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 berttang 2013-04-30

DNA中的私通

JIDUDU 2013-03-22 11:00

DNA中隱藏著的蛛絲馬跡似乎表明,我們現(xiàn)代人的祖先曾與尼安德特人等現(xiàn)已滅絕的原始人類有過一腿。


遺傳學(xué)家戴維·賴希及其同事估計(jì),在今天的亞洲人和歐洲人中,平均而言,有2.5%的DNA來自于尼安德特人。這種基因交流可能發(fā)生在尼安德特人生存過的任何一處地方。圖片來源:《發(fā)現(xiàn)》

(文/ Carl Zimmer)美國哈佛醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)家戴維·賴希(David Reich),重新繪制了我們現(xiàn)代人類的家譜樹。今天,就在波士頓他那間可以俯瞰路易·巴斯德大道的辦公室里,他拿起一支藍(lán)色記號筆,信步走到一面白墻前,向我展示了這一結(jié)果。他先畫了兩條線,一條代表現(xiàn)代人,一條代表尼安德特人。兩條線始于一個共同祖先,在距今不超過70萬年前分道揚(yáng)鑣?,F(xiàn)代人這條線分岔為非洲人、亞洲人和歐洲人,然后細(xì)分出更小的群落,比如新幾內(nèi)亞人、印度洋安達(dá)曼群島上的土著人等。賴希給尼安德特人這條線也分出了一支,就是幾年前遺傳學(xué)家剛剛發(fā)現(xiàn)的舊石器時代的丹尼索瓦人(Denisovans)。

相當(dāng)不錯。如果我們和其他人類親戚在演化過程中清清爽爽地各走各路,你就會看到這樣的演化路線圖,看起來像極了達(dá)爾文在《物種起源》中畫的生命之樹。但是,接下來,賴希的這棵“樹”就面目全非了。

他并沒有畫上新的分枝,而是開始連接樹枝。他畫了一條線,把尼安德特人這一支與歐洲人和亞洲人連了起來。他還把丹尼索瓦人與后來成為新幾內(nèi)亞人的一支連在了一起。他在這棵“樹”上畫了一道又一道交叉線,把樹枝連成了灌木叢。

賴希退后一步,欣賞著他的作品。他有著高高的額頭,鷹一樣的側(cè)臉,聲音也非常溫柔?!澳憧矗彼p聲說道,“這有一點(diǎn)兒復(fù)雜。”

這話說得相當(dāng)委婉。過去15年來,賴希開發(fā)出了一整套工具,以精巧復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)方法,從我們的DNA中發(fā)掘演化歷史。利用這些方法,他已經(jīng)揭露了發(fā)生在數(shù)萬年前的那些不合體統(tǒng)的私通事件。

大約20萬年前,我們的祖先出現(xiàn)在了東非大地上。他們擴(kuò)散到了整個非洲大陸,然后遷移到了亞洲和歐洲。就在跋山涉水的遷移途中,他們遇到了尼安德特人和其他人類親戚。至少偶爾,他們還發(fā)生過性行為。

我們還不知道那些“親密接觸”的具體細(xì)節(jié),或許有一天,賴希和其他科學(xué)家有辦法弄清楚一二。但是,賴希已經(jīng)完成的研究明確無誤地顯示,雜交是人類演化的一大主要特征。數(shù)十億人攜帶著數(shù)量可觀、來自于尼安德特人及其他原始人類的DNA片段。其中一些基因?qū)τ谖覀兊慕】祷蛟S還在發(fā)揮重要的作用。

賴希說:“縱觀人類的歷史,我們一直在相當(dāng)頻繁地跟遠(yuǎn)親發(fā)生關(guān)系?!笔聦?shí)上,他預(yù)期會有越來越多雜交的證據(jù)浮出水面。我們的基因組里,或許還隱藏著其他未被發(fā)現(xiàn)的原始人。

