我们携带着尼安德特人等已灭绝近亲的 DNA。 科学现在正在揭示他们的遗传遗产

2023 年 7 月 20 日星期四,华盛顿史密森尼自然历史博物馆,人们在参观史密森尼人类起源大厅内的展品时走过人类祖先的面孔。 更多研究表明,我们携带来自其他古代人类的基因,他们的 DNA 影响着我们今天的生活。杰奎琳·马丁/美联社

尼安德特人仍然生活在我们体内。

这些古老的人类近亲,以及其他被称为丹尼索瓦人的人,曾经与我们早期智人祖先一起生活。 他们混在一起并生了孩子。 因此,他们中的一些人从未消失——这是在我们的基因中。 科学开始揭示它对我们的影响有多大。

利用快速改进的新能力来拼凑古代 DNA 片段,科学家们发现,从我们远古表亲那里遗传下来的特征现在仍然存在,影响着我们的生育能力、我们的免疫系统,甚至我们的身体如何应对 COVID-19 病毒。

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“我们现在正在携带遗传遗产,并了解这对我们的身体和健康意味着什么,”莱斯大学考古学家玛丽·普伦德加斯特说。

人类旅程的大部分内容仍然是个谜。 但瑞典卡罗林斯卡学院的雨果·泽伯格博士表示,新技术、研究和合作正在帮助科学家开始回答一些基本但宇宙性的问题:“我们是谁? 我们从哪里来?”

答案指向了一个深刻的现实:我们与已灭绝的表亲的共同点比我们想象的要多得多。

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我们体内的尼安德特人

直到最近,古代人类的遗传遗产仍然是看不见的,因为科学家们只能从骨骼的形状和大小中收集到信息。 但古代 DNA 的发现源源不断,这是诺贝尔奖得主斯万特·帕博 (Svante Paabo) 开创的研究领域,他首先拼凑了尼安德特人的基因组。

寻找和解释古代 DNA 的进步使他们能够看到基因随着时间的推移而发生的变化,以更好地适应环境或通过随机机会发生变化。

甚至可以计算出来自不同地区的人们携带了多少来自我们前人遇到的远古亲戚的遗传物质。

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研究表明,一些非洲人群几乎没有尼安德特人 DNA,而欧洲或亚洲背景的人群则有 1% 到 2%。 丹尼索瓦人的 DNA 在世界大部分地区几乎检测不到,但占美拉尼西亚人 DNA 的 4% 至 6%,美拉尼西亚从新几内亚延伸到斐济群岛。

这听起来可能不多,但加起来就是:尽管只有 10 万尼安德特人曾经生活过,“一半的尼安德特人基因组仍然存在,以小片段的形式散布在现代人类周围,”与 Paabo 密切合作的 Zeberg 说。

它也足以以非常真实的方式影响我们。 科学家们还不知道其全部范围,但他们正在了解它既可能有益,也可能有害。

例如,尼安德特人的 DNA 与格雷夫斯病和类风湿性关节炎等自身免疫性疾病有关。 当智人走出非洲时,他们对欧洲和亚洲的疾病没有免疫力,但已经生活在那里的尼安德特人和丹尼索瓦人却有免疫力。

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“通过与它们杂交,我们的免疫系统得到了快速修复,这在 5 万年前就是个好消息,”伦敦自然历史博物馆的人类进化研究员克里斯·斯金格 (Chris Stringer) 说。 “对于某些人来说,今天的结果是我们的免疫系统过于敏感,有时它们会自我攻击。”

同样,一种与血液凝固相关的基因被认为是从欧亚大陆的尼安德特人遗传下来的,这可能对“更新世的动荡世界”有所帮助,史密森学会人类起源项目主任里克·波茨说。 但如今,它会增加老年人中风的风险。 “对于每一个好处,”他说,“进化都是有代价的。”

2020年, Zeberg 和 Paabo 的研究 发现严重 COVID-19 的一个主要遗传风险因素是从尼安德特人遗传的。 “我们将其与尼安德特人的基因组进行了比较,结果非常匹配,”泽伯格说。 “我差点从椅子上摔下来。”

