將科學僅僅看作是現代神話，這常常被認為是聰明的說法。
猶太人有他們的亞當和夏娃，蘇美爾人有他們的馬爾杜克（Marduk）和吉爾伽美什（Gilgamesh），希臘人有他們的宙斯（Zeus）和奧林匹斯山諸神（Olympians），古斯堪的納維亞人有他們的忠烈祠。所謂進化，某些時髦人說，不過是古代諸神和史詩英雄的現代表達法，既不好、也不壞，既不更真實，也不更虛假。有一種流行的沙龍哲學，叫做「文化相對論」，它以其極端的方式堅持認為，科學並不比部落神話更接近真理：科學只不過是我們現代西方部落偏愛的神話而已。有一次，我被一位人類學家同事激怒，我直率地表達了以下觀點：假設有一個部落，那裡的人都相信月亮是一隻舊葫蘆，被人拋上天去，掛在比樹梢高不了多少的地方，難道你果真認為，我們的科學真理——月亮距我們大約38萬公里，它的直徑是地球的四分之一——不比部落的神話更正確些？「是的，」這位人類學家說，「我們所受的文化教育以科學方式去看待世界，而他們所受的文化教育以另一種方式看待世界。兩種方式談不上誰對誰錯。」如果把一名文化相對主義者放到千米高空，你就能看到一個偽君子了。飛機是根據科學原理建造出來的。飛機可以飛上藍天，把你從空中送到你想去的地方。根據神話傳說所載建造的飛行器則不行。比如，模擬貨物崇拜者的說法製造的飛船，或是像伊卡羅斯（Icarus）那樣用蠟粘上一對翅膀，是飛不上天的*。假設你乘飛機去參加一個人類學家或文學評論家的國際會議，你之所以能抵達目的地，之所以不會中途墜落，是由於許多受過科學教育的工程師們做出了正確的設計；西方科學家，根據月亮在約40萬公里外的軌道上繞地球運行，利用西方設計的計算機和火箭，已經成功地將人送上了月球表面。部落科學家認為月亮只不過是在樹梢之上，卻永遠只能在睡夢裡摸到它。
我在公開場合作報告的時候，總有聽眾明確地提出一些與那位人類學家同事同樣思路的事情，而且常常能得到一些人點頭贊同，引起一陣低聲議論。毫無疑問，點頭的人感覺良好，心胸寬大，沒有種族歧視。一個更可信、更能引人贊同的說法是：「從根本上說，你對進化論的信任成了信仰，所以，你一點不比相信有伊甸園的人好。」每一個部落都有關於自身起源的神話傳說，這是他們的關於宇宙、生命和人類的故事。在我們現代社會裡，至少在受過教育的階層中存在一種觀點，認為科學確實提供了與此相應的東西。科學甚至可能被描寫成一種宗教。我曾經摘要公佈過一宗案例，把科學列為宗教教育班的適用科目（在英國，學校的教學大綱把宗教教育列為必修課，這與美國不同。在美國，為避免冒犯各種各樣互不相容的信仰中的任何一種，禁止學校將宗教教育列為必修課）。科學與宗教都自稱能回答關於人類起源、生命本質，以及宇宙等深刻問題。但是，它們的相似之處也就到此為止了。科學信念有證據，並且能得出答案。神話傳說和宗教信仰卻沒有證據，也得不出答案。
在所有有關人類起源的神話傳說中，猶太人關於伊甸園的故事對我們的文化影響最大，以至它的名字被用來給一個有關我們祖先的重要科學理論命名——「非洲夏娃」理論。我把本章獻給非洲夏娃，部分原因是因為它使我能進一步發揮「DNA之河」這一比喻；同時，也因為我想讓她作為一種科學假說，與傳說中伊甸園的女家長形成對比。如果我能成功，你就會發現事實比神話更有趣味，也許甚至更富詩意、更能感人。我們從純理論開始演練，其中的關係很快就會清楚。
你有父母2人，祖父母4人，曾祖父母8人等等。每上溯一代，你的祖先數目就多1倍。上溯g代，那麼祖先的數目就是2的g次方，即2g。只是，不等我們離開座椅，我們很快就會發現，這是不可能的。為了說服我們自己明白這一點，我們必須走一小段回頭路，比方說，追溯到耶穌的時代，那是大約整整2000年前。如果我們做一個保守的假設：每100年產生4代人（也就是說人們平均在25歲時生育下一代），那麼2000年共有80代人。實際的數字可能更大（因為直至今日，許多婦女在非常年輕時就開始生育了），但這只是假設性的推算，不必考慮得這麼細。2自乘80次是一個巨大的數字：1後面跟24個0，即1億億億。就是說，你有1億億億個與耶穌同時代的祖先，我也有那麼多祖先！但是，在那個時代，全世界的總人口僅僅是我們剛算出的祖先人數的一個可以忽略不計的零頭而已。
顯然，我們在某個地方出了差錯。但是，錯在哪兒呢？我們的計算正確無誤。錯就錯在假設每上溯一代祖先數目增加一倍上。事實上，我們忘記了表親之間的通婚。我原來假設，我們每個人都有8位曾祖。但是嫡表兄妹婚配所生的孩子，只有6位曾祖。這是因為，就嫡表兄妹而言，一人的祖父母是另一人的外祖父母，而這共同的祖父母（外祖父母）就是他們孩子的曾祖父母兼外曾祖父母。
