南卡羅來納大學的生物學家伯特·伊萊進行了解釋。
線粒體DNA（mtDNA）是從母親傳遞給子女的。父親無法傳遞他們的mtDNA，只能傳遞他們Y染色體上的額外遺傳資訊。由於mtDNA僅來自母親，因此它從一代到另一代的變化非常小，甚至沒有變化。突變確實會發生，但頻率不高——低於每100人一次。因此，一個人的mtDNA可能與他或她十幾代之前的直系母系祖先的mtDNA相同，這一事實可用於將數十年的人們聯絡起來。例如，如果在非洲主要發現某種型別的mtDNA，那麼我們可以推斷，世界上其他地方擁有該型別mtDNA的人的母系祖先來自非洲。
與我們的大多數DNA不同，線粒體DNA不在我們的染色體中，甚至不在我們細胞的細胞核（包含所有染色體的中心結構）中。線粒體是細胞質中小型的膜結合結構。它們存在於所有植物和動物細胞中，負責產生細胞功能所需的大部分能量。每個線粒體都包含自己的DNA和自己的蛋白質合成機制。它們透過在複製第二個DNA副本後分裂成兩個來繁殖。在人類中，mtDNA呈環狀，包含大約16,500個核苷酸鹼基對的DNA。（DNA分子由兩條配對的鏈組成，每條鏈是由四種類型的核苷酸組成的長鏈，分別標記為A、G、C和T。）相比之下，細胞核中的DNA被分成46條線性染色體（分別來自我們父母的23條），平均長度超過2億個鹼基對。每個人的線粒體都來自母親卵細胞的細胞質。父親的精子細胞也包含線粒體，但它們不會遺傳給他的後代。
關於支援科學新聞業
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞業 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續報道關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。
在人們開始環遊世界之前，隨著時間的推移，mtDNA中發生的罕見變化導致每個大陸都存在獨特的mtDNA型別。因此，大多數當代mtDNA可以根據mtDNA最可變區域（HvrI）的核苷酸序列被分配到起源大陸。HvrI區域的長度約為400個鹼基對，是線粒體開始複製其DNA新副本的區域。它是DNA分子中最有可能發生突變（變化）的區域。當科學家確定該區域中四個核苷酸的順序時，他們會發現隨著mtDNA從一代又一代的母親傳遞給女兒，隨著時間推移發生的所有突變的記錄。這些累積的突變是每個大陸發現的獨特mtDNA型別的基礎。
在各大洲內部，也可以觀察到區域性的mtDNA變異。當一位女性的mtDNA包含新的突變時，她的後代很可能居住在她附近。因此，她居住的當地區域將是世界上唯一發現這種特定型別mtDNA的地方。然而，每當人們從一個地方遷移到另一個地方時，他們都會隨身攜帶他們的mtDNA。例如，在撒哈拉以南非洲，隨著時間的推移，人口發生了廣泛的遷移。因此，最近的一項研究表明，大約一半的非洲mtDNA在非洲多個國家的人們之間共享。如果一位非裔美國人擁有這些共享的mtDNA之一，則無法確定來到美國的母系祖先最初的家鄉是哪個國家。
第二個問題是，許多非裔美國人擁有一種特定型別的mtDNA，其起源顯然是非洲的，但在已分析的非洲mtDNA中尚未觀察到。這種情況發生的原因是，非洲人之間存在著令人難以置信的遺傳多樣性，而且對非洲mtDNA的研究尚不廣泛。事實上，許多非洲種族群體的mtDNA根本沒有被分析過。更多的研究將有助於改善這種情況。然而，如果某種特定的mtDNA足夠罕見，只在非洲的一個小區域被發現，那麼研究人員很可能難以找到它。有些人建議將這些罕見的mtDNA與非洲已經發現的類似mtDNA進行比較。然而，當進行這些比較時，罕見的mtDNA通常與許多國家發現的常見mtDNA之一相似。因此，不太可能將某個人的mtDNA分配到特定的原籍國。這個結論不僅適用於非洲mtDNA，也適用於來自其他各大洲的mtDNA。