代人之间差异的三倍!这样说吧,在他们研究的这一段DNA序列中,现代人与现代人之间约有8个位置不同,可尼德特人与现代人则有25-26个位置不同。而猩猩等猿类与现代人之间的差异约为55个位置。
人类与猩猩等猿类,据推测可能是在400万至600年前“分家”的。而所有的现代人在12万至15万年前可能还都是同一祖宗。而尼德特人很可能是在55万至70万年甚至100万年前与人类分道扬镳的。此后,尽管他们可能与现代人的祖先在同一个时期,甚至于同一个地区一起生存过,在7万年前,在中东、南欧或许在亚洲肯定与现代人共同生存过,但可以基本肯定不是现代人的祖先!至多只能说是我们的远亲。
对现代各个人种间线粒体DNA的比较表明,各国人种有较近的亲缘关系,国外的一些科学家认为,所有现代人类的祖先,都是13万~20万年前生活在非洲的一个群体,他们在近10万年前才走出非洲,遍布世界。
那么,其他的猿人与现代人的关系如何呢?现在发现的最早的人类化石,是约300-400万年前的介乎“猿-人”之间的“非洲猿人”。世界各地发现的猿人化石,如爪哇猿人,我国的蓝田猿人,是不是当地或某地的现代人的祖先呢?现在较为流行的观点是否定的,所有这些人猿都因为某种原因像尼安德特人一样灭绝了,没有给现代人留下什么基因。
要想证明北京猿人、蓝田猿人、元谋猿人是我们的祖先,最可靠的证据莫过于对他们化石中可能留下的DNA的研究。但是,从化石中得到遗传物质是相当困难的,经过了漫长时间之河的洗刷,DNA都遭到了严重破坏。但科学家认为,在较为理想的条件下,5万~10万年前的DNA还有可能被扩增分析。目前,除了尼安德特人的DNA研究以外,类似的还只有英国牛津大学的科学家的工作成果,英国的谢德(Chedder)从1万年前的克罗马农人化石也曾分离出DNA,他们的线粒体DNA与现代人类几乎只有一个差异。而要将所有的猿人和现代人的关系阐明,还需要很长的一段艰难科学历程。
冰封“雪人”
1991年9月19日,两个德国旅游者在意大利与奥地利交界的阿尔卑斯山上,偶然发现了一具尸体。这里终年积雪,这一尸体保存完好,好像冻在冰箱里一样,栩栩如生。这两个旅游者意识到这很可能是一个大的科学发现,马上报告了有关方面。第二天,奥地利警察即坐直升飞机抵达发现地点,但是天寒地冻,没有能成功的挖掘出来,5天后,人们又运来了更好的开掘工具,“雪人”成功地被运下山,以现代科学的方法保存起来。由于“雪人”价值不可估价,意大利与奥地利都不肯放弃“雪人”的所有权,几位女士也对“雪人”格外垂青,希望用他的冷冻的精子而怀上他的孩子呢。
科学家在不损伤“雪人”的前提下,对他进行了详尽的研究,特别是分析了他的DNA。结果发现,这个雪人至少死于5000余年前,从他的基因型来看,居然与北欧的人群较为接近。原来认为它是一个南欧牧羊人,现在看来更像北欧来的一个 “旅游的朝圣者”。
“雪人”因为冻在冰雪中,因此DNA保存的相当完好,除了人类外,在西伯利亚的冰雪中也曾发现了5万~10万年的猛犸尸体,对它的线粒体DNA进行分析,发现它与亚洲象很相似,完全支持化石的研究结果。1996年,从某个寒冷地区的已绝种的南美巨濑骨头中,科学家也曾也分离出了DNA,可以用于分析它和现代物种的进化关系。
除了冰尸以外,干尸和“泥尸”中的DNA也能较好地保留到今天。埃及的木乃伊是十分吸引科学家的研究对象,美国犹他大学与埃及的科学家合作,正在利用DNA鉴定各法老木乃伊间亲缘关系。而在我国也发现了不少保存完好的“泥尸”,如西汉女尸、契丹女尸、三峡女尸等,这些不仅说明了中华祖先创造的高超尸体保存方法,而且给我们提供了研究华夏历史宝贵机会。
验明正身
詹斯、詹姆斯是美国历史上的传奇人物。有人说他仗义疏才,是美国西部的罗宾汉。有人说他是杀人不眨眼的西部大盗。
詹姆斯于1847年9月5日生于密苏里州的肯亚纳。据说是不堪丘八的欺侮与虐待,他与父亲老詹姆斯成为美国内战时期老幼皆知的大盗,掳掠火车、杀戮官兵平民。据说,还开创了在美国光天化日之下抢劫银行的前例。1876年,在抢劫一个银行中惨败。1881年便销声匿迹。当时他的脑袋悬赏一万美元,这在当时是一个天文数字。1882年4月3日,在圣. 乔瑟夫的拉夫乐大街1318号的寓所,一颗子弹击中了站在椅子上擦拭一幅水彩画上的灰尘的詹姆斯的后背。杀害他的是他原先的同伙棗福特兄弟。击中詹姆斯的哥哥罗伯特曾对记者说:我离他不到3米,他听到板机声转过身来,两眼瞪的大大的,我的子弹穿过了他的左眼,他就倒在我的脚边。不过,他们不但没有领赏,相反以谋杀罪而被叛绞刑。后因州长的大赦才幸免。这一案件在当时的美国妇孺皆知。詹姆斯安葬的墓地在密苏里州的Kearney。1902年,由他的母亲移至Olivet山的公墓。当时纽约时报报道,用的是一具金属棺材。
