美媒:DNA分析揭开尼安德特人消失谜团

美媒:DNA分析揭开尼安德特人消失谜团

美媒:DNA分析揭开尼安德特人消失谜团。资料来源:普林斯顿大学,Matilda Luk(化石网cnfossil.com配图)

(化石网cnfossil.com)据参考消息网(编译/胡溦):美国有线电视新闻网网站7月31日报道,2010年关于早期人类和尼安德特人曾经杂交的发现是一枚科学重磅炸弹——其揭示的基因遗产此后被发现在现代人的生活中起着重要作用,影响着人们的昼夜节律、免疫系统功能和一些人感觉疼痛的方式。

然而,科学家们发现很难逆向拼凑基因的流动:即这两个群体之间的混合如何塑造了大约4万年前灭绝的尼安德特人。在新技术的帮助下,一项新的研究正在描绘一幅更清晰的画面。

7月12日发表在美国《科学》周刊上的这项分析表明,在过去的25万年里,这两个群体在多个时间点交换了DNA,从而揭示了尼安德特人是如何消失的,并有可能改写我们的智人祖先是如何以及何时离开非洲的故事。

这些发现表明,人类早期的历史是复杂的,自现代人于25万到30万年前作为一个物种出现后,其与尼安德特人以及其他类型的古人类(包括神秘的丹尼索瓦人)互动的频率比我们此前所了解的要频繁得多。

通过比较数据库中的DNA序列,科学家可以重建不同种群或物种之间的关系,而且由于遗传变化在一代人的过程中以稳定的速度发生,遗传学家可以计算出两个群体交换DNA的时间间隔——就像分子钟上的滴答声一样。

研究发现,人类离开非洲后经历了三波与尼安德特人的相遇和杂交:一次是在大约20万至25万年前,在第一批智人出现在非洲后不久;第二次是在10万年前;最后一次发生在5万到6万年前。

最近的杂交事件于2010年首次被发现,受到广泛认可,当时诺贝尔奖获得者、遗传学家斯万特·佩博首次对尼安德特人基因组进行了测序。

然而,新的研究表明,前两波杂交与第三波明显不同,第三波是一次大规模的迁徙,最终导致现代人居住在地球的各个角落。

科学家们发现,在20多万年前,尼安德特人基因组中智人DNA的比例可能高达10%,并随着时间的推移而下降至平均2.5%到3.7%。

根据这项新的研究,在早期的两次杂交浪潮中,尼安德特人吸收了人类的基因,后代留在了尼安德特人的群体中。

美国普林斯顿大学刘易斯-西格勒整合基因组学研究所教授、该研究资深作者乔舒亚·阿基说,这些早期的交配事件是一小群智人先驱从非洲迁徙而来的结果(但没有建立一个稳固的立足点)。这在现代人类的基因库中几乎没有留下记录,但对尼安德特人的基因组产生了很大的影响。

他补充说:“我认为最简单的解释是,这反映了人口规模随时间的变化。”

阿基解释说:“起初,(早期)现代人从非洲慢慢流出,尼安德特人的人口数量足够大,他们基本上能够吸收这些最初分散的人类和他们的基因。”

然而,阿基补充说,当智人在大约6万年前离开非洲,在世界各地持续迁徙时,智人与尼安德特人杂交的后代在现代人类中长大,他们的基因特征留在了人类基因库中,影响了我们今天的生活。

在这项研究中,研究小组使用机器学习技术对三具尼安德特人遗骸进行了解码和基因组测序,这些遗骸的历史可追溯到5万至8万年前,发现于三个不同的地点:克罗地亚的文迪亚洞穴、阿尔泰山脉的丹尼索瓦洞穴和恰格尔斯卡亚洞穴。然后,研究人员将这些数据与2000名当代人的基因组进行了比较。

英国自然历史博物馆人类进化研究方面的负责人克里斯·斯特林格说,有一些智人化石可能反映了该物种早期从非洲到中东和欧洲的不太成功的旅程。他没有参与这项研究。

这些遗骸包括在希腊南部阿皮迪马洞穴发现的可追溯到21万年前的智人化石,以及在以色列斯胡勒和卡夫泽遗址发现的遗骸。在以色列发现的化石具有“原始特征”,比如更粗大的眉毛、更平坦的头骨和变化不一的下巴。

斯特林格说:“我把这些特征解释为从更原始的非尼安德特人祖先那里保留下来的,但它们也可能是尼安德特人基因流动的迹象,也许根据这项新研究,现在应该重新研究这些特征。”

阿基指出,在这项研究中发现的人口变化可能是尼安德特人在4万年前消失的主要原因。研究人员的分析表明,当时尼安德特人的人口规模比之前认为的要小20%。

阿基说,“(现代)人类规模更大,就像海浪冲击海滩一样,最终侵蚀了尼安德特人”,尼安德特人的基因库很可能在最后一波杂交中被人类吸收。

他补充说:“灭绝是复杂的,所以我想我不会说这是唯一的解释……但我认为尼安德特人被人类种群吸收很可能在很大程度上解释了尼安德特人消失的原因。”

斯特林格说,他认同最后阶段的杂交可能导致了尼安德特人的灭绝,随着尼安德特人的DNA进入更大的人类基因库,尼安德特人的规模越来越小,以至于多样性越来越少。

“我认为这是很重要的一点,”斯特林格说,“而如果排除了尼安德特人与智人杂交而增加的遗传多样性,他们的有效种群规模还是会大大减小。这进一步证明,即使没有来自不断扩大的智人种群的竞争,晚期尼安德特人也可能已经是一个濒危物种。” 




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