你也許會問：「那又怎樣呢？」人們偶有表親聯姻的情況，達爾文的妻子埃瑪·偉奇伍德（Emma Wedgwood），就是達爾文的嫡表妹，但這種情況肯定不劊良多，不至於造成很大差異吧？不，它會的。因為我們所說的表親之間通婚，還包括三代、五代、十六代以至更遠的遠親之間的通婚。如果你把表親關係算得那麼遙遠，每一個婚姻就都成為表親之間的婚姻了。有時，你會聽到有人誇口說自己是女王的遠親，這是在自我吹噓。因為，追根究底，通過多得難以追溯的途徑，我們大家都是女王的遠親，也是其他每一個人的遠親。皇族和貴族唯一與眾不同的是：他們的家系可以明確地追溯上去。正如十四世霍姆伯爵（Earl of Home）在回答政敵針對他的頭銜所作的嘲諷時說：「我猜，威爾遜先生，您碰巧會想到，自己是十四世威爾遜。」綜上所述，我們互相之間的親屬關係要比我們通常所意識到的近得多，我們祖先的實際人數比我們通過簡單計算得到的數字要少得多。一次，為了使一個女學生按照這一思路推理，我要她估猜，她和我兩人最近的共同祖先生活在多久以前？她盯著我的臉，毫不猶豫地用緩慢的土音答道：「在類人猿時代。」出於直覺的迅速反應，可以原諒，卻百分之百地錯了。它意味著分隔的時間數以百萬年計。實際上，她和我最近的共同祖先，很可能就生活在二三百年之內，在威廉一世（1066∼1087）之後很久。而且，我們之間肯定具有多重親屬關係。
導致我們錯誤地多算祖先人數的那個世系模式，是一棵不斷分杈，從分杈上再分杈的樹。將它調過頭來，是一棵同樣錯誤的子系模式樹。一個典型的人有2個子女，4個孫子孫女，8個曾孫曾孫女……，經過幾個世紀之後，後裔的數目就會多到不可思議。一種遠為真實的世系模式是流動的基因之河，我們已在第一章中作過介紹。在河流的兩岸之間，基因有如永遠滾滾而下的水流，在時間中流淌。基因縱橫交錯，沿時間之河而下，水流打著漩渦時分時合。
沿著河流每隔一定距離取一桶水。桶中的一對對分子，在順流而下的過程中曾問歇地成為伴侶，以後還會再次成為伴侶。它們過去也曾經被遠遠地隔離，將來還會再被遠遠隔離。要追尋它們接觸的地點極其困難，但是我們可以確信無疑地肯定有接觸——確信無疑地肯定，如果兩個基因在某一點沒有接觸，那末，無論是向上游還是下游，沿基因之河不用走很遠，它們又會再次相遇。
你可能不知道，你就是自己丈夫的表親。其實從統計角度看，你不必追溯到太久遠的祖輩，就很可能會找到與丈夫在血統上的連接點。再換一個方向，讓我們面向未來。顯然，你有很好的機會與丈夫（或妻子）共有後代。然而，這裡有一個更驚人的想法。下次你同一大群人在一起的時候，比方說，出席音樂會，或觀看足球比賽，你看看周圍的聽眾或觀眾，想想如下的假設：假設你有後代生活在遙遠的將來，這個音樂會上或許就有人與你同是這些未來後代的祖先，你可能還跟他們握過手呢。一般說來，孩子的祖父母與外祖父母都知道他們是這些孩子的共同祖先。不管他們是否合得來，這一層關係必定會給他們帶來親情感。他們可能互相瞧著對方說道：「唷，我並不大喜歡他，但他的DNA混和了我的DNA，存在於我們共同的孫輩體內。可以預期，在我們死後很久，我們還會有許多共同的後代。這當然在我們之間形成了一種聯繫。」我的意思是，如果你有幸在遙遠未來擁有後代，在音樂廳裡的陌生人中，就很可能有人是你後代的共同祖先。你可以環視觀眾席，推測哪一位命中注定會與你共有後代，哪一位不會。不管你是誰，無論你是什麼膚色，什麼性別，都可能和我同是未來某人的祖先。你的DNA也許注定會與我的DNA混合在一起。敬禮！現在，假設我們乘坐時間機器回到過去的歲月，也許回到了羅馬圓形劇場中的人群中，或者回到了更早的烏爾國集市上，甚至更古老的地方。環視人群，就像看待現代音樂廳的聽眾那樣。你可以把這些已逝去很久的人分為兩類，而且只有兩類：一類是你的祖先，另一類不是你的祖先。這是再明顯不過的，但由此我們得出了一個非凡的真理。如果時間機器能夠把你帶回足夠久遠的過去，你可以把所遇到的人分成兩類：1995年存活的每一個人的祖先，或者不是1995年存活的人的祖先。決無介於兩者之間的人。跨出你的時間機器，你所看到的每一個人或者是全人類的祖先，或者不是任何人的祖先。