換句話說,賴希的那面墻還會變得更亂。


“走出非洲”模型認(rèn)為,現(xiàn)代人的祖先起源地東非,大約8萬年前開始走出非洲,逐步擴(kuò)散到其他大陸,取代了此前已經(jīng)在歐亞大陸上生存的尼安德特人。圖中的KYA是“千年前”之意。圖片來源:sanger.ac.uk

DNA里的新親戚

1992年,賴希進(jìn)入大學(xué)的時候,絕大多數(shù)科學(xué)家對人類演化的了解還來源于化石。當(dāng)時漸漸形成的共識是,智人唯一的起源地是在非洲。接下來,人類才遷移到其他大陸,與其他人類親戚共同生存了一段時間。

支持“走出非洲”模型的古人類學(xué)家主張,盡管尼安德特人當(dāng)年遍及歐洲大部分地區(qū),但它們并不是今天歐洲人的祖先。相反,他們由某種原始人類單獨(dú)演化而來,然后在大約3萬年前消失不見了。今天的歐洲人不是現(xiàn)代尼安德特人,而是后來那些非洲移民的后代。

新出現(xiàn)的一種挖掘人類歷史的方法,為這一觀點(diǎn)提供了更多支持。遺傳學(xué)家掌握了方法,能夠測定小片段DNA的序列,并與不同個體的DNA片段進(jìn)行比對。

在20世紀(jì)80年代中期,已故遺傳學(xué)家艾倫·威爾遜(Allan Wilson)和分子遺傳學(xué)家麗貝卡·卡恩(Rebecca Cann)從分屬于大量不同民族的人群中采集了基因樣本。他們集中火力研究了線粒體中的DNA,這是人體細(xì)胞中一種形似臘腸的細(xì)胞器。

線粒體DNA的不同尋常之處在于,它們完全由母親分毫不差地傳給子女。一位女性的線粒體如果發(fā)生變異,她的所有子女都會遺傳這一變化,相當(dāng)于在她的后代中打上了一個遺傳記號。

這些遺傳學(xué)新研究的結(jié)果,強(qiáng)有力地支持了“走出非洲”模型。線粒體DNA的突變率在過去幾個世紀(jì)內(nèi)相對穩(wěn)定,卡恩和威爾遜的研究正是利用了這一特點(diǎn)。在統(tǒng)計(jì)了不同人群中線粒體DNA的突變之后,他們得以估算出這些人群是在多久以前分道揚(yáng)鑣的。他們發(fā)現(xiàn),現(xiàn)存人類中的線粒體DNA盡管各有差異,但全都發(fā)源于大約20萬年前生活在非洲的某位共同祖先—— 一位被昵稱為“線粒體夏娃”的女性。

賴希說,“我深受這一傳統(tǒng)的影響。”就在卡恩和威爾遜的這些結(jié)果發(fā)表后沒過幾年,他進(jìn)入了英國牛津大學(xué),攻讀遺傳學(xué)博士學(xué)位。賴希開始學(xué)習(xí)如何分析人類DNA,以便更深入地了解人類如何從非洲起源。研究相當(dāng)有趣,但他當(dāng)時還在糾結(jié)要不要成為一名科學(xué)家。

1997年夏天,賴希暫別實(shí)驗(yàn)室,去新聞圈小試了一下身手。他給《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》寫了一篇短文,報(bào)道了斯萬特·帕博(Svante P??bo)的發(fā)現(xiàn)。帕博是德國馬普學(xué)會演化人類學(xué)研究所的遺傳學(xué)家,當(dāng)時他的團(tuán)隊(duì)剛從4萬年前的尼安德特人化石中提取到了DNA。賴希說:“那是我寫過的唯一一篇報(bào)道。”他選了一個好主題,這可是人類演化研究中最重要的成果之一。

