和 尿酸 。 C 和 T 屬 嘧啶類 物質 ， 分子 更 小 些 （ 維他命 B1 是 由 嘧啶 衍生 而 成 的 ） 。 從 化學 上 來 說 ， 它們 都 屬於 鹼類 （ 與 酸 相對 ） ， 因此 它們 常 被 視為 鹼基 。 每 個 鹼基 與 一 個 糖 分子 相連 ， 糖 是 去氧核糖 （ DNA 中 的 D 就是 去氧核糖 的 第一 個 字母 ） 。 一 個 DNA 的 單股 結構 實際 上 非常 簡單 ， 其 架構 是 由 磷酸 和 一 個 去氧核糖 分子 有 規律 交替 出現 形成 的 。 以 P 代表 磷酸 ， 以 D 代表 去氧核糖 ， DNA 的 單股 結構 看起來 就 像 這樣 ： … P — D — P — D — P — D — P — D — P — D — P — D — P — D … 一 個 糖 分子 D 與 一 個 鹼基 相連 ， 鹼基 的 順序 是 有 變化 的 ， 這樣 就 使 某 一 片段 DNA 與 其他 片段 有 區別 ， 例如 ， 單股 DNA 的 全部 結構 就 像 這樣 ： … P — D — P — D — P — D — P — D — P — D — P — D — P — D … __UNDEF__ T A A C T G CDNA 可以 分成 許多 段 ， 每 一 段 都 含有 一 個 D 和 P 分子 加上 一 個 鹼基 （ A 、 C 、 G 或 T ） ， 這些 片段 稱作 核酸 （ nucleotides ） ， 因為 有 四 種 鹼基 它們 就 分為 四 種 類型 。 下面 我們 就 用 核酸 這 個 術語 ， 因為 它 比 鹼基 更 具體 ， 而且 已 被 廣泛 採用 。 DNA 可以 被 視為 一 個 核酸鏈 ， 這 有點 像 我們 在 第二 章 解釋 蛋白質 和 分子 時鐘 時 所 說 的 珍珠串 ， 但是 DNA 是 由 四 種 珍珠 串成 的 ， 而 不 像 蛋白質 是 用 二十 種 珍珠 串成 的 。 DNA 的 核酸 序列 決定 了 每 一 生物體 的 全部 生物 特徵 。 染色體 上 的 核酸 順序 決定 了 從 頭髮 顏色 、 身高 到 鼻子 大小 的 所有 特徵 。 一切 由 遺傳 決定 的 東西 ， 都 被 DNA 組成 的 染色體 登錄 在案 。 所以 ， 全部 的 遺傳 特徵 都 由 DNA 掌握 著 ， 並 取決 於 鹼基 序列 。 DNA 就 像 一 本 說明 每 一 個體 生物 特徵 的 書籍 。 粒線體 DNA 細胞 中 有 粒線體 ， 而 細胞核 中 則 有 一 套 決定 細胞 複製 和 細胞 功能 的 染色體 。 粒線體 僅 靠 自身 不能 生長 繁殖 ， 十億 年 或 更 早 以前 ， 它們 是 游離 的 細菌 ， 後來 就 適應 了 在 細胞 中 才 能 存活 的 共生 方式 ： 沒有 粒線體 ， 細胞 不可能 正常 生存 ， 而 沒有 細胞 ， 粒線體 也 不能 生存 。 每 一 個 粒線體 含有 一 條 或 多 條 DNA 鏈 ， 形成 一 個 小 環 （ 這 也 是 細菌 的 一 個 特點 ， 它們 通常 具有 一 個 單股 的 環狀 染色體 ） ， 人類 粒線體 中 的 這 個 小 染色體 ， 由 大約 16,500 個 核酸 組成 ， 因此 ， 它 比 核 內 任何 一 條 染色體 都 要 短 得多 （ 核 內 一 條 染色體 有 一千萬 至 一億 個 核酸 ） 。 粒線體 的 染色體 可以 製造 其他 的 粒線體 ， 但 只有 在 與 細胞核 合作 時 才 能 進行 ， 因此 它 處在 細胞核 全面 的 監督 與 管理 之下 。 