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9万年前两种史前人类生了个“混血女孩”

2018年8月24日17:49 环球解密

    8月22日,国际科学期刊《自然》网站刊发一篇文章称,日前有研究报告表示,研究人员于2012年在西伯利亚地区阿尔泰山脉的一个洞穴发现一块女性骸骨,测定时间认为大约为9万年前。这名女性被证实是两种史前人类尼安德特人(Neanderthal)和丹尼索瓦人(Denisovan)所交配诞下的“混血儿”,科学家给她起名“丹尼”。这是研究人员首次发现一个远古的个体,其父母属于不同的人类群体。

    位于伦敦的弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的群体遗传学家本图斯·斯科格伦德(Pontus Skoglund)认为,“从这些古人类群体中找到具有混合血统的第一代人绝对是非同寻常的事;这真是一次伟大的科学发现,外加一点点好运气。”他认为,这是一个非常明确的案例,应该马上写进教科书。

    “母亲是尼安德特人,父亲是丹尼索瓦人:首次发现一个古人类混血儿”,截图来自《自然》网站

    文章称,2012年,考古学家在丹尼索瓦洞穴找到一块约2.5厘米长的骨头,德国莱比锡的马克斯·普朗克演化人类学研究所(Max-Planck-Institute for Evolutionary Anthropology)的进化遗传学家史隆(Viviane Slon)与帕博(Svante Pääbo),带领研究团队对这块骨头进行基因测定,发现这块骨头属于一名女性,死亡时最少已有13岁,她的母亲是尼安德特人,父亲是丹尼索瓦人。这意味着尼安德特人会在欧亚大陆间来回迁徙。

    该研究团队表示,史前人种杂交繁衍后代并非罕见现象,丹尼索瓦人的基因也很可能留存在现代人体内,但这是首次发现两个史前人种诞下的第一代直系后裔。

    考古学家在俄罗斯西伯利亚的丹尼索瓦洞穴找到一块约2.5厘米长的骨头图片来自外媒

    俄罗斯西伯利亚的丹尼索瓦洞穴图片来自维基百科

    俯瞰丹尼索瓦洞穴所在的山谷图片来自CNN

    研究人员在丹尼索瓦洞穴的东部

    尼安德特人与丹尼索瓦人属远亲,他们的共同祖先约50万年前出现,均源自非洲。尼安德特人主要居住在欧洲,丹尼索瓦人则聚居于中亚和东亚。这两个史前人种大约在4万年前就已消失,研究人员普遍认为,丹尼索瓦人是因疾病或气候转变而导致灭绝。

    此外,现代智人大约在5万年前离开非洲大陆,迁徙到全世界,他们也与尼安德特人、丹尼索瓦人彼此交配,生下混种后代。后世科学家们仍在不断探索这关于两个人种的秘密。

    1856年,采石工人在德国尼安德河谷(Neander Valley)发现尼安德特人(Neanderthal)的骨头;2008年,考古学家在西伯利亚南部阿尔泰山脉(Altai Mountains)丹尼索瓦洞穴(Denisova Cave)发现丹尼索瓦人的骨头,包括一块指骨与几颗牙齿等。

    2010年,科学家首次完成尼安德特人与丹尼索瓦人的完整基因测定,当时首次发现这两个史前人种与现代智人的祖先会混种交配繁殖。

    考古学家在西伯利亚阿尔泰山脉的丹尼索瓦洞穴找到的丹尼索瓦人指骨(Thilo Parg@Wikipedia/CC BY-SA3.0)

    史隆在这次研究报告中表示,“我们从以前的研究中可以确定的一点是,尼安德特人与丹尼索瓦人有时会共同生育小孩,但我从没想到我们会如此幸运,竟能发现这两个族群的真正后代。”

    “我们在已经完成基因测定的一些古人类中,找到这个尼安德塔人与丹尼索瓦人混种生下的小孩,让人惊讶。尼安德塔人与丹尼索瓦人可能没有太多机会相遇,但他们相遇时,一定时常交配,远比我们之前所认为得来得频繁。”

    他称,当他的同事第一次分享这些数据时,他甚至质疑了这些数据,“我想他们一定搞错了。”

    “丹尼”的遗骸在西伯利亚地区的丹尼索瓦洞穴中被发现图片来自德国普朗克演化人类学研究所

    《自然》的文章称,在2016年发表的一篇论文中,研究人员用放射性碳年代测定法确定这块骨头属于生活在50000多年前的人类(根据测定技术的上限;不过,在随后的基因分析中,将样本设定在大概90000年前)。他们还测序了骨头样本的线粒体DNA,并将这些数据与其他古人类的基因序列进行比较,分析表明这个样本的线粒体DNA来自尼安德特人。

