大約六萬年前，我們的智人祖先踏上了走出非洲的旅程，但他們究竟何時、走何種路線散布全球？現代科學家化身「基因偵探」，透過追溯母系繼承的「粒線體夏娃」與父系的「Y染色體亞當」，在現代人的DNA中尋找答案。
粒線體夏娃與Y染色體亞當
大約六萬年前，我們的智人祖先開始走出非洲，前往全球各地。然而，當初究竟走了哪些路線、又是在什麼時間來到各個新的地點，其實很難說得確切，因為非但化石紀錄多有殘缺，光從考古證據也很難判斷是哪個人族的分支所遺留。
因此，現在對於人類擴張的大部分理解，其實是來自於研究當今世界各地原住民的基因。透過分析DNA，以及靠著現在已經能夠估算基因密碼當中突變累積的速率，就能計算當初不同族群是在多久之前出現分化。把基因變化與全球地圖整合，就能推算人類最早是在什麼時候來到哪個地區，進而追溯出古代遷徙的路徑。
在這樣的基因偵探工作中，有兩種DNA 特別關鍵。人體細胞裡，有一種叫做粒線體（mitochondria）的微小構造，負責進行提供能量的生化反應。這些粒線體正是細胞的發電廠，並且帶有它們自己的小型環狀DNA。
人類受孕時，會從母親的卵細胞繼承粒線體，但並不會從父親的精子得到粒線體：粒線體DNA是沿著母系，從母親到女兒這樣代代傳遞的。分析粒線體DNA 的基因資訊，並且計算不同族群分化所需的時間，就能夠一路追溯到最早開始分化的那一點 ── 也就是在遠古時代，那位恰巧成為當今所有人類祖先的母親。這位最近的母系共同祖先，稱為粒線體夏娃（Mitochondrial Eve），就活在大約十五萬年前的非洲。
如果改為觀察只能從父親傳給兒子的Y染色體DNA，也能追溯到最近的父系共同祖先，稱為Y染色體亞當（Y-chromosome Adam）。這棵基因樹的根源年代比較不確定，但一般相信，這位父系共同祖先大約活在二十萬年前到十五萬年前。
這並不代表當時只有一位女性和一位男性，也不代表這位最近的母系共同祖先曾經與那位父系最近的共同祖先相遇 ── 他們根本是活在不同的時間、不同的地點。事實上，如果母系粒線體譜系居然和父系Y 染色體譜系能夠追溯到同一個時間點，反而才是個誇張的巧合。（就這點來說，把他們用《聖經》裡的夏娃和亞當來稱呼，其實很容易引起誤解。）
粒線體夏娃（以及相對的Y 染色體亞當）唯一的意義在於：粒線體夏娃剛好有生了女兒，而她的女兒也有生下女兒；這條母系粒線體譜系就這樣一路延續到了今日的所有人類，而家族樹上的其他分支，則是因為各種原因而滅絕了，又或者只因為沒生下女兒。
這些全球基因研究最令人驚訝的其中一項發現，就是人類物種其實非常一致而相同。雖然表面看來，世界各地人口的頭髮、膚色或頭骨形狀等特徵大不相同，但是就全球八十多億人而言，基因多樣性其實低得不可思議。
事實上，如果從中非某條河的兩岸抓來兩群黑猩猩做比較，牠們的基因多樣性甚至還會比生活在地球兩端的人類來得高。
《出非洲紀》
然而，非洲仍然有著最高的人類基因多樣性，因此就算我們從未發現任何骨骼化石或早期考古證據，只看現代人類的DNA，還是能夠推斷人類確實起源於非洲、再向外擴張。而且基因研究也顯示，當今世界各地的人類並非來自陸續多次離開非洲，而是源自某次單一的「出非洲」事件，而且那批最早的移民可能只有寥寥數千人。
現代人類（智人）是在某次區域性氣候變暖、植被增加的時候，首次進入阿拉伯半島；遷徙路線可能是向北步行穿過西奈半島，也有可能是從較南的地方，划著木筏穿越曼德海峽。而智人來到歐亞大陸，就遇上了其他更早離開非洲的人族物種。智人曾經在中東，與尼安德塔人有少量雜交互動，於是留下了他們的DNA 痕跡，更進一步帶向世界各地。
如今在非洲族裔以外的人類基因碼裡，尼安德塔人的DNA占了大約2%。而比起歐洲族裔，現代東亞族裔所帶有的尼安德塔人DNA，似乎比例更高，可見在人類向東遷徙穿越歐亞大陸的過程中，應該至少還與尼安德塔人有過另一次的雜交互動。
智人穿越中亞的時候，似乎也曾遇上另一個神祕而如今已滅絕的人族物種：丹尼索瓦人，並有了更多的雜交。目前所有對丹尼索瓦人的線索，就只有在西伯利亞與蒙古邊界阿爾泰山脈洞穴裡的幾顆牙齒、以及一根手指和一節腳趾骨的碎片；DNA 分析顯示，丹尼索瓦人與尼安德塔人可能屬於姊妹物種。在美拉尼西亞與大洋洲的現代人類，DNA 裡有4% 到6% 來自丹尼索瓦人；美洲原住民的基因也有一小部分是丹尼索瓦人的貢獻。
很難想像會有幾個人類物種，不過幾萬年前還與智人共存，但是現在，我們對他們全部的瞭解就只能透過一些骨骼碎片，以及他們在我們基因體裡留下的DNA 痕跡。另一種時間還更早的人族物種：直立人，則是在將近兩百萬年前就離開了非洲，來到中國與印尼一帶，但還沒有等到現代人類來到亞洲，便已經滅絕了。如果看看那些目前還生存在非洲的原住民，會發現他們完全沒有尼安德塔人或丹尼索瓦人的DNA。
