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DNA 分析揭示了 7,000 年的人类-尼安德特人关系

了解科学家如何通过 DNA 分析来确定尼安德特人与人类杂交的持续时间,并追踪人类继承的尼安德特人基因。

Jack Knudson
作者:Jack Knudson
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图片来源:Petr Student/Shutterstock

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多年来,科学家们一直在收集证据,以完善尼安德特人从出现到灭绝的复杂时间线,最新的研究更新已经确定了尼安德特人与人类杂交的日期。《科学》杂志上发表的一对新研究揭示了尼安德特人与人类之间基因流动的持续时间,证实其持续时间约为 50,500 年至 43,500 年前。

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这两项合作研究——由加州大学伯克利分校和德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的研究团队共同完成——将尼安德特人与人类杂交的平均日期定在约 47,000 年前。为了得到这个具体日期,研究人员分析了生活在 2,000 年至 45,000 年前欧洲、西亚和中亚的 59 个古人类基因组,以及 275 个现代人类的基因组。


阅读更多:现代人类之前尼安德特人曾在欧亚大陆漫游


尼安德特人与人类之间的基因流动

通过比较不同时期人类的尼安德特人祖先片段,研究人员可以确定尼安德特人与人类在欧亚大陆并存的年代。持续约 7,000 年的基因流动期,与欧亚大陆两种人属群体重叠的考古证据相吻合。此前,在一些早期现代人类样本中,包括那些在东欧和西伯利亚留下化石的样本中,已被发现含有尼安德特人基因

这些研究为人类走出非洲的迁徙描绘了一幅清晰的图景,根据杂交时期,表明迁徙在大约 43,500 年前结束。此后不久,在大约 40,000 年前,尼安德特人面临灭绝,这很可能因人类的到来而加速。

基因流动还提供了关于一旦人类开始在世界其他地区定居,尼安德特人基因传播的见解。如今,这反映在大多数生活在非洲以外的人群中保留了少量(1% 到 2%)的尼安德特人 DNA,尽管这因人群而略有不同。例如,东亚人可能比欧洲人或西亚人多达 20% 的尼安德特人 DNA。

罗切斯特大学和马克斯·普朗克研究所的研究组组长本杰明·彼得在一份声明中说:“非洲以外的人类分化可能在尼安德特人基因流动期间或之后不久开始,这可能部分解释了非非洲人群中尼安德特人祖先水平的差异,也使我们的日期与约 47,000 年前现代人类在东南亚和大洋洲存在的考古证据相吻合。”

尼安德特基因仍在延续

加州大学伯克利分校和马克斯·普朗克研究所的团队进一步分析,发现了现代人类基因组中携带尼安德特基因的区域,以及完全缺乏尼安德特人影响的区域,称为尼安德特人沙漠。

基因组分析研究的主要作者之一、马克斯·普朗克研究所研究生莱昂纳多·伊亚西在一份声明中说:“我们发现,40,000 年前非常早期的现代人类在这些沙漠中没有任何祖先,因此这些沙漠可能在基因流动后非常迅速地形成。我们还研究了尼安德特人祖先频率随时间和基因组的变化,发现了一些高频存在的区域,这可能是因为它们携带了从尼安德特人基因渗入的有利变异。”

人类从尼安德特人那里继承的特质——与影响免疫系统和皮肤色素沉着的基因相关——本可以帮助他们适应非洲以外的新环境。一些基因,例如赋予人类抵抗冠状病毒的保护优势的基因,可能在环境变化后变得更有益。

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研究表明,人类基因组中没有尼安德特人祖先痕迹的区域,在基因流动后通过进化迅速去除了尼安德特人序列。当时,这些序列可能对人类福祉产生负面影响,这就是为什么它们消失并留下如今在人类基因组中看到的“沙漠”的原因。

尼安德特人与人类之间的关系产生了至今仍存在的有趣的基因结果,但这个故事还有另一个章节,研究人员仍在探索。丹尼索瓦人是另一个可能与人类杂交的古老人族群体,其作用仍然存在疑问。丹尼索瓦人的 DNA 在现代人类基因组中并不普遍,但东南亚和太平洋岛民人群中存在少量。对人类尼安德特人和丹尼索瓦人 DNA 的深入研究最终将帮助研究人员了解古代人类迁徙和基因相互作用的全部范围。

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阅读更多:丹尼索瓦人是谁?


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    Jack Knudson

    Jack Knudson 是《Discover Magazine》的助理编辑,撰写关于太空、古代人类、动物和可持续发展的文章,并负责印刷版的“地球”栏目。

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