1947年,时隔60年后,Oklahoma州的Lawton镇的一位百岁老人Frank Dalton临死前一语惊人:他才是真正的詹姆斯!而1882年毙命的只是他的替身,以保证他能平静地过平民生活。这位老人死后,他的众多子女将他安葬在Texas州的Grandbury。
这个历史过去了,于是就有两支詹姆斯的后裔。1983年,一位自称为詹姆斯的第三个侄女的女士告诉美联社记者:罗伯特杀死的是詹姆斯的另一个同伙。在Kearney的Olivet山的墓地里埋葬的不是詹姆斯本人。
1995年,为此专门开庭审理,并准备开棺。而这次开棺,发现是一具木棺,而且已经腐烂,骨头埋在潮湿的酸土中。DNA在酸性条件下最易讲解。幸好,他们找到三颗牙齿,上面还有几个驻牙洞。结果出来了,在Olivet山埋葬的的确是詹姆斯本人,因为它的线立体DNA与詹姆斯姐姐的后代的线粒体DNA一模一样。
1996年10月,在詹姆斯出生113年后,他的遗体被第三次安葬,从此盖棺论定。
追病溯源
“不是冤家不聚头”,人类与疾病的关系,当然不是今天才开始的。为了研究艾滋病的来源,科学家就曾翻阅一百年前到法国看过病的非洲海员的病历,试图找出这些海员中是否有艾滋病的蛛丝马迹。那么古代人呢?
以色列的几个墓葬挖开了,科学家仔细地清理珍贵的陪葬品外,还仔细地收集所有的骨骼,这个墓葬是公元前700至1100年时期的,经过DNA放大,科学家居然发现了导致β-地中海贫血的一个基因突变,说明了现代以色列人的这一突变,至少在3000年前已经存在。这一工作的意义,还说明除了线粒体以外,细胞核中的基因组DNA也可能用来进行古代DNA研究。
流感最严重的一次是在二十世纪初期,1918年的几个月内,至少直接造成2000-4000万人的死亡,遍及欧洲、北美与太平洋岛屿。这是第一次世界大战四年中死亡人数的10倍!在美国,当然有28%的人受这一病毒感染,而死亡率近2.5%,死了67万人。在当时参加第一次世界大战的4万3千个备役军人,使当年美国人的平均寿命降低了10岁。
感冒病毒在30年代才成功分离。这是一种单链DNA病毒,一般并不会致死,它首先侵入呼吸系统,然后感染肺部,造成病毒性急性肺炎,才有可能在几天内造成死亡。由于美国年因感冒病毒死亡的人仍有2-3万。而感冒造成的整个损失达1200万美元以上,因此对感冒病毒的研究至少仍十分重要。可是,对1918年全球性感冒流行如何研究呢?
在美国南卡州(South Carolina)的Jackson要塞,埋葬着28位死于流感的士兵。科学家从一位当时年仅21岁的士兵尸体的肺组织中找到了流感病毒的9个DNA片段。进一步研究结果还有意思,以前人们认为流感病毒是由禽类传给人类的,而1918年的感冒病毒与猪身上分离的感冒病毒相似,而且大多数现代人对它并没有明显的抗性。
我国汉朝的陈留,居然“不理横道之尸而忧牛喘”。除了我们一般相信是预测物侯外,说不定他们还在观察某一“瘟疫”的流行的可能性呢!
历史法官
古罗马因“重男轻女”而杀戮女婴是人类文明中丑陋的一页,多个国家对此都曾有过记载。古罗马时代是“杀女婴”的最早纪录是在公元2~4世纪。可是,这一黑暗的历史都是因为“重男轻女”吗?
1997年,在古罗马9世纪的一个村落里,发现了100多个婴儿的骨骼。将婴儿的骨骼拼接完整,可以肯定他们都是出生仅1~2天的婴儿。这么多的婴儿骨骼放置在一处,排除了因病死亡而零星埋葬的可能,只能是集体杀婴。科学家用Y染色体的探针,对这些骨头中的DNA进行性别研究,43个头骨中有19个得到了可靠结果,其中只有5个是女性,这说明这次大规模的杀婴,不单单是由“性别歧视”引起,古罗马作为“性别歧视”的始作俑者,至少在这个村落应该平反。
古画的价值是很难估计的。古画真伪鉴定的一个依据是材料的鉴定。美国得克萨斯州(Texas)一所大学的科学家在鉴定一系列4000年前古人画的鹿时,发现所用的颜料很可能是动物的血!而不是原先设想的是鸡蛋清或鸡蛋黄之类。有趣的是,对DNA的分析表明,这是一种偶蹄类的动物,很可能就现在还存活在世界上的鹿类。然而,古人是否在描绘动物时,都使用同一种动物的血作为颜料呢?科学家仍在继续探索,如果事实果真如此,古人就给我们留下了灭绝动物的肖像。现在,各种动物、植物的古代DNA已经进行直接研究。
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