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杂交惊喜!我们的家族树中存在更多的丹尼索瓦人

作者:Gemma Tarlach
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基因分析揭示了智人与丹尼索瓦人杂交的新证据,丹尼索瓦人是一种与尼安德特人密切相关的灭绝物种,仅以几块化石为已知,例如这块趾骨。图片来源:Bence Viola/Wikimedia Commons

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嘿,性爱是会发生的。显然,每当我们的祖先遇到其他人属Homo的成员时,这种事发生了很多。今天发表的最新基因分析揭示了智人与丹尼索瓦人杂交的先前未被识别的证据。丹尼索瓦人是我们家谱的一个分支,直到十年前才被科学界所知。

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你们还记得丹尼索瓦人,对吧?在2000年代后期,研究人员在西伯利亚阿尔泰山脉的丹尼索瓦洞穴中发现了一块小指骨和其他几块化石碎片。然而,直到2010年,当基因分析显示这些骨骼不属于智人或尼安德特人(两者都曾在此处出没),而是属于一个全新的古人类物种时,这个发现的全部意义才真正得到认识。

自那次发现以来,研究小组一直在梳理古代样本和现代人群的DNA,寻找丹尼索瓦人与我们物种之间杂交的证据。研究人员已经拥有大量数据表明智人曾与尼安德特人多次杂交,因此认为我们与丹尼索瓦人之间也可能发生了一些古人类的“勾搭”。

果然,研究确实发现了现代智人群体中存在丹尼索瓦人血统的证据,特别是在亚洲某些地区,尤其是大洋洲,包括印度尼西亚的巴布亚省,当地人的DNA高达约5%来自丹尼索瓦人。(相比之下,今天活着的大多数非非洲人的DNA中约有2%来自过去的尼安德特人杂交事件。)

2014年,《自然》杂志发表的一项研究发现,一种调节血红蛋白的基因变异存在于现代藏族人中,是从丹尼索瓦人那里继承来的。这种基因的“代代相传”很可能是使人们能够在喜马拉雅山脉含氧量稀薄的高海拔地区(13,000英尺或更高)生活成为可能的原因。

然而,今天,通过将一种新的数据建模方法应用于来自5600多个现代人群的基因组,研究人员发现了关于智人与丹尼索瓦人杂交的令人惊讶的新细节:似乎这两个古人类的不同群体曾多次发生杂交。

在中国和日本的部分地区,人们继承的大部分丹尼索瓦DNA来自一个古人类群体,但大洋洲的巴布亚人则来自一个不同的丹尼索瓦谱系。

研究人员发现了至少两次智人与丹尼索瓦人独立杂交事件的基因证据。(图片来源:Browning et al.)

Browning 等人。

混合

这个意想不到的发现特别有趣的是,现代巴布亚人中发现的丹尼索瓦人来源的DNA比以前更加突出。要理解原因,可以考虑研究中包含的现代中国和日本基因组中的丹尼索瓦DNA含量仅约为0.2%,远低于现代巴布亚人中约5%的丹尼索瓦人贡献。东亚基因组中0.2%的丹尼索瓦人来源DNA,恰好与2010年测序的原始阿尔泰丹尼索瓦人基因组密切相关。

(旁注:尽管密切相关,但研究人员无法确定2010年的基因组是否属于与现代东亚基因组直接祖先相同的谱系。)

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然而,对现代巴布亚基因组做出贡献的丹尼索瓦人来自一个完全不同的群体。这一发现暗示,丹尼索瓦人的地理分布比目前已知的范围更广,并且与智人的相遇次数比先前认为的要多。

换句话说,继续我们近年来多次出现的主题,人类进化的故事正变得越来越复杂。我们的家谱不再是许多教科书上仍装饰着的整齐、庄严的橡树状图,当然智人处于顶端,而更像是一棵枝繁叶茂的纠缠的灌木。

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获取物种特异性

现在,我知道你们可能在想“等等,如果智人、丹尼索瓦人和尼安德特人都是独立的物种,它们怎么会杂交呢?这难道不是与物种的定义相悖吗?”嗯,是的。也并非如此。

例如,考虑郊狼和狼尽管被认为是独立的物种,但它们可以杂交。野外还有许多其他例子,包括某些熊的物种。

更重要的是,在讨论Homo属的成员时,物种形成并非一蹴而就:这需要数千年,甚至数十万年的时间。

根据研究人员目前掌握的最佳信息,基于相当新的古DNA分析领域,一个不确定的Homo成员的两个群体(因为有些人会坚持认为是直立人,有些人则不然,我们称之为Homo X)在大约55万至75万年前彼此隔离。其中一个Homo X群体正在朝着进化成智人的方向发展。另一个群体再次分化,可能在大约38万至48万年前,分化成了尼安德特人和丹尼索瓦人。

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同样,这些分化不是一代两代就完成的。这是一个渐进的过程,最终结果是形成独立且独特的物种,它们本不应该能够杂交。

然而,在物种形成完成之前,不同的群体再次相遇,发生了性关系,并成功繁衍后代,重新洗牌了DNA,纠缠了家谱的枝条。

事实上,根据华盛顿大学的通讯作者Sharon Browning的说法,今天研究的关键点是:“这些多次杂交事件的发生,有力地表明尼安德特人和丹尼索瓦人与我们并没有太大的不同。”

今天的研究发表在《细胞》杂志上。

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