這是一個十分吸引人，又很容易證明的想法。你需要做的事，只是把想像中的時間機器往回開，開到甚至是荒唐可笑的久遠以前，比如，3．5億年前，那時我們的祖先還是有肺的總鰭魚，剛從水中爬出來變成兩棲動物。如果某一條魚是我的祖先，卻不是你的祖先，那將是不可思議的。如果確實如此，便意味著在從魚到兩棲動物、爬行動物、哺乳動物、靈長類、猿、原始人的進化過程中，你的世系與我的世系互相獨立，也沒有互相參照，而結果我們卻如此相似，以至於我們可以交談，如果我們是一男一女，還可以互為配偶。
這些事實在你我之間是真實的，在任何兩個人之間也是真實的。
我們已經證明，只要返回到足夠久遠的過去，我們遇到的每一個人要麼是我們所有人的祖先，要麼不是我們任何人的祖先。但是多久才算是足夠久遠呢？很明顯，我們不需要回到總鰭魚的時代，那是歸謬法，但是我們到底需要追溯到多久的過去，才能見到1995年存活著的人的共同祖先呢？這個問題難得多，是我下一步將要轉入的問題之一。這個問題光拍腦袋是答不出的。我們需要真實的信息，以及來自特定事實方面的計量。
可敬的英國遺傳學家和數學家羅納德·費希爾爵士（SirRonald Fisher），被認為是達爾文在20世紀最傑出的繼承人和現代統計學之父。他在1930年曾經講過這樣一段話：僅僅由於地理上的和其他一些對於不同種族之間婚配的障礙……才避免了全人類在最近的1000年間逐漸擁有同一個祖先。對同一個民族的成員來說，500年前差不多都是一家了。能夠保留2000年的只有不同人種間的差異，這些……也許有的確實極其久遠，但這只發生於個別的群體間長期鮮有血緣混雜的情況下。
用我們基因之河比喻的說法，費希爾實際上是利用了這樣一個事實：一個在地理上統一的種族，其所有成員的基因沿著同一條河順流而下。但是，涉及到他那些具體的數字——500年，2000年，不同種族分離的年代，費希爾就不得不進行一些猜測了。在他所處的時代，還沒有相關的事實可資利用。到今天，隨著分子生物學的革命，資料之豐富已使人無所適從。正是分子生物學，給予了我們具有超凡至力的非洲夏娃。
數據河並不是迄今使用過的唯一比喻手法。將我們每個人體內的DNA比喻為一本家庭版的《聖經》，是很吸引人的。DNA是一篇非常長的經文，如我們在第一章所說，它是用4個字母寫成的。這些字母是從我們祖先那裡，而且只能從我們祖先那裡一絲不苟地複製下來。即使從極遠的祖先至今，仍然異常精確。將不同的民族所保留的經文作比較，重建他們的親戚關係，回溯到他們共同的祖先，這應該是可能的。遠親之間的經文之間會有較多詞不相同。他們的DNA有更長時間異化——比如挪威土著居民與澳大利亞土著居民。學者們使用各種不同版本的文本做這件事情。不幸的是，在DNA檔案中，存在著一個意外的障礙，那就是性。
性是檔案保管員的惡夢。祖傳的經文不是被完好無損地保留下來，僅僅偶有不可避免的錯誤；而是被性大肆介入，並且銷毀了證據。公牛闖入磁器店，都比不上性對DNA檔案的踐踏。在《聖經》研究中沒有這樣的東西。誠然，一個追尋源頭，比如《雅歌》的起源的學者意識到，最初的《雅歌》與現在的不一樣。現在這個《雅歌》有些古怪而且不連貫的章節，提示人們它其實是幾首詩的片斷（而且只是其中色情的部分）湊在一起的。它含有差錯——突變，特別是翻譯錯誤。「Take us the foxes，the little foxes，thatspoil the vines。」（把狐狸抓來，那些小狐狸，它們毀了葡萄籐）是誤譯。儘管終生的反覆誦讀使之有了令人難以忘懷的感染力，但是，它仍然不能與那正確的譯文相提並論：「Catch for us the fruitbats，the little fruit bats……。」（把狐蝠抓來，那些小狐幅……）。
看哪，冬天逝去，雨過天晴。鮮花開放在大地上；百鳥歡唱時刻來臨，田園中又聞烏龜聲。
這首詩何其令人陶醉！因此我真的不情願煞風景地指出，這裡也有一個無可置疑的變異。像現今的譯文那樣，在「烏龜」（turtle）後面加上dove，改成「斑鳩」，固然正確，卻很呆板，聽起來韻律被破壞了。然而，當文章既不是成千上萬份地印刷出來，也不是刻蝕在高保真度的計算機光盤上，而是由老朽的抄寫員從稀有而易碎的莎草紙文稿傳抄再傳抄，那麼，這些就已經是我們所能企盼的最小差錯，屬於不可避免的輕微退化。
但是，現在引人了性（我的意思不是把性引入《雅歌》），我所說的性的作用是，將一份文件撕去一半，而且隨機地撕成一片片，然後與另一份文件的亂得不相上下的一半混合。這聽起來難以置信，甚至是野蠻的破壞，但確實是在生殖細胞形成時所發生的。例如，當一個男人製造一個精子細胞時，父親遺傳給他的染色體與母親遺傳給他的染色體就結成一對一對，而且其中很多都改變了位置。
