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人曾混交人种图片
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
其实,早期现代人类不仅接受了尼安德特人的基因馈赠,在10万年前也曾经成功将自己的遗传信息传递给了尼安德特人。2016年2月,德国马克斯·普朗克演化人类学研究所等国际小组的研究人员在《自然》杂志上宣布,在俄罗斯阿尔泰山脉一个偏远洞穴中的一个女尼安德特人的基因组中,他们首次检测到现代人类祖先特有的基因信息,推测10万年前已有一小拨现代人类的祖先与东亚尼安德特人发生过混交,不过后来这些现代人类基因信息又消失得无影无踪。
勾结神秘的“丹尼索瓦人”然而,与现代人类的祖先有基因交流的不仅仅只有尼安德特人。让我们回到之前提过的位于俄罗斯、中国和蒙古交界的阿尔泰山丹尼索瓦洞穴,这里不仅住过尼安德特人,也曾庇护过现代人类的祖先,而且还曾生活过一个神秘的人种。
就在第一张尼安德特人基因组草图发表在《科学》杂志的前一个月,马克斯·普朗克演化人类学研究所的斯万特·帕博和俄罗斯科学院阿纳托利·杰烈维扬科(Anatoli P. Derevianko)领导的团队在《自然》杂志上撰文称,他们发现了另一个已灭绝的新人种。研究人员对一小块手指骨片进行线粒体DNA遗传分析,这块小骨片是杰烈维扬科两年前从丹尼索瓦洞穴中挖掘出来的。他们从这块小骨片中提取了线粒体DNA并测序,通过与早期现代人类、尼安德特人、倭黑猩猩和黑猩猩的线粒体DNA进行比对,结果惊奇地发现,这块小骨片既不属于早期现代人类,也不属于尼安德特人,更不属于倭黑猩猩和黑猩猩。进一步分析发现,这块小骨片的主人与早期现代人类、尼安德特人在100万年前共享同一祖先,研究人员因此推测这一小骨片属于一个已灭绝的新人种。
2010年底,该研究团队进一步对这根指骨的基因组DNA进行了分析,推测出这一新人种与尼安德特人亲缘关系较近,可能在64万年前是一家,而与现代非洲人分歧演化时间可能是84万年前。
确定“丹尼索瓦人”身份的臼齿(图源:DavidReich et al., 2010)
不久,研究人员又在同一洞穴挖掘出其他分属不同个体的骨片,均具有与这个新人种相近的遗传背景,因此将其称为“丹尼索瓦人”。
丹尼索瓦人与尼安德特人是近亲,其约17%的遗传信息来自于后者。2018年8月,据《自然》杂志报道,由德国马克斯普朗克演化人类学研究所的维维亚娜·斯隆(Viviane Slon)和斯万特·帕博(Svante Pääbo)领导的一个国际研究团队,对来自俄罗斯阿尔泰山丹尼索瓦洞中的一小段骨头进行分析发现,该骨头属于9万年前的一个至少13岁的女孩,更令人惊喜的是,其母亲是一个尼安德特人,父亲则是一个丹尼索瓦人,这是科学家首次发现尼安德特人和丹尼索瓦人的直接杂交后代,表明这些不同人种相遇后相互混杂是非常常见的。
丹尼索瓦人与现代人类的混交可能晚于尼安德特人,而且其基因分布也不像后者那么广。丹尼索瓦人的遗传信息主要留存在亚洲现代人的基因组中,其中生活着东南亚附近太平洋岛屿的美拉尼西亚人基因组含有4~6%的丹尼索瓦人遗传信息。2016年一项研究将这一比例降低至1.1%,而且推测可能存在另一种已灭绝的人类贡献了遗传信息。其他研究人员则发现现今一些澳大利亚和分散在东南亚岛屿上的土著人,以及东亚大陆及美洲土著人基因组中都有丹尼索瓦人的贡献。
