性、疾病和灭绝:古代dna告诉我们关于人类和尼安德特人的什么

两项新的基因分析有助于解释尼安德特人在现代人类生活中扮演的意想不到的角色——影响从头发颜色到心理健康的一切。这项新的研究还进一步证明了尼安德特人生活在小而孤立的社区,而第三项研究表明,早期现代人类可能已经发展了大型社交网络,促进了配偶和思想的交流。...

两项新的基因分析有助于解释尼安德特人在现代人类生活中扮演的意想不到的角色——影响从头发颜色到心理健康的一切。这项新的研究还进一步证明了尼安德特人生活在小而孤立的社区,而第三项研究表明,早期现代人类可能已经发展了大型社交网络,促进了配偶和思想的交流。

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这些发现有助于解释尼安德特人的DNA在许多现代人类基因组中究竟起着什么作用,以及它是如何影响我们的健康的。拼凑我们人类祖先的***也可能帮助我们了解这些基因是如何以及何时交换的。这三项研究于上周发表在各种期刊上,它们共同为人类为何能在地球上生存下来提供了关键线索,尽管我们的近亲尼安德特人已经灭绝。

大约50万年前,现代人或智人和尼安德特人有一个共同的祖先。然后它们分裂并平行进化:非洲的人类和欧亚大陆的尼安德特人。当人类最终冒险来到欧亚大陆时,他们与尼安德特人发生了性关系,交换DNA。今天,非非洲裔的人大约有2%的DNA来自他们的尼安德特人祖先。”德国马克斯·普朗克研究所研究基因组进化的生物信息学家珍妮特·凯尔索(Janet Kelso)说,任何人都会问的第一个问题是‘它有什么作用?’。

先前的研究已经将尼安德特人的DNA与现代人的一系列健康状况联系起来,包括抑郁症、尼古丁成瘾和皮肤病。但这也不全是坏事:了解尼安德特人DNA的哪一部分滞留在欧亚大陆,也可能有助于科学家区分哪些特征可能有助于古人类在欧亚大陆生存,比如皮肤和头发的变化,或者对某些疾病的抵抗力。

还有另一个谜团要解决:大约4万年前尼安德特人灭绝了,而智人却没有灭绝。为什么?有很多理论,包括现代人和狗的联盟帮助人类更好地猎食,基本上是饥饿的尼安德特人离开欧洲。或者,人类的繁殖速度可能比尼安德特人快,繁殖速度会增加,并将它们边缘化。”哥本哈根大学的遗传学家Martin Sikora说:“这仍然是一个尚未解决的、真正有趣的问题之一。”我们是因为技术进步而更成功,还是纯粹数字的结果?”

为了把这个故事拼凑起来,科学家们正在寻找更多被锁在古代骨骼中的尼安德特人基因组,以及更多隐藏在现代基因组中的尼安德特人DNA。上周发表的研究揭示了这两个问题。

一种新的古代尼安德特人基因组

第一项研究发表在《科学》杂志上,描述了一块名为Vindija 33.19的骨头碎片,这是1980年代在克罗地亚一个同名洞穴中发现的。现在,研究人员终于能够对锁在里面的DNA进行排序,发现它属于一个生活在5.2万年前的尼安德特人**。研究人员发现,文迪加尼安德特人在基因上与大约122000年前死于西伯利亚阿尔泰山脉的另一个尼安德特人(被称为阿尔泰尼安德特人)非常相似。

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两个尼安德特人相隔3700英里和70000多年,如此相似的事实表明,尼安德特人的群落很小,遗传多样性非常小。”“当你想到它的时候,你会感到非常惊讶,”马克斯·普朗克研究所的研究作者凯·普雷弗说他们真的是如此密切相关,以至于你在这个星球上找不到任何两个如此亲密的人。”这可能支持尼安德特人的低遗传多样性可能是导致他们灭绝的原因。

遗传多样性是自然选择的基础。如果一个群体中的每个人都有完全相同的基因版本,那么一场瘟疫或一个严冬就可能把所有人都消灭。这样就没有幸存者可以遗传基因,让他们的后代有机会在下一场瘟疫或严冬中存活下来。**也会导致基因异常:阿尔泰尼安德特人是两个同父异母兄弟姐妹的女儿,虽然文迪雅尼安德特人的父母没有亲属关系,但他们在基因上非常相似。

新测序的Vindija基因组之所以重要还有另一个原因:因为尼安德特人和解剖学上的现代人被认为在大约5万到6万年前已经杂交,Vindija基因组与现代人类基因组中仍然存在的尼安德特人DNA更为接近。”这给了我们更多的力量,更大的能力来检测现代人类遗留下来的尼安德特人DNA。”范德堡大学的进化基因组学家约翰·托普拉说,他没有参与这项研究。

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多亏了Vindija基因,研究人员在基因中追踪到了尼安德特人的DNA,这些基因使某些现代人更容易患风湿性关节炎、精神分裂症和饮食失调。尼安德特人的基因突变也会影响人们对抗精神病药物的反应,影响他们的“坏”胆固醇和维生素D水平,影响他们中间的脂肪含量。