一個孩子的染色體，實際上是他祖代染色體無法復原地混雜、拼湊而成的大雜燴，而且一直回溯到遠祖都是如此。原想要的古代經文，它的字母，可能還有單詞，也許能夠原封不動地代代相傳。然而章、頁、甚至於段，卻被無情而有效地撕碎後重新粘貼到一起；這種破壞可以說是非常無情，以至從跟蹤歷史蹤跡的角度來看幾乎一無用處。凡涉及世系，性總是一個巨大的障礙。
只要性確實沒有牽涉進來，我們就能利用DNA檔案來重現歷史。我想到兩個非常重要的例子。一個就是非洲夏娃，我下面會講到她。另一個例子，是重現更久遠的祖先——著眼於各個物種之間的親緣關係，而不是物種內的親緣關係。我們在前一章中已經看到，有性繁殖只發生在物種之內。當一個親本物種建立了一個子代物種時，基因之河就分成兩條支流。等到它們分岔時間足夠長，遠離它作為檔案管理員的障礙之時，每條支流中的有性繁殖實際上有助於重建物種問的世系和親緣關係。只是在涉及物種內部的親緣關係時，性才把證據搞亂。對於種間的親緣關係來說，性只有助益：它傾向於自動地確保每一個體都是整個物種的優良遺傳樣本。
在攪拌均勻的河水中，你從哪裡打一桶水都一樣，哪一桶水對那條河的水都具有代表性。
為了畫出物種的系譜，事實上已對取自不同物種典型樣本的DNA文本進行過逐字的比較，並且很成功。根據一個有影響的學派的說法，甚至能夠在分岔的地方標出日期。這種機會來自尚有爭議的「分子鐘」概念，該假說認為：基因文本任一區域內每百萬年發生突變的速率是恆定的。我們很快就要回到關於分於鐘的假說上來。
在我們的基因中，描述一種稱為細胞色素C的蛋白質的「段落」共有339個字母。馬與我們的親緣關係相當遠，人類細胞色素C與馬的細胞色素C有12個字母的改變。猴子是我們相當近的親戚，人類細胞色素C與猴子的細胞色素C只差一個字母。驢是馬的近親，馬與驢的細胞色素C也僅有一字之差。此外，豬與馬的親緣關係稍遠，它們的細胞色素C之間有3個字母不同。人與酵母的細胞色素C之間有45個字母的差別，而豬與酵母之間，也同樣是45個字母的差別。這兩組數字的相同並不令人奇怪。沿著人類的基因之河溯流而上，就會發現，人與豬的基因之河匯合的時間，要比它們一起與酵母的基因之河匯合的時間近得多。但是，在這些數字當中也有一個小小的污點。馬與酵母的細胞色素C相差46個而不是45個字母。這並不意味著對酵母來說，豬比馬的親緣關係更近些。它們同為脊椎動物，並且，實際上，還同為獸類，與酵母的親疏程度是完全一樣的。或許，在與豬的最近的共同祖先之後，在演變到馬的世系中，不知不覺地出現了一個額外的變化。這並不重要。總體說來，各對生物之間細胞色素C字母差異的數目，與前述進化樹分杈的想法所推斷的情況十分吻合。
前面提到的分子鐘學說認為，一個基因文本每百萬年的變化速率是大體固定的。關於區分馬與酵母的46個細胞色素C字母變異，一般認為，其中大約一半是發生在從它們共同祖先到現代馬的進化過程中，大約另一半發生在從它們共同祖先到現代酵母的進化過程中（顯然，這兩條進化途徑經歷的時間是完全相同的）。最初，這種假設似乎令人驚訝。畢竟，它們的共同祖先很可能更像酵母，而不那麼像馬。自從著名的日本遺傳學家木材元（MotooKimura）率先表示支持之後，對於該假設的一種調整，即基因文本中的大部分可以自由改變，而不影響基因文本的含義，已經逐漸被接受。
在一句句子中採用不同字體就是一個很好的比擬。
「馬是一種哺乳動物」。「酵母是一種真菌。」儘管在這兩個句子裡，每個詞都採用了不同的字體，但它們的意義卻十分明晰。數百萬年間，分子時鐘滴嗒滴嗒地送走了相當於毫無意義的字體變化的那些東西。由自然選擇決定的變化和描述馬與酵母之間差異的變化——也就是句子在意義上的變化，則是冰山的尖頂。
有些分子的時鐘速率較另一些分子快。但細胞色素C的進化相當緩慢：大約每2500萬年有一個字母變化。這或許是因為，細胞色素C對生物生存極其重要，其作用主要取決於它的具體形狀。
在這種形狀至關重要的分子裡發生的大多數變化，是自然選擇所不能容忍的。其他一些蛋白質，如血纖維蛋白□，雖然也很重要，卻有多種能同樣起作用的形式。血纖維蛋白□能使血液凝固，你可以改變它們大部分的細微結構，卻不會損害它們的凝血能力。這些蛋白質的突變速率為每60萬年左右發生一次變化，比細胞色素C快40多倍。因此，血纖維蛋白□可以用來再現比較晚近的世系，比如在哺乳動物範圍內，但是，卻不能用它們來再現古老的世系。不同的蛋白質有幾百種，每一種都有自己特有的變異速率，因此，每一種都可以獨立地用於重建系譜。它們產生出的都是幾乎一模一樣的系譜。順便說一句，這就很好地證明（如果需要證據的話）了進化論是正確的。