    但这只是能说明一半问题。线粒体DNA是从母亲遗传而来,并且仅仅代表了一条遗传线,其父亲的身份和更广泛的祖先仍是未知数。

    在最新的研究中,为了更清楚地了解这个骨头样本的祖先,研究小组对骨头基因组进行测序,并将其DNA的变异与另外三个人种——尼安德特人、丹尼索瓦人(两者都发现于丹尼索瓦洞穴)及现代非洲人——进行比较,约40%的DNA片段与尼安德特人的DNA相匹配,另外40%与丹尼索瓦人相匹配。

    研究人员还通过测定性染色体确定该骨头样本来自女性,骨头厚度表明她至少13岁。

    由于来自丹尼索瓦人和尼安德特人的DNA等量,说明样本“丹尼”的父母看似分别来自这两个人种。当然,还存有另一种可能,即丹尼的父母可能属于丹尼索瓦人-尼安德特人的混合人种。

    2011年,研究人员在俄罗斯西伯利亚南部阿尔泰山脉的洞穴找寻丹尼索瓦人的遗骸。

    西雅图华盛顿大学的群体遗传学专家凯利·哈里斯(Kelley Harris)曾研究过早期人类与尼安德特人之间的杂交,他认为,这一研究结果证明骨头样本确属第一代混血人种,是令人信服的。

    哈里斯表示,尼安德特人和丹尼索瓦人之间的交配或许很普遍,“目前为止已经发现的纯种丹尼索瓦人的骨骼数量,可以用一只手数得过来”。她称,因此这个事实表明,混血后代可能已经广泛存在。

    但这又衍生出另一个有趣的问题:如果尼安德特人和丹尼索瓦人频繁交配,那为什么这两个原始人种在几十万年内仍保持着基因上的差异?

    对此,哈里斯认为,尼安德特人—丹尼索瓦人的后代可能是无法生育的,或者在生物学上还不适配,从而阻止了这两个物种的合并。

    伦敦自然历史博物馆的古人类学家克里斯·斯特林格(Chris Stringer)则表示,尼安德特人和丹尼索瓦人的遗传多样性不如现代人,因此杂交育种可能为补充他们的基因组提供了一些额外的遗传变异。这项研究还提出了不同人类群体之间如何发生交配的问题,例如,它们双方是否自愿;未来对尼安德特人和丹尼索瓦人之间基因流动的更详细描述可能为古人类行为提供线索。

    帕博(Svante Pääbo)

    帕博则认为,尼安德特人和丹尼索瓦人见面时会很乐意彼此交配,但这些相遇也是罕见的;大部分的尼安德特人遗骸在欧亚大陆西部被发现,而丹尼索瓦人至今只在他们同名的西伯利亚洞穴中发现。虽然两个人种的家园在阿尔泰山和其他地方存在重叠,但是这些地区人口稀少。“我认为任何生活在乌拉尔西部的尼安德特人终其一生都不会遇到丹尼索瓦人”,尤其是要穿过俄罗斯西部和哈萨克斯坦的山脉。

    但有时候,尼安德特人可能从欧亚大陆西部迁徙到西伯利亚,反之亦然。根据样本基因组的变化,研究小组推断,丹尼的尼安德特人母亲与在几千公里外的克罗地亚发现的一个尼安德特人样本的亲缘关系比同一洞穴中不到一米远的另一个样本更加密切。

    克罗地亚的尼安德特人死亡的时间比丹尼晚得多,大约55000年前,而来自丹尼索瓦洞穴的尼安德特人大约有120000年的历史。这就解释了丹尼母亲的祖先存在两种可能性:可能是欧洲尼安德特人中的一群来到阿尔泰山脉并在混血人种诞生前部分取代当地的尼安德特人,又或者是在丹尼出生后的某个时期,一部分尼安德特人离开阿尔泰山脉去欧洲。

    无论如何,在哈里斯看来,尼安德特人“几千年来不只是停留在一个地方”。

    科学家重建的尼安德特人样貌

    那么,拥有尼安德特母亲和丹尼索瓦父亲的新标本,我们该怎么称呼呢?

    帕博说,我们略微回避了“混合”这个词,因为这个术语暗示着这两个群体是人类的离散物种,而实际上它们之间的界限是模糊的——正如新研究所显示的那样。

    哈里斯则认为,在自然界中定义一个物种并非总是很清晰,而且人类对于如何将生物分类并开始应用的长期争论是很有趣的。

    不管科学家们决定怎么称呼丹尼,斯科格隆都说他很想见到她,“这可能是有史以来最吸引人的基因测序。”

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