研究人員把一塊胡椒粒大小的尼安德特人肱骨碎片研磨成粉末,將它們浸在化學(xué)試劑中除去所有其他分子,只留下可能含有的DNA。這里面還真的保留了大量的DNA,絕大多數(shù)遺傳物質(zhì)屬于在骨片上生活著的微生物。把微生物DNA排除掉之后,留在馬普學(xué)會這些研究人員面前的,是尼安德特人線粒體DNA中的379對堿基。

“我當(dāng)時覺得,這絕對是世界上最令人驚嘆的事情!”賴希如此評價道。

帕博及其同事用尼安德特人的DNA,比較了現(xiàn)代人線粒體上同樣位置的DNA,還有黑猩猩的相應(yīng)DNA。與黑猩猩相比,尼安德特人的DNA與人類更為相似,但跟亞洲人、非洲人和歐洲人的基因片段仍有相當(dāng)大的不同,而亞非歐這些現(xiàn)代人的DNA彼此都非常相似。

這個結(jié)果似乎證實(shí)了“走出非洲”模型。如果尼安德特人是現(xiàn)存人類的祖先,那么他們的線粒體DNA就應(yīng)該更像歐洲人才對。正如賴希在他那篇報(bào)道中寫道,帕博的這項(xiàng)研究暗示,現(xiàn)代人類體內(nèi)不存在尼安德特人的DNA。

但是,帕博當(dāng)時只檢查了尼安德特人基因組中很小很小的一部分。賴希后來還將協(xié)助帕博研究尼安德特人的整個基因組,整個故事將由此變得復(fù)雜許多?;剡^頭去看,賴希說:“當(dāng)時我覺得不只是斯萬特錯了,我也錯了?!?/p>


斯萬特·帕博,德國馬普學(xué)會演化人類學(xué)研究所遺傳學(xué)家,從距今4萬年前的尼安德特人化石中提取到了DNA。圖片來源:mpg.de

查驗(yàn)遠(yuǎn)古親戚

嘗試了一次寫作之后,賴希確定自己還是更喜歡科研,于是又回到了實(shí)驗(yàn)臺前。就是在此時,他的研究發(fā)生了一次決定性的轉(zhuǎn)變。當(dāng)時,大多數(shù)遺傳學(xué)家都在想辦法重建不同人群的演化歷史。比方說,他們想追溯凱爾特人向大不列顛的擴(kuò)張,或者追溯美洲土著遠(yuǎn)在西伯利亞的近親。

但賴希好奇的是,當(dāng)這些族群相遇時,他們之間會發(fā)生什么。盡管他們有可能在很大程度上保持井水不犯河水,但有些人或許會跨族群雜交。賴希想知道,他能不能從現(xiàn)存人類的基因組里找到那些遠(yuǎn)古交媾的證據(jù)。

查找這些跡象并非易事。設(shè)想兩個人來自天南海北,比如一個西班牙女人遇到了一個波利尼西亞男人,他們相遇相知,戀愛結(jié)婚,還生下了一個女兒。這個女孩生來就有23對染色體:一半來自母親,一半來自父親。來自母親的染色體上承載著標(biāo)明西班牙血統(tǒng)的遺傳標(biāo)記。同樣,來自父親的DNA也標(biāo)明了它的波利尼西亞血統(tǒng)。但是,當(dāng)這個女孩自己的卵子發(fā)育成熟時,她DNA中的這兩個部分就被混在了一起。

在產(chǎn)生卵子的細(xì)胞內(nèi),西班牙染色體會與波利尼西亞的對應(yīng)染色體配對。染色體片段會互換位置。最終,每個卵子都會有一套混雜的新染色體?,F(xiàn)在假設(shè)這個女孩長大成人,嫁給了一個西班牙男人。她的孩子就只有1/4波利尼西亞血統(tǒng),這些波利尼西亞的DNA將被分割成更小的片段。隨著代代相傳,混血的標(biāo)記會越來越淡。