我們已經認識到，性的混雜搞亂了歷史記錄，並由此展開了我們的討論。我們已經找出兩條途徑，可以避開性的干擾。前面就其中之一進行了詳細討論。我們的討論基於這樣一個事實，即：性不會把不同物種的基因混合在一起，這就為我們提供了這樣的可能性：利用DNA序列來重建我們遠祖的系譜，這些遠祖生活在我們成為人類之前很久。但是，我們已經同意，如果我們回到足夠久遠的過去，那麼無論怎麼說，我們全人類肯定都是同一個體的後裔。
我們還曾企圖找出，最近到什麼時候，我們仍然可以宣稱與其他所有的人是同一血統。為了找到答案，我們不得不轉而求助於另一類DNA證據。由此，非洲夏娃走進了我們的故事。
非洲夏娃有時也稱為線粒體夏娃。線粒體是微小的菱形小體，成千上萬地充滿我們的每個細胞。它們內部基本上是空的，但具有複雜的膜結構。這些膜的面積，比你從線粒體外表所能想像的要大得多，而且很有用。這些膜是一座化學工廠（更確切他說是一座發電廠）的生產線。受到精確控制的鏈式反應沿著這些膜進行，這個鏈式反應的步驟，比任何人類化工廠裡的反應步驟都要多。結果，源自食物分子的能量在控制之下一步步地被釋放出來，並且以可再利用的形式儲存下來，以便往後不論體內什麼地方需要，隨時都可以用於燃燒。若沒有線粒體，我們一秒鐘內就會死去。
這就是線粒體的功能，然而我們在這裡更關心的是線粒體是從哪兒來的。原來，在久遠的進化歷程中，它們曾經是細菌。這一傑出的理論是由阿默斯特市馬薩諸塞州立大學可敬的林恩。馬古利斯（Lynn Margulis）首先提出的。這一理論最初曾被視為異端邪說，當時只有少數人對它發生了興趣，現在已經被廣泛接受，可以說是大獲全勝了。在20億年前，線粒體的遠祖是獨立生活的細菌。後來，它們與其他種類的細菌在較大的細胞裡「定居」。所形成的（「原核」）細菌群落又變成大的（「真核」）細胞。我們每一個人都是數以百萬億計的互相依存的真核細胞群落。每一個這樣的細胞，又是由數千個被馴化的完全封閉在細胞裡的細菌組成的群落。它們在細胞裡面就像細菌一樣地增殖。據計算，如果一個人身體裡所有的線粒體首尾相連排成一列，那它將不是繞地球一圈，而是能繞上2000圈。一隻動物或一株植物，就是一個由相互作用的不同層次的小群落聚合而成的巨大群落，正如一片雨林。拿雨林來說，它本身就是一個雲集了大約上千萬種生物的群落，而每一物種的每一成員本身又是一個群落，它又有許許多多由被馴化的細菌組成的群落。馬古利斯博士關於起源的學說——細胞好似封閉的細菌樂園——決非伊甸園的故事所能與之相比，它更令人激動、令人興奮、令人振作。它還有另一個優勢，那就是它幾乎可以肯定是真實的。
如同大多數生物學家一樣，我現在也設想馬古利斯學說是正確的，在這一章裡我提到它，只是為了繼續探討一個特別的含意：線粒體有它們自己的DNA，同其他細菌一樣，僅存在於一個單環染色體內。現在我們就這一點進行探討。線粒體DNA不參與任何性的混合，不與軀體的主「核」DNA混合，也不與其他線粒體DNA混合。像很多細菌一樣，線粒體只通過分裂來增殖。每當一個線粒體分裂為兩個子線粒體的時候，每一個子線粒體得到與原有染色體一模一樣的「拷貝」。從我們系譜學者的觀點來看，現在你該看到它的妙處了。我們發現，在我們擔心普通的DNA文本每一代都被性攪亂證據，混淆了來自父系和來自母系的貢獻的所在，線粒體DNA卻有幸獨善其身。
我們僅僅從母親那裡得到線粒體。精子大小，只能容納少數的線粒體；它們所能產生的能量，只夠在精子游向卵子時提供精子尾巴作動力；受精時，精子的頭部被卵子吸收，而這些線粒懷則同精尾一道被拋棄了。相比較而言，卵子的個體巨大。在卵子龐大且充滿液體的內部，包含著豐富的線粒體種質。這些線粒體種質進入子代的身體。因此，無論你是女性還是男性，你的線粒體全部都來自最初接種的你母親的線粒體。無論你是男性還是女性，你的線粒體全部都來自你外祖母的線粒體。你的線粒體，無一是來自你父親，無一是來自你祖父或外祖父，無一是來自你祖母。線粒體構成了對於往昔的獨立記錄，沒有被主細胞核的DNA所沾染，而主細胞核DNA是均等地來自你4位祖父母中的每一位，你8位曾祖父母中的每一位，等等，依此往前類推。
