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發現首個尼安德特人家庭

作者:原理
發現首個尼安德特人家庭
發現首個尼安德特人家庭

2022年,諾貝爾生理學或醫學獎授予了古人類學家斯萬特·帕博(Svante Pääbo),他對尼安德特人基因組的研究揭開了一段複雜而迷人的人類曆史。(詳見我們從哪裡來?我們為何獨一無二?。)

近日,針對尼安德特人的研究又有了令人驚喜的新結果。一組國際團隊首次成功地對西伯利亞一個偏遠的尼安德特人社群的多個個體進行了測序。在這13個個體中,他們确定了多個具有親緣關系的個體,其中包括一位父親和他十幾歲的女兒。利用這些基因組資訊,我們得以窺見一個尼安德特人社群的社會組織方式。研究已發表在《自然》上。

尼安德特人的社會結構

第一份尼安德特人基因組工作草圖于2010年發表。從那時起,研究人員又對來自整個歐亞大陸14個不同考古遺址的18個基因組進行了測序。雖然這些基因組提供了對尼安德特人曆史更廣泛的了解,但我們對單個尼安德特人社群仍然知之甚少。

為了探索尼安德特人的社會結構,研究人員将注意力轉向了西伯利亞南部,這片地區以前在古代DNA研究方面富有成果,包括著名的在丹尼索瓦洞穴發現丹尼索瓦人遺骸。

我們已經知道,尼安德特人和丹尼索瓦人在這個地區生活了幾十萬年,而且尼安德特人和丹尼索瓦人曾互相交流過,比如,研究已經發現了一個父親為丹尼索瓦人、母親為尼安德特人的孩子。

第一個尼安德特人社群

在這項新研究中,研究人員專注于調查查格爾斯卡娅(Chagyrskaya)和奧克拉尼科夫(Okladnikov)洞穴中的尼安德特人遺骸,這些洞穴距離丹尼索瓦洞穴不到100千米。

發現首個尼安德特人家庭

查格爾斯卡娅洞穴。(圖/Bence Viola, Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)

尼安德特人在約5.4萬年前曾短暫占領過這些地方,從這裡的沉積物中,研究人員找到了多份可能同時生活的尼安德特人殘骸。他們成功地從17份殘骸中提取到了DNA,這是迄今為止在單項研究中對尼安德特人殘骸進行測序的最大數量。

在過去14年裡,不少研究人員曾對查格爾斯卡娅洞穴進行過發掘。除了幾十萬件石器和動物骨骼外,還發現了80多塊尼安德特人的骨骼和牙齒碎片,這不僅是這一地區,也是世界上最大的人類化石集合之一。

生活在查格爾斯卡娅和奧克拉尼科夫的尼安德特人,懂得獵取野生山羊、馬、野牛和其他在這裡的河谷中遷移的動物。他們在幾十千米外的地方采集石器的原材料,在查格爾斯卡娅和奧克拉尼科夫洞穴中出現相同的原材料,這也支援了遺傳資料,說明居住在這些地方的群體具有緊密的關系。

先前對來自丹尼索瓦洞穴的腳趾化石的研究表明,尼安德特人居住在阿爾泰山區的時間也相當早,大約在12萬年前。不過,遺傳資料顯示,來自查格爾斯卡娅和奧克拉尼科夫洞穴的尼安德特人,并不是這些早期群體的後代,而是與歐洲尼安德特人的親緣關系更近。

這一點也得到了考古材料的支援:來自查格爾斯卡娅洞穴的石器與德國和東歐已知的米寇克文化最為相似。

最東的尼安德特人

這17份殘骸來自13個尼安德特人個體,其中包括7位男性和6位女性,其中8位是成年人,5位是兒童和青少年。

在他們的線粒體DNA中,研究人員發現了幾處所謂的異質性,它們在個體之間共享。異質性是一種特殊的遺傳變異體,隻在少數幾代人中持續存在。

在這些殘骸中,還有一位尼安德特人父親和他十幾歲的女兒。研究人員還發現了一對二級親屬,是一位小男孩和一位成年女性,他們也許是表親或祖母等親屬。

發現首個尼安德特人家庭

一名尼安德特父親和他的女兒。(圖/Tom Bjorklund)

異質性和相關個體的組合強烈地表明,查格爾斯卡娅洞中的尼安德特人,一定是在大約同一時間生活和死亡。這一事實非常令人興奮,這意味着他們很可能來自同一個社會社群。科學家第一次可以用遺傳學來研究尼安德特人社群的社會組織方式。

另一個引人注目的發現是,這個尼安德特人社群内的遺傳多樣性極低,與10至20個個體的群體規模一緻。換句話說,他們似乎生活在一個由近親組成的小群體,由10到20個成員組成。這比任何古代或現代人類群體的記錄都要低得多,而與瀕臨滅絕的瀕危物種的群體規模更為相似。

然而,尼安德特人并沒有生活在完全孤立的社群中。通過比較Y染色體上的遺傳多樣性(父親遺傳給兒子)和線粒體DNA多樣性(繼承自母親),研究人員可以回答這個問題:在社群之間遷移的是男人還是女人?

結果顯示,線粒體遺傳多樣性比Y染色體多樣性高得多,這表明,這些尼安德特人社群主要是由女性遷移聯系起來的。在現代狩獵采集者中,基于女性的遷移也是一種主要模式。研究人員希望未來在其他遺址中發現更多證據,進而确認這種現象是否普遍存在于尼安德特人社群中。

盡管距離丹尼索瓦洞穴并不遠,但這些遷移似乎沒有涉及丹尼索瓦人。在查格爾斯卡娅洞穴尼安德特人生活的最後2萬年中,似乎并沒有發現丹尼索瓦人基因流的證據。

這項研究提供了一幅尼安德特人社群可能是什麼樣子的具體畫面。在一些科學家眼中,這讓尼安德特人看起來更有人性了。

參考來源:

https://www.mpg.de/19367938/1014-evan-meet-the-first-neandertal-family-150495-x

https://www.newscientist.com/article/2342731-neanderthal-family-life-revealed-by-ancient-dna-from-siberian-cave/

封面圖/首圖:Tom Bjorklund