盡管挑戰(zhàn)艱巨,但賴希認(rèn)為檢測混血可能非常重要。這項(xiàng)研究能夠揭示人類歷史中的一些隱秘,甚至說明為什么人類特別容易受到某些疾病的傷害。賴希來到哈佛醫(yī)學(xué)院后,對前列腺癌進(jìn)行了一項(xiàng)研究,體現(xiàn)了這類分析的價值所在——他發(fā)現(xiàn)擁有某些基因的男人患上前列腺癌的風(fēng)險會更大?!胺侵抟崦绹嘶记傲邢侔┑膸茁室葰W洲人高1.5到2倍,”賴希說,“我們有本事發(fā)現(xiàn)其中的原因?!?/p>

為了做到這一點(diǎn),賴希必須重建非洲裔美國人的遺傳歷史。非洲裔美國人最早是在17世紀(jì)作為奴隸被販賣到美國的。白人奴隸主有時候也會跟奴隸發(fā)生關(guān)系,并且生下孩子,從而把歐洲人基因帶給了非洲裔美國人。后來獲得自由的奴隸,也會和美洲土著人及拉丁美洲人生下后代。結(jié)果就是,今天的非洲裔美國人體內(nèi)的歐洲人DNA可能多達(dá)80%。

賴希及其同事檢查了1597名患有前列腺癌的非洲裔美國人的DNA。他們檢測了散布在這些人基因組內(nèi)的大約1300個短片段,并與歐洲人、亞洲人和非洲人基因組內(nèi)相同位置上的DNA片段進(jìn)行比對。他們能夠確定每個非洲裔美國人基因組中的每個片段來自哪個大陸。

賴希和同事發(fā)現(xiàn)了7個遺傳風(fēng)險因子,共同組成了癌癥風(fēng)險的高危點(diǎn)。在所有7個分子標(biāo)記上都獲得歐洲人DNA的非洲裔美國人,患前列腺癌的風(fēng)險并不比歐洲人更高;但攜帶非洲人DNA的非洲裔美國人患病風(fēng)險就會升高。這7個位點(diǎn)似乎控制著與細(xì)胞分裂有關(guān)的一個基因。這些位點(diǎn)的突變導(dǎo)致細(xì)胞增殖過快。

在美國發(fā)生的人種混血不過是近幾個世紀(jì)的事情。接下來,賴希打算迎接一項(xiàng)更加艱巨的挑戰(zhàn):他的新課題要研究印度全部民族的歷史。今天有12.1億人生活在印度。他們的文化多樣性可謂錯綜復(fù)雜:有2000個族群以印度為家,每張印度紙幣的面額都必須印上15種文字。

賴希想弄清楚,印度人的DNA中是否隱藏著線索,能夠表明這么多族群擁有同一個起源。他們都是同一批開創(chuàng)者的后代嗎?還是說,他會找到源自不同祖先族群的DNA?

他與印度海得拉巴細(xì)胞與分子生物學(xué)中心的科學(xué)家合作,分析了132個印度人的DNA。這些被試者來自25個民族,既有居住在喜馬拉雅山腳附近的克什米爾Pandit人,也有生活在印度最南端的Kurumba人。

這些科學(xué)家在每個人的DNA中選取了56萬個位點(diǎn),相互比較了每個人的所有這些位點(diǎn)。他們還將這些數(shù)據(jù)與印度以外的人群,包括歐洲人和非洲人的DNA進(jìn)行了比對。

為了完成這一包含數(shù)千萬數(shù)據(jù)點(diǎn)的全面分析,賴希和同事編寫了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。接下來,計(jì)算機(jī)創(chuàng)造出一系列可能的系譜樹,并且測算出每一棵系譜樹能夠在多大程度上解釋印度人中發(fā)現(xiàn)的遺傳多樣性。2009年,這些科學(xué)家發(fā)表報(bào)告稱,印度人的DNA大體上可以追溯到兩個祖先族群。