線粒體DNA雖不受沾染，卻不能避免突變，即複製中的隨機差錯。而且，它的變異率比我們「自己的」DNA要高。這是因為，就像所有的細菌一樣，它不具備我們的細胞在千萬年間逐步形成的精確的校對機制。在你我的線粒體DNA中會有幾處差異，根據差異的數量，可以推測出你我的祖先是在多久以前分岔的，這裡所說，不是所有的祖先，而是我們在女性一女性一女性……一線上的祖先。如果你的母親是位純種的澳大利亞土著居民，或者是一位純種的中國人，或者卡拉哈里土著居民，那麼，你我的線粒體DNA之間確實會有許多不同。至於你父親是誰就無所謂了：他可以是一位英國侯爵，或者是一位蘇族首領，對你的線粒體都沒有影響。你所有的男性祖先也都一樣。
因此，就有了一本單獨的線粒體《次經》，它與主要的家庭聖經一起代代相傳，並有一個很大的優點：只由母系往下傳。這種觀點並不是性別歧視，如果它由父系傳下來，也絲毫不差。其優點在於完整性，在每一代都既不會被割裂，也不融合。作為DNA系譜學者，我們需要的是純粹單一性別，而不是兩個性別都有的世系。
如同姓氏一樣，Y染色體只由父系傳下來，從理論上來說也同樣是適用的，但是它所包含的信息太少而派不上用處。把線粒體《次經》用於確定同一物種內共同祖先的年代是非常理想的。
一組研究人員曾與伯克利加州大學已故的阿倫.威爾遜（ALlan WiLson）合作研究線粒體DNA。80年代，威爾遜和他的同事們曾從全世界抽樣了135名婦女進行線粒體DNA序列調查。這些婦女中有澳大利亞土著人、新幾內亞高地人、美洲土著人、歐洲人。
中國人，以及非洲多個民族的代表等。他們逐對研究了每個婦女與其他各個婦女線粒體DNA字母差異的數目。他們將這些數目輸入計算機，要求計算機構建出它所能找到的最簡便的家族樹系。
「最簡便的」在這裡是指盡量排除假設性一致。這點需要作些解釋。
回顧一下我們在前面進行的關於馬、豬、酵母等的討論，以及對細胞色素C字母序列的分析，你就會回憶起，馬與豬之間只有3個字母不同，豬與酵母之間有45個字母不同，而馬與酵母之間，這種不同的字母有46個。我們曾指出，從理論上講，由於有比較近的共同祖先把馬和豬互相聯繫在一起，所以它們各自與酵母的距離應該完全一樣長。45與46的差異是一種畸變，在一個理想世界裡不應存在。它或許是由於在馬的進化過程中出現過一次額外的突變；或許是在豬的進化過程中出現過一次相反的突變。
這兒確實存在著一種荒謬的觀點。在理論上可以設想，豬與酵母的關係要比它與馬的關係近。在理論上，豬和馬逐步形成如許相以之處（它們的細胞色素C文本只有3個字母不同，而它們的身體基本上是一模一樣的哺乳動物模式），有可能是出於種種巧合。
我們之所以不相信這一觀點，是由於豬和馬相像的地方比豬和酵母相像的地方多得多。不可否認，在一個DNA字母上，豬與酵母更為接近，然而這被豬與馬之間其他方面無數的相似之處壓倒了。
理由是最簡便。如果我們假設豬與馬的關係近，我們只需接受一個因巧合形成的相似之處；如果我們假設豬與酵母的關係近，我們就必須假定一連串的相似之處都是互不相干地因巧合而形成的，其數量多到不現實的程度。
在馬、豬和酵母的相互關係問題上，上述的簡便理由是顯而易見，無可置疑的。但是，人類不同種族的線粒體DNA相似程度極高，這是沒有什麼可懷疑的。「簡便」的理由仍然存在，但只表現為微不足道的數量上的論據，而不是有力的、決定性的論據。從理論上說，計算機要做的工作是：列出全部有關135名婦女的可能的家族樹，然後檢驗這一系列家族樹，從中選出最「簡單化」的一種，即因巧合而致的相似之處最少的一種。我們必須面對這樣的事實：即使是最好的家族樹，也可能迫使我們去接受一些小的巧合，就像我們被迫接受如下事實：從一個DNA字母的角度看，酵母距豬更近些，離馬更遠些。但是，至少在理論上，計算機應該能夠輕易地完成這一任務，並向我們展示，在眾多可能的家族樹中，哪一棵是最「簡便」的，也就是巧合最少的。
這只是在理論上。但在實際上存在著一個障礙。可能的家族樹的數量，比你、我，或任何數學家所能想像到的要大得多。在馬、豬和酵母一例中只有3種可能的家族樹。顯然正確的一種是[（豬、馬）酵母〕，豬和馬一起，被放置在內括弧裡，而酵母則是無關聯的「局外者」。另外兩種理論上的家族樹，是[（豬、酵母）馬〕和[（馬、酵母）豬]。如果我們再加上第四種生物，比如就魚，家族樹的數目就會上升到15個。我不想一一列出所有這15種家族樹，但是願舉出正確（最簡便）的一個，即「（豬、馬）魷魚〕酵母。豬和馬作為近親又一次舒適地被放置在最內層的括弧裡。下一個參加該俱樂部的是魷魚。跟酵母相比，它與豬／馬世系擁有更為晚近的共同祖先。其他14個家族樹中的任何一個，比如「（豬、魷魚）、（馬、酵母）]，肯定都不夠簡便。如果豬真是魷魚的近親，馬確實是酵母的近親，那麼，豬和馬極不可能各自獨立地發展了如此多的相似之處。
