我們攜帶著像尼安德特人這樣已經滅絕的表親的DNA,科學現在揭示他們的基因遺產


我們攜帶著像尼安德特人這樣已經滅絕的表親的DNA,科學現在揭示他們的基因遺產


克利夫蘭自然歷史博物館現代人和尼安德特人頭骨的比較 。鳴謝:DrMikeBaxter/維基百科
據美聯社(勞拉·恩加爾和瑪蒂·布拉科夫):穴居人活在我們體內 。
這些古老的人類表親,以及其他被稱為丹尼索瓦人的人,曾經與我們早期的智人祖先生活在一起 。他們在一起并有了孩子 。所以他們中的一些人從未消失——這是我們的基因 ??茖W開始揭示這對我們的影響有多大 。
利用新的和快速改進的拼湊古代DNA片段的能力,科學家們發現,從我們古代表親那里繼承的特征現在仍然存在,影響著我們的生育能力,我們的免疫系統 , 甚至我們的身體如何應對新冠肺炎病毒 。
萊斯大學的考古學家瑪麗·普倫德加斯特說:“我們現在帶著遺傳遺產,并了解這對我們的身體和健康意味著什么 ?!?br>僅在過去的幾個月里,研究人員已經將尼安德特人的DNA與一種嚴重的手部疾病、人的鼻子形狀和其他各種人類特征聯系起來 。他們甚至將尼安德特人和丹尼索瓦人攜帶的一種基因植入老鼠體內,研究其對生物學的影響 , 發現這種基因使老鼠的頭更大,多了一根肋骨 。
人類旅程的大部分仍然是個謎 。但是瑞典卡羅林斯卡學院的雨果·澤伯格博士說,新技術、研究和合作正在幫助科學家開始回答這些基本但卻是宇宙性的問題:“我們是誰?我們是從哪里來的?”
答案指向了一個深刻的現實:我們與滅絕的近親之間的共同點比我們想象的要多得多 。
我們體內的穴居人
直到最近,古代人類的遺傳遺產還不可見,因為科學家們局限于從骨骼的形狀和大小中收集信息 。但是從古代DNA中不斷有新的發現,這是諾貝爾獎獲得者斯萬特·帕珀開創的研究領域,他首次拼湊出了尼安德特人的基因組 。
尋找和解釋古代DNA的進展使他們能夠看到隨著時間的推移或通過隨機機會更好地適應環境的基因變化 。
甚至可以計算出不同地區的人從我們的前輩遇到的古代親戚那里攜帶了多少遺傳物質 。
研究顯示,一些非洲人口幾乎沒有尼安德特人的DNA,而那些來自歐洲或亞洲背景的人只有1%到2% 。丹尼索瓦人的DNA在世界大部分地區幾乎檢測不到,但在從新幾內亞到斐濟群島的美拉尼西亞人的DNA中占4%到6% 。
這聽起來可能不多,但加起來就是:盡管只有10萬尼安德特人生活過 , “一半的尼安德特人基因組仍然存在,以小片段分散在現代人類中 , ”澤伯格說,他與帕博密切合作 。
這也足以以非常真實的方式影響我們 。科學家們還不知道全部的程度 , 但是他們知道這既有好處也有壞處 。
例如,尼安德特人的DNA與自身免疫疾病有關 , 如格雷夫斯病和類風濕性關節炎 。當智人走出非洲時,他們對歐洲和亞洲的疾病沒有免疫力,但已經生活在那里的尼安德特人和丹尼索瓦人有 。
“通過與它們雜交 , 我們快速修復了我們的免疫系統 , 這在5萬年前是個好消息,”倫敦自然歷史博物館的人類進化研究員克里斯·斯特林格說 ?!敖裉斓慕Y果是 , 對一些人來說 , 我們的免疫系統過于敏感,有時它們會自我啟動 ?!?br>同樣,史密森學會人類起源項目主任里克·波茨說,一種與凝血有關的基因被認為是從歐亞大陸的尼安德特人那里遺傳下來的,可能對“更新世的混亂世界”有所幫助 。但是今天它會增加老年人中風的風險 ?!懊恳粋€好處,”他說,“進化都有代價 ?!?br>2020年 , Zeberg和Paabo的研究發現 , 嚴重新冠肺炎的一個主要遺傳風險因素是從尼安德特人遺傳的 。澤伯格說:“我們將其與尼安德特人的基因組進行了比較,兩者完全匹配 ?!薄拔液孟駨囊巫由纤ち讼聛?。”
第二年,他們發現從尼安德特人遺傳的一條染色體上的一組DNA變異具有相反的效果:保護人們免受嚴重的COVID 。
清單還在繼續:研究已經將尼安德特人的基因變異與皮膚和頭發顏色、行為特征、頭骨形狀和二型糖尿病聯系起來 。一項研究發現,比其他人感覺更疼痛的人可能攜帶尼安德特人的疼痛受體 。另一項研究發現,歐洲三分之一的女性遺傳了尼安德特人的孕酮受體,這種受體與生育力增加和流產減少有關 。
我們對丹尼索瓦人的遺傳遺產知之甚少——盡管一些研究將他們的基因與脂肪代謝和對高海拔的更好適應聯系起來 。芝加哥大學的人類遺傳學專家馬那薩·拉加萬(Maanasa Raghavan)說,在西藏人身上發現了一段丹尼索瓦人的DNA,他們今天繼續在低氧環境中生活和繁衍 。
科學家們甚至在現代人類的遺傳密碼中發現了“幽靈種群”的證據,這些種群的化石尚未被發現 。
那么我們為什么能活下來呢?