賴希說:“印度人由兩個不同的人群混合而成,它們之間的差別就像東亞人和歐洲人的差別一樣大?!?/p>

其中一個人群與印度洋上安達(dá)曼群島上的人有相同血統(tǒng)。他們可能在大約4萬年前抵達(dá)印度次大陸,其后裔構(gòu)成了印度的主要人群,直到大概幾千年以前。

此時,第二個族群也來到了印度次大陸,他們與歐洲人的祖先親緣關(guān)系更近。兩個人群相遇之后開始通婚,基因彼此混合。在某些族群中,現(xiàn)在他們的DNA幾乎完全是混合的。但在印度次大陸的最北端和最南端,基因的混合就遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那么明顯。

這一發(fā)現(xiàn)讓賴希深切感受到了人類歷史中混血的重要性。“你可能認(rèn)為,我們現(xiàn)在生活在一個前所未有的時代,”他說,“其實(shí)歷史上,我們和遠(yuǎn)親一直有著相當(dāng)頻繁的融合?!辟囅<捌渫略O(shè)計(jì)用來探查印度歷史的統(tǒng)計(jì)方法,最終也在他的下一個課題中起到了至關(guān)重要的作用——這一回,賴希打算對人類和尼安德特人在更久遠(yuǎn)以前的關(guān)系一探究竟。

自1997年賴希寫了那篇關(guān)于尼安德特人DNA的報(bào)道以來,帕博一直致力于獲得更多尼安德特人的基因。到2010年,他和同事已經(jīng)描繪出了尼安德特人整個基因組的大致草圖,用30多億對堿基拼完了超過60%的基因組。

有了成千上萬倍的新數(shù)據(jù)在手,帕博現(xiàn)在又回過頭來重新思考那個老問題:尼安德特人和現(xiàn)代人到底有什么關(guān)系。不過,為了讓手頭的海量DNA數(shù)據(jù)發(fā)揮作用,他必須要同能夠從DNA中獲取人群關(guān)系的專家合作——賴希恰好就是這樣的專家。

“在我們的學(xué)術(shù)圈子里,尼安德特人和現(xiàn)代人在歷史上發(fā)生過怎樣的互動,這永遠(yuǎn)是一個大問題,”賴希說,“帕博采集到的數(shù)據(jù)則是切入這個問題的一條重要途徑?!?/p>


尼安德特人,一群生存于舊石器時代的史前人類,曾經(jīng)廣泛分布于歐亞大陸,在距今大約3萬年前消失。圖為尼安德特男性復(fù)原圖,圖片來源:archeolog-home.com

我們當(dāng)中的尼安德特人

2007年,賴希和同事開始分析帕博的尼安德特人基因組。他們分析這些DNA的方法與之前檢查印度人基因時所用的方法基本相同。他們用尼安德特人基因組中的每一個位點(diǎn),與人類及黑猩猩基因組中的相應(yīng)位點(diǎn)進(jìn)行了比對。再一次,他們試著勾畫出最有可能的演化歷史,來解釋這些DNA證據(jù)。

賴希說:“我們過去一直假設(shè),尼安德特人和現(xiàn)代人類沒有融合過?!碑吘?,這是帕博在1997年根據(jù)線粒體DNA的一小塊片段得出的最初結(jié)論。在他獲得了更大片段的線粒體DNA并加以分析之后,他得出了同樣的結(jié)論。

賴希及其同事分析的大多數(shù)尼安德特人基因,再次支持了帕博之前的研究。換句話說,所有人類基因彼此間的相似程度,都要高與它們與尼安德特人相應(yīng)基因的相似程度。但是接下來,他們的計(jì)算機(jī)開始得出一些奇怪的結(jié)果。

分析結(jié)果表明,尼安德特人的一些DNA與歐洲人和亞洲人的相應(yīng)片斷相比,相似程度要高于歐亞人與非洲人DNA的相應(yīng)片斷。換句話說,非洲人和尼安德特人的基因沒有任何相似之處,其他現(xiàn)代人卻不是。有沒有可能是歐洲人和亞洲人體內(nèi)有那么一點(diǎn)尼安德特人的DNA呢?