如果說3種生物有3種可能的家族樹，4種生物有15種可能的家族樹，那麼135名婦女會構成多少種可能的家族樹呢？答案將是一個大得可笑的數字，甚至沒法把它寫出來。假如用世界上最大、最快的計算機來列出所有的可能的家族樹，直到世界末日，也還不能取得明顯進展。
然而，這個問題還是有希望解決的。我們習慣於利用審慎的抽樣方法來對付無法想像的巨大數字問題。雖然我們數不清亞馬孫平原有多少昆蟲，但是我們可以在森林中隨機選取一些小地塊，假設這些地塊具有代表性，便可根據小地塊抽樣的數字推算出亞馬孫平原昆蟲總數。我們的計算機不可能檢驗有關135名婦女的所有可能的家族樹，但是計算機可以從所有可能的家族樹中進行隨機抽樣。如果你什麼時候從100億億個可能的家族樹中抽取一個樣本，注意到若干最簡便的樣本都具有某些共同特性，你可以由此斷定，在所有家族樹中，大概最簡便的家族樹都有同樣的特性。
這是人們迄今已經做過的事情。然而這並不一定表明它是解決問題的最佳方法。正如昆蟲學家可能不同意用最典型的方法給巴西雨林抽樣，DNA系譜學者也採用了各種不同的抽樣方法。而且，遺憾的是，結果並非總是一致的。然而，由於他們的工作極有價值，我將把伯克利研究小組對人類線粒體DNA所做的最初分析的結論介紹給讀者。他們的結論非常有趣，並且頗有爭議。根據他們的分析，最簡便的樹繫牢牢地扎根於非洲。這話的意思就是，一些非洲人與其他非洲人的關係比與全世界其他地方任何人的關係更遠。世界上所有其他地方的人——歐洲人，美洲土著，澳大利亞土著，中國人，新幾內亞人，因紐特人，以及所有其他人——構成了一群相對較為親近的表親。部分非洲人屬於這一組近親，但其他非洲人則不屬這一組。根據這一分析，最簡便的家族樹看來是這樣的：{某些非洲人「其他非洲人（再其他一些非洲人（再再其他一些非洲人和其他所有人））]}。他們因此斷言，我們所有人的母系遠祖住在非洲，叫做「非洲夏娃」。我曾提到，這個論斷是有爭議的。其他一些科學家聲稱，可以找到同樣簡便的家族樹，這些樹系最外面的分支出現在非洲以外的地方。他們還認為，伯克利小組之所以得到這個結果，部分原因是出在查找可能家族樹的計算機的指令上。
顯然，查找指令無關緊要。也許大多數專家仍會把錢花在「線粒體夏娃是非洲人」上面，然而他們卻不會有很大信心了。
對伯克利小組的第二個結論爭議不大。不管線粒體夏娃居住在什麼地方，他們都能估計出她生活的時間。由於已經知道了線粒體DNA的進化速度，因而你能給線粒體DNA趨異之樹的每個分岔點標上一個大概的時間。聯結所有女性的分岔點，即線粒體夏娃的誕生日是在15∼25萬年前。
不論線粒體夏娃是不是一個非洲人，「我們的祖先來自非洲」都無疑是正確的，要避免在這個意思上可能發生的混亂，這是很重要的。線粒體夏娃是所有現代人類最近的祖先。她是智人（Homo）sapiens)中的一員。在非洲和非洲以外的地方都曾經發現過早得多的人科直立人（Homo erectus）化石。而比直立人更早的能人（Homo habilis)和各種南方古猿屬（Australopithecus）化石（包括新近發現的400多萬年前的南方古猿化石）則僅在非洲發現過。因此，如果我們是在過去25萬年內遷徙世界各地的非洲人的後裔，那麼這是非洲人的第二次大遷徙。有一批非洲人離開得更早，大約是在150萬年以前，那時直立人迂迴曲折地離開非洲，移居到中東和亞洲一些地方。非洲夏娃理論認為，並非不存在早期亞洲人，而是那些早期亞洲人沒有留下後代。不論你怎樣看待這個問題，如果回到200萬年以前，我們都是非洲人。非洲夏娃理論還認為，即使回到僅僅幾十萬年前，現今存活的人類也都是非洲人。如果有新的證據支持，有可能從在非洲所有現代線粒體DNA追溯到一個非洲之外的母系祖先（比如說「亞洲夏娃」），同時又能贊同我們更古老的祖先僅發現於非洲。
此刻，我們假設伯克利研究小組是正確的，讓我們研究一下他們的結論意味著什麼，以及不意味什麼。「夏娃」這個綽號已經產生了不幸的影響。一些熱心人輕率地認為：她肯定是一個孤獨寂寞的女人，是地球上唯一的女人，是最初的遺傳瓶頸口，甚至是《創世紀》的一個證明！這完全是誤解。「她是那個時代地球上唯一的女人」，「在她那個時代，人口比較少」，這兩種說法都不正確。她的男女同伴也許既數量眾多，而且生殖力旺盛。他們也許至今還有大量後代活在世上。但是因為他們與我們之間的聯繫在某一點上通過了一位男性，他們的線粒體的所有後代已經消失。同樣，一個貴族姓氏（姓氏是與Y染色體聯繫在一起的，並且與線粒體的情形恰好相反，只由父子相傳）可能消失，但這並不是說擁有這個姓氏的人就沒有後代。他們或許會有數不清的後代，只不過不是通過父子相傳，而是通過其他途徑傳下來。正確的說法僅能是：線粒體夏娃是離我們最晚近的一位純粹母系的共同祖先，所有的現代人都是她的後代。必定有一名婦女能夠符合這個結論。唯一的爭論是關於她住在這裡還是那裡，是在此時還是彼時。她確實曾生活於某時、某地，這個事實是確定的。
