研究人员创造了一种方法，可以实时查看家谱，而不是静态的肖像，通过追踪祖先在全球随时间的移动。这种统计方法还可用于建模疾病传播和研究动物如何在地理区域内移动。
密歇根大学的研究人员开发了一种统计方法，可以用于多种广泛的应用，如追踪你的祖先、建模疾病传播和研究动物在地理区域的扩散。
该方法的一个应用是提供更加完整的人类祖先感，密歇根大学生态与进化生物学教授吉迪恩·布拉德伯德说。例如，当你将DNA寄出以获取个性化祖先报告时，你收到的报告只是你家族树在特定时间和空间的一个微小视图。
这些类型的基因报告反映了一个人从过去特定区域生活的个体所继承的基因组的数量。如果你的祖先报告显示你是50%的爱尔兰人，那意味着你有很多目前居住在爱尔兰的二表亲到四表亲，布拉德伯德说。但实际上，你的家谱更像是一部电影，而不是这一快照。
布拉德伯德和密歇根大学的研究同事迈克尔·格伦德勒和乔纳森·特霍斯特开发的统计方法可以给人们提供一个“电影”版本的家族谱，展示他们的祖先来自何处以及他们是如何在全球移动的。该方法使用现代基因序列样本，估计个体的基因祖先的所有位置，根据人们如何移动的假设识别这些个体的平均位置，并追踪数百年。
研究者的方法不仅可以用于追踪人类祖先，还可以用于追踪病毒的出现、动物种群的分化及其他家谱追踪。他们的结果发表在《科学》杂志上。
“消费者祖先报告在某种方面很有趣，当然了解你的历史是强大的，特别是对于那些被收养、孤儿或与家人失去联系的人，”布拉德伯德说。“但这些祖先报告在其他方面可能非常有问题。它们实际上巩固了种族生物本质主义的概念，因为它们将例如爱尔兰的这些类别呈现得好像它们是真实的、理想的并且不随时间变化。”
但研究者知道情况并非如此。由诺贝尔奖得主遗传学家斯凡特·帕博开创的一个领域，开发了对古代DNA进行基因分型的工具。这允许研究人员追踪人类群体波浪如何在全球传播 —— 特别是在欧亚大陆，大部分此类基因测序都发生在这里，布拉德伯德说。这使研究人员能够看到人类群体如何随着时间的推移进入和离开地理区域。
“因为一个地点的遗传特征随着时间变化如此之大，所以我们知道说‘这就是爱尔兰人意味着什么’是毫无意义的，”布拉德伯德说。“‘遗传上是爱尔兰人’不仅没有任何意义；它也意味着你是所有的东西。”
布拉德伯德指出一个人类生物学中的思考实验：想象两个生物父母和四个生物祖父母。这在每一代中翻倍，并且只需要翻倍相对较少的几代，就会出现更多的直系后裔，比地球上曾经活着的人还要多。
这也意味着你不需要追溯到很久远的过去，就可以发现许多人共享许多祖先。
“因为我们的家谱爆炸得如此之快，它们也必须以相同的方式崩溃，正如你和我必须在许多时间点共享许多很多亲戚一样，对地球上每一个人都是如此，”布拉德伯德说。“我们彼此之间都是极为密切相关的。”
祖先报告是准确的，布拉德伯德说，但特别是当它们与某个时间段相关时。
“祖先报告并没有错，但它们遗漏了一个非常重要的组成部分，那就是‘你有爱尔兰祖先的时间’，”布拉德伯德说。“因为我们知道现代人类谱系起源于非洲，从更深的时间视角来看，称你拥有100%的非洲祖先也是准确的。”
这种统计方法称为Gaia（地理祖先推断算法），首先做出一个关于个体如何移动的非常简单的假设：即他们通常是局部移动。该方法将该假设与现代个体的位置以及称为祖先重组图的遗传结构结合起来。
通过这两条信息和个体如何移动的简单模型，研究人员可以计算出“祖先的最简位置，”布拉德伯德说。然后，研究人员可以将信息传播回到过去。
布拉德伯德的工作回应了国家科学院的倡议，敦促从事人类群体遗传学的研究者摆脱基于种族的标签。他说，尽管种族的社会现实是不容否认的，但种族类别并不准确预测遗传变异。
由于种族和遗传之间的不一致，种族标签往往是不准确的：两个人可能共享相同的标签，但彼此之间的亲属关系可能更近或更远。此外，因为某个地理区域的遗传构成可能随着时间变化，所以地理和国家标签也可能具有误导性，布拉德伯德说。
“说你是‘遗传上是爱尔兰人’，会让人觉得‘爱尔兰’一直意味着相同的东西，而在遗传上我们知道那不是真的，而且任何一个爱尔兰人— 意思是他们从生活在爱尔兰的人那里继承了部分基因组 — 只是在特定的时间范围内算得上是爱尔兰人，”他说。“这些种族标签忽视了这两个重要信息的损失是非常严重的，也对科学的政治武器化构成了非常真实的危险。”
布拉德伯德的小组开发的方法还可以应用于其他系统，而不仅仅是人类遗传学。研究人员可以使用这种方法来查看他们研究的生物体的遗传分布。研究人员还可以利用该方法了解生物体的迁移— 包括人类和其他生物，布拉德伯德说。
例如，研究人员能够观察两个地点之间种群的遗传相似性并推断它们是通过迁移更多或更少地相互连接，或者是彼此更多或更少隔离。但这个工具允许研究人员标记这些移动发生的时间线。
而这个工具在此案例中可以应用于更多的领域，而不仅限于追踪人类遗传学— 它可以用来帮助确定疾病可能何时从世界特定地区出现。例如，密歇根大学的团队正在与澳大利亚的研究人员合作，以了解蚊子如何殖民南太平洋的岛屿，并与密歇根和俄亥俄的研究人员合作，以了解马萨萨乌加响尾蛇的历史和分散。
“这是我对此感到非常兴奋的事情之一——你可以使用这种方法来识别随时间和特定位置之间的扩散模式，”布拉德伯德说。“祖先的概念不必是静态的。相反，你应该将它们视为动态、有趣，更可理解的是像电影而不是图片。”