“我們當(dāng)時不太相信這個結(jié)果,”賴希說,“我們找到了混血的跡象,然后非常努力地想要排除它們。”

他努力了一年,都沒能如愿。最終,賴希和同事別無選擇,只好得出這樣的結(jié)論:尼安德特人曾經(jīng)和現(xiàn)代人交配過。他們估算,現(xiàn)在的亞洲人和歐洲人中平均而言有2.5%的基因來自于尼安德特人。他們不得不放棄純粹的“走出非洲”模型。相反,他們的模型更接近于“走出非洲然后交往了一些尼安德特人”。

賴希和同事分辨出來的模式,有助于縮小混血發(fā)生的時間和地點(diǎn)的范圍。既然非洲人并未攜帶尼安德特人的DNA,看來尼安德特人就只跟歐洲人和亞洲人的祖先交配過。有一種可能是,大約5萬年或者更久以前,當(dāng)人類走出非洲時,他們在近東地區(qū)遇到了尼安德特人。

與尼安德特人交配之后,人類帶著他們的基因繼續(xù)向歐洲和亞洲擴(kuò)散。另一種可能是,混血發(fā)生得更晚一些。尼安德特人的生活范圍很廣,從西班牙一直到俄羅斯。隨著人類擴(kuò)散到這些地區(qū),他們會接觸到尼安德特人,并在好幾個不同的地方與他們交配。

然而,人類與尼安德特人并沒有合二為一。亞洲人和歐洲人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的2.5%的尼安德特人基因,所占比例其實(shí)非常之小。瑞士遺傳學(xué)家馬賽厄斯·屈拉(Mathias Currat)和勞倫·??怂箍品埔↙aurent Excoffier)研究了這么一個問題:需要多少次混血交配,才能造成今天的人類體內(nèi)只有這么一點(diǎn)尼安德特人的DNA。他們的結(jié)論是,尼安德特人和人類每30年生下一個混血孩子即可。

“我不覺得這有什么奇怪,”賴希談到這一發(fā)現(xiàn)時說,“人類跨越族群的交合并不容易。人們傾向于跟與自己相似、說相同語言的人交往。”

除了這些大致框架,整個故事其實(shí)還模糊不清。顯然,這些跨族群交合產(chǎn)生的混血兒必須要被人類社會接受才行。但我們還不確定,這些交合是在人類與尼安德特人激烈交戰(zhàn)過程中發(fā)生的強(qiáng)奸行為,還是有某些個尼安德特人得到了人類社會的接納。

賴希希望找到更多線索,讓這個故事變得更加清晰。他想知道的一個問題是,那些基因是如何從尼安德特人那里流入人類體內(nèi)的。是人類的男性與尼安德特人的女性交配,還是反過來?

賴希說:“還真有一個好機(jī)會,可以研究基因的流動方向?!迸杂袃蓷lX染色體,而男性只有一條X,還有一條Y染色體。他指出,如果尼安德特人的女性與人類男性交配,他們會給所有的子女提供一條尼安德特人的X染色體。

如果是尼安德特人男性與人類女性交配,他們的女兒能夠得到父親提供的一條X染色體,兒子就得不到。如果賴希能夠發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代歐洲人和亞洲人的X染色體中尼安德特人DNA所占比例與其他染色體相比低得異常,或許這就會是一條線索,表明是尼安德特人男性使人類女性受孕。如果比例高得異常,則說明情況相反,是尼安德特人女性懷了人類男性的孩子。他說:“我們正在努力弄清這一點(diǎn)?!?/p>


如果消失的不是尼安德特人,而是我們?;蛟S今天就該輪到尼安德特人來研究,他們的基因組中有百分之多少來自于已經(jīng)滅絕的智人DNA了。圖片來源:freakingnews.com