這 就 防止 了 粒線體 在 細胞 內 不 受 控制 地 瘋狂 生長 。 粒線體 的 組成 成分 很多 是 在 細胞核 中 製造 的 ， 這 就 保證 了 細胞核 與 粒線體 間 的 一體化 （ integration ） 。 有 一點 很 重要 ， 我們 必須 謹記 在 心 ， 那 就 是 粒線體 只 能 由 母親 傳給 孩子 。 即使 是 同 母 異父 的 兩 個 孩子 ， 他們 也 具有 完全 相同 的 粒線體 。 有時 ， 粒線體 DNA 發生 了 非常 細微 的 改變 （ 突變 ） ， 即 16,500 個 核酸 中 有 一 個 變 了 ， 從此 以後 ， 這 個 婦女 所有 的 後代 可能 遺傳到 的 都 是 這 個 新 形成 的 突變鏈 。 突變 是 相當 罕見 的 現象 。 當 我們 觀察 有 母系 血緣 關係 者 的 粒線體 DNA 時 ， 我們 看 不 出 它們 之間 有 什麼 不同 ； 但是 ， 假如 我們 觀察 沒有 明顯 血緣 關係 的 個體 時 ， 就 一定 會 看到 其中 的 差異 。 16,500 個 核酸 序列 還是 太 大 了 ， 我們 無法 在 短 時間 內 進行 分析 ， 不過 ， 只 比較 具有 代表性 的 序列 就 比較 容易 了 。 尋找 「 夏娃 」 威爾遜 和 他 學生 最 傑出 的 研究 ， 涉及 了 一 段 不 太 長 的 粒線體 DNA 片段 。 他們 取用 的 核酸 不 多 ， 但 它們 的 變化 卻 足以 發現 兩 個 看起來 十分 相似 的 個體 間 有 很 大 的 差異 ， 除非 他們 確實 是 同胞 兄弟 ， 或 有 很 近 的 母系 血緣 關係 。 觀察到 的 差異 可 用來 繪製 一 張 族譜圖 ， 因為 只 有 一 個 核酸 不同 的 個體 ， 比 那些 有 兩 個 或 更多 核酸 不同 的 個體 ， 他們 有 更 相近 的 共同 祖先 。 在 上 一 章 我們 已經 知道 ， 這 種 方法 也 應用 在 蛋白質 的 演化 研究 上 。 它 也 是 所謂 分子 時鐘 的 基礎 。 威爾遜 的 族譜圖 看起來 有點 像 一 塊 馬蹄鐵 。 所 研究 的 一百八十二 個 人 沿著 外緣 排列 ， 並 按照 起源 分開 ， 有 非洲人 、 歐洲人 、 亞洲人 、 澳大利亞 及 新幾內亞 土著 。 這 張 圖 是 他們 在 作 聚集 分析 時 得到 的 結果 ， 他們 分析 粒線體 DNA 片段 上 的 核酸 序列 間 的 差異 。 這 一百八十二 個 人 都 是 最早 的 一 個 人 （ 女 祖先 ） 的 後代 ， 她 在 圖 的 右 下方 。 她 生活 在 什麼 時候 ﹖ 居住 在 什麼 地方 ﹖ 這 張 圖 能夠 回答 這 兩 個 問題 。 這 個 女 祖先 有 兩 條 垂直 下 傳 的 分支 ， 下面 的 一 條 分支 在 分成 幾 個 叉 後 指向 七 個 人 ， 他們 都 是 非洲人 。 另 一 分支向 上 ， 經過 許多 分叉 後 ， 指向 該 組 樣本 中 所有 的 其他 人 ， 包括 很多 非洲人 。 圖 中 的 比例尺 提供 了 個體 多樣性 的 定量 概念 ， 它 是 以 上述 的 粒線體 DNA 樣本 中 的 核酸 總數 為 分母 ， 以 有 差異 的 核酸數 為 分子 得出 的 百分比 。 如同 蛋白質 一樣 ， 它 假設 兩 個 個體 間 的 核酸 差異數 ， 平均 而言 ， 是 隨 他們 與 最 晚近 共同 祖先 的 相距