下一年, 他们发现 从尼安德特人遗传下来的沿着一条染色体的一组 DNA 变异产生了相反的效果:保护人们免受严重的新冠病毒感染。

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这样的例子不胜枚举:研究已将尼安德特人的基因变异与皮肤和头发颜色、行为特征、 头骨形状2型糖尿病。 一 学习 发现比其他人感觉更疼痛的人可能携带尼安德特人疼痛受体。 其他 研究发现,三分之一的欧洲女性继承了尼安德特人的黄体酮受体,这种受体与提高生育能力和减少流产有关。

我们对丹尼索瓦人的遗传遗产知之甚少——尽管一些研究已将丹尼索瓦人的基因与脂肪代谢和更好地适应高海拔联系起来。 芝加哥大学人类遗传学专家马阿纳萨·拉加万 (Maanasa Raghavan) 表示,在藏人体内发现了一段丹尼索瓦人 DNA,他们至今仍在低氧环境中生活和繁衍生息。

科学家甚至在现代人类的遗传密码中发现了“幽灵种群”(其化石尚未被发现的群体)的证据。

那么我们为什么能活下来呢?

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在过去,现代人类的生存故事“总是被讲述成一些成功的故事,几乎就像一个英雄的故事”,其中智人超越了自然世界的其他部分,并克服了他们的表亲波茨的“不足”说。

“嗯,这根本不是正确的故事。”

当智人离开非洲时,尼安德特人和丹尼索瓦人已经存在了数千年。 科学家们曾经认为我们获胜是因为我们拥有更复杂的行为和更先进的技术。 但最近的研究表明,尼安德特人会说话、用火做饭、制作艺术品、拥有复杂的工具和狩猎行为,甚至还会化妆和佩戴珠宝。

现在有几种理论将我们的生存与我们远距离旅行的能力联系在一起。

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“我们遍布世界各地,比其他形式传播得更多,”泽伯格说。

波茨说,虽然尼安德特人特别适应寒冷的气候,但智人在热带非洲出现后能够分散到各种不同的气候。 “我们的适应能力很强,文化适应能力很强,可以适应世界上很多地方,”他说。

与此同时,德国马克斯·普朗克地球人类学研究所的考古学家埃莉诺·谢里说,尼安德特人和丹尼索瓦人在北方面临着严酷的条件,比如反复的冰河时代和冰盖可能将他们困在小范围内。 他们生活在较小的群体中,遗传崩溃的风险更大。

此外,我们还有灵活、高效的身体,普伦德加斯特说。 与相对瘦弱的智人相比,喂养矮胖的尼安德特人需要更多的卡路里,因此尼安德特人在生活和移动方面遇到更多困难,尤其是在食物匮乏的情况下。

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加拿大历史博物馆体质人类学馆长珍妮特·杨指出了另一个有趣的假设——人类学家帕特·希普曼在她的一本书中分享了这一假设——狗在我们的生存中发挥了重要作用。 研究人员在智人遗址中发现了家养狗的头骨,其时间比以前任何人发现的都要早得多。 科学家相信狗使狩猎变得更容易。

大约三万年前,地球上所有其他类型的古人类都灭绝了,智人成为最后存活的人类。

“互动与混合”

尽管如此,每一项新的科学发现都表明我们对我们的远古表亲有多么感激。

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威斯康星大学麦迪逊分校的古人类学家约翰·霍克斯说,人类进化并不是“适者生存和灭绝”。 这是关于“相互作用和混合”。

随着科学的不断进步,研究人员希望了解更多信息,从而能够从古代生命的更微小痕迹中提取信息。 即使没有化石,今天的科学家也可以从古人类曾经生活过的土壤和沉积物中捕获 DNA。

他们希望在世界上还有一些鲜为人知的地方了解更多。 泽伯格表示,更多国家可能会建立收集生物样本的“生物银行”。

随着深入研究人类的遗传遗产,科学家们期望找到更多证据,证明我们与远古表亲的混合程度以及他们留给我们的一切。

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“也许,”泽伯格说,“我们不应该将它们视为如此不同。”

美联社健康与科学部得到霍华德休斯医学研究所科学与教育媒体集团的支持。 美联社对所有内容全权负责。

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