其他遠(yuǎn)親

2010年的某一天,賴希正與帕博和其他幾位同事在德國萊比錫的一家啤酒花園里共進(jìn)晚餐。他們正在給尼安德特人基因組的研究工作掃尾。帕博給賴希帶來了更多消息。他相信,自己找到了另一個已滅絕原始人類的DNA。

帕博一直在跟俄羅斯的古人類學(xué)家合作,他們在西伯利亞一個名叫丹尼索瓦(Denisova)的洞穴中挖掘出了古人類化石。這個洞穴中的石化遺跡已經(jīng)被埋了好幾千年。有些化石看起來像是尼安德特人,有些則像是現(xiàn)代人。

俄羅斯人把骨頭樣本送到了德國,帕博的博士后約翰尼斯·克勞斯(Johannes Krause)著手將其粉碎,以便尋找其中的DNA。大部分樣本除了細(xì)菌的基因以外別無他物。不過接下來,克勞斯檢查了一根小指骨的指尖,它屬于一位已經(jīng)死了5萬多年的女孩。于是,一切都變了。

這塊標(biāo)本中含有DNA??藙谒箤σ恍K樣本進(jìn)行了測序,立刻發(fā)現(xiàn)這既不大像現(xiàn)代人,也不大像尼安德特人。這是科學(xué)界還不知道的另一種原始人類。帕博和同事給這位死了很久的女孩命名為丹尼索瓦人。

賴希立即參與了這個課題。他和同事用分析尼安德特人DNA的方法分析了這種新的基因組。總的來說,丹尼索瓦人的基因與尼安德特人最為接近,但基因組中含有許多突變,在尼安德特人和現(xiàn)代人中都未曾發(fā)現(xiàn)過。丹尼索瓦人的祖先似乎是從尼安德特人的祖先那里分岔出來的,分岔時間要比尼安德特人與現(xiàn)代人分道揚(yáng)鑣的時間近得多。

他們的共同祖先可能在好幾十萬年前就離開了非洲,把我們現(xiàn)代人的祖先留在了那片大陸上。尼安德特人的祖先一路北上,往西遠(yuǎn)達(dá)歐洲。與此同時,丹尼索瓦人的祖先則一路往東,存活了很長一段時間,久到足以在西伯利亞的那個洞穴中留下了那截小指骨。

丹尼索瓦女孩的基因給我們提供了一些線索,來猜測她可能的模樣。比如,她的基因變體會賦予她黑色的皮膚、褐色的眼睛和頭發(fā)。在距今不到5萬年前的某個時刻,丹尼索瓦人消失了,就和他們的尼安德特人表親一樣。

尼安德特人與人類曾經(jīng)雜交過,那么丹尼索瓦人呢?賴希和同事開始在現(xiàn)存人類的基因組中仔細(xì)搜尋丹尼索瓦人的DNA。結(jié)果,他們在兩個人群中有所發(fā)現(xiàn),一個是新幾內(nèi)亞人,另一個來自于附近的布干維爾島(Bougainville)。他們的DNA中有多達(dá)5%來自于已經(jīng)消失的丹尼索瓦人。

這個結(jié)果跟他們在尼安德特人研究中做出的發(fā)現(xiàn)大不相同。于是,賴希和同事又在更大范圍的人類DNA中進(jìn)行了搜尋。他們沒有在非洲人中發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人DNA的痕跡,在歐洲人和亞洲大陸的人中也沒有發(fā)現(xiàn)。

但是,他們在澳大利亞原住民的基因組中找到了少量匹配。在菲律賓一個名為Mamanwa的人群中也有發(fā)現(xiàn)。這些矮個頭、黑皮膚的土著人很早就讓人類學(xué)家著迷,因?yàn)樗鼈兛雌饋砼c西太平洋的大多數(shù)居民太不一樣了。

