天天看點

曆史 | 現代人是如何走出非洲的?古基因組學揭秘

作者:中國科普網

人類起源和進化一直是古生物學和考古學最關心的問題之一。

現代人是什麼概念?現代人從哪裡來?現代人究竟是如何走出非洲的?今年10月,諾貝爾生理學或醫學獎獲得者、瑞典生物學家和遺傳學家斯萬特·佩博,開創的古基因組學提出了現代人起源與演化新觀點,或有助于解惑答疑。

曆史 | 現代人是如何走出非洲的?古基因組學揭秘

圖源:視覺中國

起源于非洲,存在兩個假說

現代人是什麼概念?就是現在的人,但幾千年或幾萬年前古人化石,在形态上、解剖學上與現代人基本上一樣,是以可以稱之為解剖學上的現代人。或者說,現代人就是智人。

古人類頭骨化石研究表明,超過200萬年的古人類頭骨化石都發現于非洲,而現代遺傳學研究揭示,非洲人基因變異最多,非洲以外的其他地區人類基因變異少。基因變異多表明傳代時間長,反之就少。是以,現代人顯然起源于非洲。

關于現代人究竟是如何走出非洲的?20世紀80年代,科學家提出兩種假說,即單地區起源說(夏娃假說)和多地區起源說。

曆史 | 現代人是如何走出非洲的?古基因組學揭秘

基于世界不同地區人的胎盤細胞裡的線粒體研究,夏娃假說提出,在大約15萬年以前,非洲就出現了身體結構和長相,與我們幾乎相同的人,大概在近7萬年以前,他們的後代就走出非洲,來到亞洲和歐洲,大概6萬年以前到了中國。

但是由于某些原因,他們到達的地方原來生活着的古人類全都絕種,從非洲走出的這些人沒有與當地原住人發生任何通婚,而是直接全部取代,

完全忽視了古人種與現代人是否發生雜交或基因交流的現象。

而主要基于古人類化石和石器研究的多地區起源假說認為,在150萬年前,人類的祖先離開非洲後,便開始在世界各地獨自演化,包括尼安德特人、北京人和爪哇人等,并适應了當地的環境。

受選擇、突變、遺傳漂變與基因流等因素影響,世界各地的人類同時平行演化,成為今天的現代人。

但實際上并沒有闡述清楚,世界各地的直立人為何都演變成了現代人。

曆史 | 現代人是如何走出非洲的?古基因組學揭秘

圖源:視覺中國

尼安德特人和丹尼索瓦人

的基因滲入現代人

古基因組研究表明,現代人與尼安德特人和丹尼索瓦人是姐妹群。他們的祖先在約55萬年前分道揚镳,而尼安德特人和丹尼索瓦人則在約40萬年前才分開。

在近7萬年前,現代人祖先走出非洲大陸時,尼安德特人和丹尼索瓦人在歐亞大陸已經生活了大約40萬年。是以,現代人祖先首先遇到了生活在附近的尼安德特人,他們在一起共同生活了5000年。在此期間,現代人祖先曾與這些古人種發生過多次美麗的邂逅,導緻雙向基因交流。

根據現有的遺傳學證據估計,在現代非洲以外的世界各地人群中,含有尼安德特人基因約1.8%—2.6%,而含有丹尼索瓦人基因則是0.2%—6%。之是以這樣,源自尼安德特人至少有3次、丹尼索瓦人至少有4次向現代人的基因滲入。

古基因組研究還表明,在東亞人、東南亞人、美洲和澳洲土著的身上,還保留着丹尼索瓦人的基因貢獻。在東南亞和大洋洲,特别是新幾内亞和巴布亞的土著人群裡,更是發現他們有大約6%的基因來自丹尼索瓦人。但是中國、歐洲和美洲的人群體内,丹尼索瓦人的混血比例卻比較低,大多低于1%。

佩博研究團隊認為,這就意味着在中南半島上至少又發生過一次人群的分離,一支向北走到中國,成為現在的中國人;另外一支向南,帶着丹尼索瓦人的基因到達了東南亞,成了現在的新幾内亞、巴布亞的土著人群。

與古人種并非泾渭分明

而是頻繁交流

由此可見,現代人類的演化史不是純粹地“走出非洲”,而是走出非洲并順便交往了這些古老型的人種。也就是說,現代人與這些古人種并非是泾渭分明的支系,而是由于存在彼此間的頻繁交流,使古人種的基因部分地保留在現代人的基因組裡。

事實上,現代人絕不是唯一通過雜交提高生存能力的物種。2007年《自然》雜志曾發表的一篇論文分析指出,自然界中大約有10%的動物物種和25%的植物物種,是通過雜交而産生。

佩博認為,人類祖先走出非洲後,他們和尼安德特人發生過基因交流。這樣雜交産下的後代不但活了下來,還成功地繁殖出了下一代,并逐漸使尼安德特人的基因擴散到了整個人群之中。後來時機成熟了,這群身上攜帶有尼安德特人基因的現代智人終于離開了中東,擴散至整個歐亞和美洲大陸,他們就是除了非洲之外的所有現代人的共同祖先。

由于這群人在擴散過程中,取代了原先居住在各地的古老型人類,是以稱他們為“取代人群”。這就讓不承認歐、亞古人種對現代人有過貢獻的“夏娃假說”,從此退出曆史舞台。

總之,古基因組學打開了我們對古人類研究的新視角,引領着人類起源與演化研究的新方向,相信随着古基因組的深入研究,必将進一步完善對于現代人乃至更多古人類起源與演化的新認知。

來源:科普時報

作者:馮偉民 中國科學院南京地質古生物研究所研究員、南京古生物博物館名譽館長

編輯:毛夢囡

稽核:王飛

終審:陳磊

繼續閱讀