尼安德特人與現(xiàn)代人曾發(fā)生多次基因交流
（神秘的尼安地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)（唐鳳）：10萬(wàn)年前的一天，尼安德特人第一次遇見一群與他們看上去并不相同的德特代人“伙伴”——現(xiàn)代人。雖然雙方的人現(xiàn)初次見面發(fā)生了什么也許已無(wú)從考證，但之后的生多數(shù)萬(wàn)年間，他們相處得似乎不錯(cuò)。次基
因?yàn)橐豁?xiàng)針對(duì)當(dāng)今東亞人和歐洲人攜帶的因交尼安德特人DNA片段的研究顯示，尼安德特人與解剖學(xué)意義上的尼安現(xiàn)代人的祖先曾在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)發(fā)生過(guò)基因交流。
“解剖學(xué)意義上的德特代人現(xiàn)代人在走出非洲后的3萬(wàn)多年里，與尼安德特人曾在地理位置上相互重疊。人現(xiàn)在這一時(shí)期，生多尼安德特人與現(xiàn)代人進(jìn)行了雜交，次基今天非非洲人攜帶的因交尼安德特人部分基因組證明了這一點(diǎn)。”該研究通訊作者、尼安美國(guó)賓夕法尼亞州天普大學(xué)生物學(xué)系的德特代人Joshua G. Schraiber告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，“但這種融合并非只發(fā)生了一次，人現(xiàn)實(shí)際上，人類與尼安德特人之間的相互作用比以前所認(rèn)為的更長(zhǎng)期、更復(fù)雜。”
有一個(gè)“幽靈”
尼安德特人是遠(yuǎn)古分布在歐洲大陸的最主要古人類，也是與現(xiàn)代人在進(jìn)化學(xué)上最近的親族。早在25萬(wàn)年前，尼安德特人就已出現(xiàn)在歐洲和亞洲，而且，他們獨(dú)占了歐亞大陸，直到現(xiàn)代人的到來(lái)，并最終將他們?nèi)〈?br>德國(guó)萊比錫馬普學(xué)會(huì)進(jìn)化人類學(xué)研究所Sergi Castellano團(tuán)隊(duì)曾發(fā)現(xiàn)，西伯利亞阿爾泰山脈東部尼安德特人的祖先和現(xiàn)代人的祖先相遇及繁衍的時(shí)間可能發(fā)生于約10萬(wàn)年前。但約3萬(wàn)年前，尼安德特人完全消失。
考古學(xué)家認(rèn)為，現(xiàn)代人從非洲向外擴(kuò)散時(shí)，在歐亞大陸西部遇到尼安德特人，并假定現(xiàn)代人與尼安德特人只發(fā)生過(guò)一次基因交流。這些遭遇事件在當(dāng)今非非洲人族群的基因組中留下了印記：該族群約2%的基因組中有尼安德特人成分。
但是，讓Schraiber感到困惑的是，東亞人攜帶的尼安德特人基因比例比歐洲人高出12%~20%。
“為了找出答案，我們探索了能解釋這一結(jié)果的各種人口模型，包括單一混合、多次混合，以及存在一個(gè)‘幽靈’人群（‘稀釋’假說(shuō)）。”他說(shuō)。
Schraiber提到，可能有一些人居住在東非或北非，因此沒有遇到尼安德特人。當(dāng)他們后來(lái)在非洲擴(kuò)散并為現(xiàn)代歐洲基因庫(kù)作出貢獻(xiàn)時(shí)，這些人可能稀釋了現(xiàn)代歐洲人基因中的尼安德特人成分。“我們沒有這個(gè)群體的任何直接樣本，這就是為什么他們是一個(gè)‘幽靈’。”他告訴記者。
但“幽靈”可能并不存在。“我們的證據(jù)表明他們（尼安德特人與現(xiàn)代人）只是多次相遇。”Schraiber說(shuō)。
多次見面
Schraiber等人首先認(rèn)識(shí)到尼安德特人DNA在現(xiàn)代人中的分布規(guī)律應(yīng)該能告訴人們一些有關(guān)雜交過(guò)程的信息。特別是尼安德特人的DNA以大塊或碎片的形式出現(xiàn)在現(xiàn)代人身上。于是，他們觀察了這些碎片在歐洲人和東亞人之間出現(xiàn)的頻率。