“這實(shí)在太驚人了,我們一開始都覺得肯定是搞錯了。但這個模式確實(shí)截然不同、始終如一,而且極其明顯。唯一可以解釋的,就是基因交換,”賴希說,“丹尼索瓦人可能的分布范圍可能覆蓋成千上萬千米,”從北方的西伯利亞凍原一直到東南亞的潮濕叢林——比尼安德特人的生存范圍更廣。


菲律賓的Mamanwa人的基因組中,發(fā)現(xiàn)了丹尼索瓦人的DNA。丹尼索瓦人是發(fā)現(xiàn)于西伯利亞的一種原始人類,于距今不到5萬年前消失。圖片來源:photobucket.com

古老的DNA,現(xiàn)代的身體

尼安德特人和丹尼索瓦人遇到現(xiàn)代人時,他們的基因已經(jīng)各自演化了幾十萬年。不過,他們的DNA有可能依然影響著今天無數(shù)現(xiàn)代人的健康。他們的一些基因在與人類DNA混合之后可能對人體有害,會提高某些人罹患某些疾病的風(fēng)險,或是降低某些人的生育能力。

另一方面,一部分外來DNA或許對我們有益。2011年8月,美國斯坦福大學(xué)的彼得·帕勒姆(Peter Parham)及其同事發(fā)現(xiàn),尼安德特人和丹尼索瓦人的某些免疫系統(tǒng)基因現(xiàn)如今有著顯著的廣泛分布,在歐洲、亞洲甚至太平洋島嶼上都有發(fā)現(xiàn)。它們的廣泛傳播暗示,它們或許提供了某些抗病優(yōu)勢。

尼安德特人或丹尼索瓦人的DNA如何影響我們的健康?對于這個問題,賴希還不打算明確自己的立場。尼安德特人和丹尼索瓦人的基因組草圖仍有太多空白和錯誤,不足以讓人得出明確的結(jié)論。但他認(rèn)為,他們的某些基因在現(xiàn)代人身上受到自然選擇的青睞,也是不是沒有可能?!斑@些人是從非洲走出來的,他們必須要同尼安德特人和丹尼索瓦人已經(jīng)適應(yīng)的環(huán)境打交道?!?/p>

幸好,賴希說,對于解答為什么某一段尼安德特人或丹尼索瓦人的DNA仍在我們的基因組內(nèi),我們能做的并不是只有推測。他說:“你可以把它與人類的性狀聯(lián)系起來?!睅в心扯文岚驳绿厝薉NA的現(xiàn)代人會不會比沒有的人跑得更快?帶有某段丹尼索瓦人DNA的現(xiàn)代人會不會更擅長解邏輯題?“這是真的可以做實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)的?!?/p>

對于賴希來說,從尼安德特人和丹尼索瓦人基因組中發(fā)現(xiàn)的真相,可能只是重新理解人類演化的開端。就算還有另一種原始人類的基因出現(xiàn)在我們的DNA中,他也不會覺得有什么奇怪?!盀槭裁床粫心??這種情況看起來不是沒有可能?!?/p>

這樣的證據(jù)可能會出現(xiàn)在非洲。美國亞利桑那大學(xué)的遺傳學(xué)家邁克爾·哈默(Michael Hammer)和同事在分析非洲人DNA時,已經(jīng)找到了某種新的原始人類存在的跡象。他們發(fā)現(xiàn)基因組中總共約有2%的小片段在人類DNA中似乎錯位了。哈默主張,最合理的解釋是,這是另一種原始人類在大約3.5萬年前與非洲人雜交的結(jié)果。

為了證實(shí)這樣的發(fā)現(xiàn),科學(xué)家還需要找到更多來自遠(yuǎn)古的基因組,賴希相信他們做得到?!拔液軜酚^,”他說,“世界上到處都有類似丹尼索瓦洞穴的地方??隙ㄟ€有成千上萬根其他的骨頭等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。”

 

編譯自:《發(fā)現(xiàn)》,Interbreeding With Neanderthals

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