早期的祖先瓶頸可能意味著現代人類的終結


早期的祖先瓶頸可能意味著現代人類的終結


給出了新推理方法的核心公式 。該圖像描繪了一幅巖畫,描繪了人類祖先在遠古的嚴重瓶頸時期,在黑暗中團結起來,以生存未知的危險 。鳴謝:中國科學院上海營養與健康研究所
據中國科學院:一種推斷古代人口規模的新方法揭示了人類人口中的一個嚴重瓶頸,正如我們今天所知,這個瓶頸幾乎消除了人類的機會 。
由于來自中國、意大利和美國的一組研究人員,非洲/歐亞化石記錄中一個無法解釋的空白現在可以得到解釋 。
使用一種稱為FitCoal(快速無限小時間聚合過程)的新方法,研究人員能夠通過使用來自3154個個體的現代人類基因組序列來準確地確定人口統計推斷 。研究人員在《科學》雜志上在線發表了他們的發現 。
這些發現表明 , 早期人類祖先經歷了一個漫長而嚴重的瓶頸,大約1280個繁殖個體能夠維持一個種群約117000年 。雖然這項研究揭示了早更新世至中更新世祖先的一些方面,但自從發現這一信息以來,還有更多的問題需要回答 。
在這項研究中分析了大量的基因組序列 。然而 , “FitCoal可以用很少的序列來檢測古老的嚴重瓶頸這一事實代表了一個突破,”高級作者,休斯頓德克薩斯大學健康科學中心的理論群體遺傳學家傅云新說 。
使用FitCoal計算當今基因組序列可能性的結果發現,早期人類祖先經歷了生命的極度喪失,因此喪失了遺傳多樣性 。
“非洲和歐亞化石記錄的差距可以用石器時代早期的瓶頸來解釋 。這與化石證據大量丟失的時間段相吻合,”資深作者Giorgio Manzi說,他是羅馬Sapienza大學的人類學家 。
人類祖先數量下降的原因主要與氣候有關:這一時期的冰川事件導致溫度變化、嚴重干旱和其他物種的損失 , 這些物種可能被用作祖先人類的食物來源 。

早期的祖先瓶頸可能意味著現代人類的終結


非洲原始人化石缺口和染色體融合的估計時間段如右圖所示 。學分:理科(2023) 。DOI: 10.1126/science.abq7487
據估計,在早更新世至中更新世時期,由于這一瓶頸,目前65.85%的遺傳多樣性可能已經丟失,正如我們今天所知,繁殖個體數量最小化的長期威脅著人類 。
然而,這個瓶頸似乎促成了一個物種形成事件,其中兩條祖先染色體可能聚合在一起,形成了現代人類目前所知的2號染色體 。有了這些信息,丹尼索瓦人、尼安德特人和現代人(智人)的最后一個共同祖先就有可能被發現 。
我們都知道,一個問題一旦有了答案,更多的問題就會產生 。
華東師范大學(ECNU)進化和功能基因組學資深作者潘怡萱說:“這一新發現開辟了人類進化的一個新領域 , 因為它引發了許多問題 , 例如這些人生活在哪里,他們如何克服災難性的氣候變化,以及瓶頸期的自然選擇是否加速了人類大腦的進化 。” 。
現在有理由相信930,000年至813,000年前發生了一場祖先斗爭,研究人員可以繼續挖掘,找到這些問題的答案,并揭示這樣一個小群體是如何在假設的棘手和危險的條件下持續存在的 ?;鸬目刂?,以及氣候變得更適合人類生活,可能促成了后來大約813,000年前人口的快速增長 。
“這些發現僅僅是開始 。中國科學院上海營養與健康研究所(SINH-CAS)的資深作者、理論群體遺傳學家和計算生物學家李海鵬說:“利用這些知識,未來的目標是繪制一幅更完整的人類在早更新世到中更新世過渡期的進化圖 , 這反過來將繼續揭開早期人類祖先和進化的神秘面紗 ?!?。
這項研究是由中科院的李海鵬和ECNU的潘怡萱共同領導的 。他們的合作者,佛羅倫薩大學的Fabio Di Vincenzo,羅馬Sapienza大學的Giogio Manzi和休斯頓德克薩斯大學健康科學中心的Yun-Xin Fu,對這一發現做出了重要貢獻 。
這項研究的第一作者是胡和郝子謙,他們曾經是中科院和的學生和實習生 。他們目前分別隸屬于西奈山伊坎醫學院、山東第一醫科大學和山東省醫學科學院 。中科院的杜鵬遠和ECNU的崔佳龍對這項研究也有貢獻 。