這裡還有第二種誤解。這種誤解更為普遍，甚至在從事線粒體DNA領域研究工作的領頭科學家那裡，我都曾經聽到過。那就是相信「線粒體夏娃」是我們最晚近的共同祖先。這種誤解的根源是對兩個概念的混淆：一個是「最晚近的共同祖先」，另一個是「最晚近的純粹母系的共同祖先」。「線粒體夏娃」是我們最晚近的純粹母系的共同祖先，然而還有很多其他途徑可以延續後代，不僅僅是純粹母系這一條線。其他途徑有成百萬。讓我們回到關於祖先數目的計算中來（讓我們忘卻表親聯姻的複雜情況，它曾是前面爭論的焦點）。你雖然有8位曾祖父母、外曾祖父母，但其中只有一位是純粹母系的。你雖然有16位高祖，但其中也只有一位是純粹母系的。
即使允許表親結婚減少了在某一代中祖先的數目，但是，與純粹母系相比，確實還有更多、更多、更多成為祖先的途徑。當我們沿著遺傳之河經過遙遠的古代溯流而上，可能會有許許多多夏娃，許許多多亞當。這是些焦點人物。生活在1995年的所有人可能都是她或他的後代。「線粒體夏娃」只是其中之一。沒有什麼特別理由可以認為線粒體夏娃是所有這些夏娃和亞當中離我們最近的一位。情況與此相反。她被規定了一個特別的途徑：在遺傳之河中，我們是由這個特定的途徑成為她的後代。與純粹母系途徑相並行的可能途徑，數目非常巨大，因此從數學上「線粒體夏娃」極其不可能是所有夏娃和亞當中距我們最近的一位。它是一條特殊的單行道（只經母系遺傳）。如果又是最近的途徑之一，那將是一個了不起的巧合。
再有一點也多少使人感到興趣，那就是我們最晚近的共同祖先更有可能是一個「亞當」，而不是「夏娃」。一夫多妻比數男共一妻可能性更大，這是因為，僅從生理上說，男性能生育幾百、甚至幾千個孩子。在《吉尼斯世界紀錄大全》中，這一紀錄已超過1000，創造這紀錄的是以實瑪利。女性即使在理想條件下，最多也只能生育二三十個孩子。女性的子女數較男性更平均。少數男人的孩子可能多得荒唐可笑，但這就意味著另一些男人連一個孩子都沒有。如果有一個人完全不能生育，這個人更可能是個男人而不是女人；而如果有一個人擁有大多的後裔，這個人也更可能是個男人。因此，人類最為晚近的共同祖先，很可能是一個亞當，而不是一個夏娃。舉個極端的例子，誰更可能是今日全體摩洛哥人的祖先？是以實瑪利，還是他的某個不幸的妻妾？，我們可以得出以下結論：第一，必定存在著一位我們可稱為「線粒體夏娃」的女性，她是所有現代人最晚近的純粹母系共同祖先。第二，必定還有一個稱為「焦點祖先」的人，其性別尚不為人知，卻是所有現代人通過任何遺傳途徑而來的最近的共同祖先。第三，雖然線粒體夏娃和「焦點祖先」有可能是同一個人，但很不可能。第四，「焦點祖先」更有可能是男性，而不是女性。第五，「線粒體夏娃」很可能生活在25萬年前。第六，對於「線粒體夏娃」生活於何地，尚存爭議，但是從已報道的觀點看，人們仍傾向於非洲。只有第五條和第六條要靠科學證據來檢驗，前四條只需借助常理進行推斷即可得出。
但是，我曾說過，祖先們掌握著解開生命之謎的鑰匙。非洲夏娃的故事只是一個更壯麗、更古老的史詩限於人類這一局部的縮微。我們要再次求助於基因之河——我們的伊甸園之河這一比喻。
但是，我們會溯流而上穿越更為久遠的時間跨度，比神話夏娃的幾千年和非洲夏娃的幾十萬年，久遠得不可同日而語。DNA之河沿著一條不間斷的時間線路，途經我們的歷代祖先，至少流了30億年。
原註：我已不是第一次使用這個必勝的論據。我必須強調指出，這僅僅針對（見下頁）與我那位舊葫蘆同事持同樣想法的人。還有一些人，儘管他們也令人不解地自稱「文化相對論者」，但他們的觀點完全不同，而且十分明智。對於他們，文化相對論僅意味著，如果你試圖用自己的文化術語去詮釋另一種文化的信念，你是不可能理解它的。你必須將某一文化的每個信念放在該種文化的其他各種信念背景下觀察。我猜，這種理解才是文化相對論的本意。而我所批評的那種，是對文化相對主義的一種極端主義的曲解，雖然它頗能蠱惑人心。明智的文化相對論者應該努力與這種荒唐的文化相對論劃清界限。
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