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報道）據(jù)中國科學(xué)報（唐鳳）：10萬年前的一天，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)生了什么也許已無從考證，但之后的生多數(shù)萬年間，他們相處得似乎不錯。次基
因為一項針對當(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時間點發(fā)生過基因交流。
“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。”該研究通訊作者、尼安美國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《中國科學(xué)報》記者，“但這種融合并非只發(fā)生了一次，人現(xiàn)實際上，人類與尼安德特人之間的相互作用比以前所認(rèn)為的更長期、更復(fù)雜。”
有一個“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25萬年前，尼安德特人就已出現(xiàn)在歐洲和亞洲，而且，他們獨占了歐亞大陸，直到現(xiàn)代人的到來，并最終將他們?nèi)〈?br>德國萊比錫馬普學(xué)會進(jìn)化人類學(xué)研究所Sergi Castellano團(tuán)隊曾發(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間可能發(fā)生于約10萬年前。但約3萬年前，尼安德特人完全消失。
考古學(xué)家認(rèn)為，現(xiàn)代人從非洲向外擴散時，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‘幽靈’人群（‘稀釋’假說）。”他說。
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)他們后來在非洲擴散并為現(xiàn)代歐洲基因庫作出貢獻(xiàn)時，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。“我們沒有這個群體的任何直接樣本，這就是為什么他們是一個‘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。
多次見面
Schraiber等人首先認(rèn)識到尼安德特人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運用一個大型現(xiàn)代人基因組數(shù)據(jù)集，對東亞與歐洲血統(tǒng)個體中源自尼安德特人DNA的圖譜進(jìn)行了不對稱性分析。隨后基于不同的基因交流次數(shù)，他們對解剖學(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，并通過機器學(xué)習(xí)方法，用多種參數(shù)對這些復(fù)雜模型進(jìn)行探索。
結(jié)果顯示，對現(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“另一個人”的干擾。
丹尼索瓦人是生活在距今數(shù)萬年前的另一個古人類種群，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，這是真實的，但它只代表了我們在分析中使用的尼安德特人基因碎片的很小一部分，不太可能對結(jié)果產(chǎn)生巨大影響。”Schraiber說。
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發(fā)生的，但它可能遠(yuǎn)沒有那么分散”。Schraiber說。
“致命”接觸
約3萬年前，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，這可能是因為在漫長的演化過程中，來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，可能在很長一段時間里，他們的人口規(guī)模較小，而環(huán)境挑戰(zhàn)也對他們產(chǎn)生了影響。”Schraiber說，“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，這些接觸對尼安德特人和現(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、動脈壁增厚在內(nèi)的12種疾病患病風(fēng)險的增加顯著相關(guān)。
“歷史上的基因交流事件通常會產(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《中國科學(xué)報》記者采訪時表示，“例如，過去500年里，歐洲人曾通過兩種方式影響安第斯人的基因：歐洲人帶來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。”
無論如何，目前仍有很多懸而未決的問題。Schraiber表示，這項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6萬到4萬年前更古老的人類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