2018年3月,美国华盛顿大学西雅图分校和普林斯顿大学的研究人员在《细胞》杂志上撰文称,他们利用一种新的无参考基因组的检测方法,对5639个来自欧亚大陆和大洋洲的人类全基因组序列进行分析,发现丹尼索瓦人遗留在东亚人群的遗传信息与在南亚人和大洋洲人群中的存在较大差异,因此推测丹尼索瓦人与现代人类至少发生过两次混交,这让现代人类与其他古人类混杂的情况变得更为复杂。
迄今为止,科学家只在俄罗斯阿尔泰山丹尼索瓦洞穴中发现过丹尼索瓦人的遗迹,而且都是一些小骨片,从没有发现其较为完整的遗骸,这让科学家很难推测丹尼索瓦人到底长什么样,更别提生活习、生活区域等问题。但是他们和尼安德特人一样,通过与现代人类祖先混交,将他们的遗传信息永远留存在一部分现代人类的基因组,并且为这些现代人类适应环境,最终成为地球的主宰带来了意想不到的好处。
去伪存真,变身强者在与现代人类祖先共同生活的岁月里,由于气候恶化等原因,尼安德特人和丹尼索瓦人也积累了大量有害的基因突变,这些基因突变不可避免地遗传给他们与现代人类杂交的后代。虽然从尼安德特人和丹尼索瓦人等人种那里获得的基因馈赠并非都对现代人类有利,但是现代人类在并不长的进化历史中,逐渐淘汰不利的基因,将有利的基因保留下来,才得以登上高原,游上海岛,走遍全球,甚至探索宇宙。
众所周知,5万年前现代人类的祖先刚刚走出非洲时,尼安德特人和丹尼索瓦人已经在欧亚大陆生活了30多万年,演化出对当地的气候、食物、病原微生物等环境较强的适应,并最终形成了一些与环境相适应的特有基因型。现代人类与这些古人类混杂,有利于引入这些古人类相应的有利基因型,显然可以帮助初来乍到的现代人类快速适应环境,例如欧洲寒冷的气候等,进而开枝散叶,遍布全球。
来自深圳华大基因研究院、加利福尼亚大学以及华南理工大学等单位的科研人员研究发现,中国西藏人之所以能适应西藏4000多米的高海拔低氧环境,可能因为西藏人从丹尼索瓦人或其近亲那里继承一个与低氧适应相关的EPAS1基因突变型,该研究成果2014年7月发表在《自然》杂志上。
德国马克斯·普朗克演化人类学研究所的研究人员对11.2万英国人基因组进行分析,发现一些与肤色、头发颜色、高度、睡眠模式甚至吸烟状况有关的基因都是来自尼安德特人。
2018年10月,来自美国亚利桑那大学的戴维·恩纳德(David Enard)和斯坦福大学的德米特里·佩特罗夫(Dmitri A. Petrov)在《细胞》杂志上报告称,尼安德特人和古代智人在混交过程中,不仅相互传播病毒,而且还将病毒互作蛋白(VIP)基因遗传给双方混交的后代。VIP蛋白具有多种功能,比如参与免疫反应,能抵抗特定病毒、特别是RNA病毒的入侵。由于基因突变,有些尼安德特人的VIP蛋白能对抗某些特定病毒,特别是RNA病毒的入侵。这样,遗传有尼安德特人VIP基因的智人后代将获得应对更多病毒的抵抗力,即遗传适应,得以在之后的大规模瘟疫中幸存,而那些非混交后代则被逐渐被淘汰。《福布斯》撰稿人珍妮弗·拉夫(Jennifer Raff)博士将这一现象形象地比喻成尼安德特人和古代智人既互相放毒,又相互提供解药。
尼安德特人与现代人祖先相互放毒又互相提供“解药”(图源:David Enard et al., 2018, Cell)
虽然尼安德特人和丹尼索瓦人等作为人种已经完全灭绝,但是他们与现代人类祖先的爱情故事,已深深地镌刻在我们的基因组里,再也抹不去、擦不掉。
参考文献
1. 亚历山大·H·哈考特著,谢庶洁译,我们人类的进化-从走出非洲到主宰地球[M]. 北京,中信出版社,2017. ISBN:9787508678962.
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