波茨說,在過去,現代人類生存的故事“總是被當作一些成功的故事來講述,幾乎就像一個英雄的故事 , ”在這個故事中,智人超越了自然界的其他部分,克服了他們表親的“不足” 。
“嗯,這根本不是正確的故事 ?!?br>當智人離開非洲時,尼安德特人和丹尼索瓦人已經存在了數千年 。科學家過去認為我們勝出是因為我們有更復雜的行為和更先進的技術 。但最近的研究表明,尼安德特人會說話,用火烹飪,制作藝術品,擁有復雜的工具和狩獵行為,甚至會化妝和佩戴珠寶 。
現在有幾個理論將我們的生存與我們遠游的能力聯系起來 。
“我們遍布世界各地 , 比其他形式多得多,”澤伯格說 。
波茨說,雖然尼安德特人特別適應寒冷的氣候,但智人在熱帶非洲出現后,能夠分散到所有不同的氣候環境中 ?!拔覀冞m應能力很強 , 文化適應能力很強,能適應世界上這么多地方,”他說 。
與此同時,尼安德特人和丹尼索瓦人在北方面臨著惡劣的條件,如反復的冰河期和冰蓋,可能將他們困在小區域內,德國馬克斯·普朗克地質人類學研究所的考古學家埃莉諾·塞里說 。他們生活在更小的群體中,有更大的基因崩潰風險 。
此外,我們有靈活高效的身體,普倫德加斯特說 。與相對瘦小的智人相比,喂養敦實的尼安德特人需要消耗更多的卡路里,因此尼安德特人在行走和移動時會遇到更多的困難,尤其是在食物匱乏的時候 。
加拿大歷史博物館體質人類學館長珍妮特·楊指出了另一個有趣的假設——人類學家帕特·希普曼在她的一本書里分享了這個假設——狗在我們的生存中發揮了重要作用 。研究人員在智人遺址中發現了馴養狗的頭骨,比之前任何人發現的時間都要久遠 ??茖W家認為狗讓狩獵變得更容易 。
到大約30,000年前 , 地球上所有其他種類的人類都滅絕了 , 留下智人作為最后的人類 。
互動和混合
盡管如此,每一項新的科學發現都指出了我們欠我們古老的表親多少 。
威斯康星大學麥迪遜分校的古人類學家約翰·霍克斯說 , 人類進化不是“適者生存和滅絕” 。這是關于“互動和混合”
隨著科學的不斷進步,研究人員希望了解更多,讓他們能夠從更微小的古代生命痕跡中提取信息 。即使沒有化石,今天的科學家也可以從遠古人類曾經生活過的土壤和沉積物中獲取DNA 。
世界上還有一些他們希望了解更多的未開發的地方 。澤伯格說,收集生物樣本的“生物銀行”可能會在更多的國家建立 。
隨著他們對人類遺傳遺產的深入研究,科學家們希望找到更多的證據來證明我們與我們的古代表親有多少混合,以及他們給我們留下了什么 。
“也許,”澤伯格說 , “我們不應該把它們看得如此不同 ?!?br/>