当然,人们把胆固醇水平归因于尼安德特人的DNA太简单了。”尽管尼安德特人的DNA影响了这些特征,但对任何特定人的风险的总体影响确实很低,”卡普拉说。尽管如此,尼安德特人已经灭绝了,这种DNA在数万年前就被交换了——然而它对现代人类仍然有着可衡量的影响。

与尼安德特人dna相关的新性状

在发表在《美国人类遗传学杂志》上的第二项研究中,研究人员将12.2万年前阿尔泰-尼安德特人的基因组与目前10万多人的基因组进行了比较(这10万人是英国生物银行的一部分,他们还必须回答有关情绪、性格和食物偏好的问题。)

研究人员发现尼安德特人DNA在导致头发颜色和肤色的基因中尤其常见。尼安德特人的一些变异与金发、肤色苍白有关,而其他则与深**素沉着有关。这可能意味着尼安德特人自己有不同的头发和皮肤颜色。研究人员发现,尼安德特人的一种头发颜色几乎肯定没有(或者很少)是红头发,这与我们已经灭绝的亲属的流行描述相反。尼安德特人的DNA也影响心理和神经特性,比如夜猫子,报告孤独和抑郁的感觉,以及吸烟。

马克斯·普朗克研究所的研究作者珍妮特·凯尔索说,这些结果并不意味着尼安德特人的基因突变导致了现代人的这些特征,也不意味着相同的基因变异导致了尼安德特人的相同特征。例如,尼安德特人DNA的突变可能与一个人吸烟的可能性增加有关,但这并不意味着我们已经灭绝的亲戚有吸烟的习惯。

石器时代晚期人们避免**

当然,早期现代人不仅仅是和尼安德特人发生性关系。他们还互相敲打。上周发表在《科学》杂志上的第三项研究表明,远古人类生活在庞大而复杂的社会网络中,这有助于他们交换基因和思想。

西科拉,在丹麦大学,分析了一个男人,两个孩子和一个空心的大腿骨的DNA,所有这些都被埋葬在一个叫做SungIR的石器时代晚期的遗址上,大约34000年前在俄罗斯。这名男子是自己埋葬的,但孩子们被头对头地埋在一起,挖空的大腿骨放在他们尸体旁边。

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西科拉发现,现场的所有人都没有亲缘关系,而且,他们的基因差异惊人——远远超过了其他研究中分析的两个尼安德特人。”西科拉说:“两个孩子头对头埋在同一个坟墓里,你可能会认为他们之间有某种亲密关系。”。但他们的基因显示,他们至多是表亲。

Sunghir墓葬给了西科拉一个机会来验证他的假设,即早期人类发展了一种社会结构,允许早期现代人交换伴侣和基因。反过来,这将使他们的基因更加多样化,而且可能更加成功。在Sunghir遗址的一个孩子显然患有某种发育障碍:他的大腿骨弯曲扭曲,可能是遗传异常的结果。

这似乎表明,也许,孩子的父母是亲戚,因为**往往导致异常。但当西科拉对这些骨头的DNA进行测序时,他发现这四个人并不是远亲。事实上,它们的基因组显示出与非洲和亚马逊河流域当今狩猎采集者群体相同甚至更多的遗传多样性。

西科拉的研究小组计算出,大约300人需要发生性关系才能产生如此多的基因变异。西科拉说,这是一个比石器时代的人可能要大得多的人口旅行。但也有可能是较小的群体嵌入了一个更大的社会网络中,人们在这个网络中进行了***和思想交流。这将使人们不会像阿尔泰尼安德特人那样近亲繁殖,也不会像文迪加尼安德特人那样基因同质,这是生活在孤立群体中的结果。

圣·路易斯华盛顿大学的人类学家Erik Trinkaus曾写过一本关于桑吉尔墓葬的书,他说,欧亚大陆上的文化文物和工具的分布背道而驰。在这段时间里,人们正在覆盖着巨大的距离。在离它们的来源300或400公里之外发现材料并不罕见,”Trinkaus说。

当然,我们不能概括所有的狩猎采集者在这个时候从这个人口在Sunghir,说Bastien Llamas,一个研究人员专门从事古代DNA在澳大利亚阿得雷德大学,在电子邮件的边缘。**和大腿骨有可能是世代分开的,这意味着这群墓葬并不是社区多样性的公平指标。不过,研究结果表明,3.4万年前的狩猎采集群体与今天的我们有着非常相似的社会网络:群体内的家庭关系有限,避免**,以及群体外的交配。”我觉得很神奇,”骆驼说。

这项研究和上周发表的其他研究一样,是朝着理解使我们成为今天的人的复杂关系迈出的一步。”“了解我们的过去,尤其是我们的遗传过去,对于理解我们的基因存在是非常有用的,”天普大学的人口遗传学家Joshua Schraiber说。我认为理解和拥抱地球上人类的多样性是很重要的。”

更正:原来的帖子包括一个不正确的隶属马丁西科拉。他是哥本哈根大学的教授。帖子已更新。

  • 发表于 2021-06-21 09:25
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