Schraiber和同事Fernando Villanea運(yùn)用一個(gè)大型現(xiàn)代人基因組數(shù)據(jù)集，對(duì)東亞與歐洲血統(tǒng)個(gè)體中源自尼安德特人DNA的圖譜進(jìn)行了不對(duì)稱性分析。隨后基于不同的基因交流次數(shù)，他們對(duì)解剖學(xué)上的現(xiàn)代人基因組中的尼安德特人DNA貢獻(xiàn)進(jìn)行了模擬，并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)方法，用多種參數(shù)對(duì)這些復(fù)雜模型進(jìn)行探索。
結(jié)果顯示，對(duì)現(xiàn)代人基因組中觀察到的源自尼安德特人DNA的圖譜的最佳解釋是，尼安德特人與東亞和歐洲人群之間發(fā)生過(guò)不止一次，而是多次基因交流。相關(guān)論文近日刊登于《自然—生態(tài)與演化》。
當(dāng)然，這里也可能存在“另一個(gè)人”的干擾。
丹尼索瓦人是生活在距今數(shù)萬(wàn)年前的另一個(gè)古人類種群，現(xiàn)代人祖先曾與他們共同生活并發(fā)生混血。由于丹尼索瓦人和尼安德特人的血緣關(guān)系相對(duì)較近，一些丹尼索瓦人的基因碎片可能被意外地歸類為尼安德特人。“我們認(rèn)為，在一定程度上，這是真實(shí)的，但它只代表了我們?cè)诜治鲋惺褂玫哪岚驳绿厝嘶蛩槠暮苄∫徊糠郑惶赡軐?duì)結(jié)果產(chǎn)生巨大影響。”Schraiber說(shuō)。
但是，雖然該研究的模型支持多重、特定人群的混合，“我認(rèn)為你不應(yīng)該太照字面意思理解我們的模型—— 我們認(rèn)為混合在孤立的群體中是即時(shí)發(fā)生的，但它可能遠(yuǎn)沒有那么分散”。Schraiber說(shuō)。
“致命”接觸
約3萬(wàn)年前，尼安德特人逐漸滅絕，進(jìn)而被現(xiàn)代人的祖先取代。
有研究顯示，這可能是因?yàn)樵诼L(zhǎng)的演化過(guò)程中，來(lái)自尼安德特人的基因不適應(yīng)現(xiàn)代人生存方式，從而在自然選擇中被淘汰了。而且，尼安德特人小腦較小，對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力較差。
“尼安德特人的低基因多樣性表明，可能在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，他們的人口規(guī)模較小，而環(huán)境挑戰(zhàn)也對(duì)他們產(chǎn)生了影響。”Schraiber說(shuō)，“此外，尼安德特人的DNA樣本顯示，其中一些可能是有益的，但其中大部分可能是中性或?qū)ξ覀冇泻Α！?br>換句話說(shuō)，這些接觸對(duì)尼安德特人和現(xiàn)代人都產(chǎn)生了不利影響。一方面，尼安德特人最終滅絕，另一方面，有研究發(fā)現(xiàn)源自尼安德特人的遺傳變異與包括心臟病、動(dòng)脈壁增厚在內(nèi)的12種疾病患病風(fēng)險(xiǎn)的增加顯著相關(guān)。
“歷史上的基因交流事件通常會(huì)產(chǎn)生雙重影響。”加利福尼亞大學(xué)默塞德分校考古學(xué)家Mark Aldenderfer在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，“例如，過(guò)去500年里，歐洲人曾通過(guò)兩種方式影響安第斯人的基因：歐洲人帶來(lái)的流行病殺死了許多安第斯人，降低了現(xiàn)代安第斯人基因的多樣性；但一些幸存者出現(xiàn)了對(duì)天花等歐洲疾病耐受的基因，而且這種選擇在當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)代人群中依然存在。”
無(wú)論如何，目前仍有很多懸而未決的問(wèn)題。Schraiber表示，這項(xiàng)研究清楚地表明了人們應(yīng)該尋找什么：如果我們找到大約6萬(wàn)到4萬(wàn)年前更古老的人類DNA，應(yīng)該能夠看到多重混合的直接證據(jù)。
相關(guān)論文信息：DOI: 10.1038/s41559-018-0735-8