尼安德特人與現代人曾發生多次基因交流
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學報（唐鳳）：10萬年前的一天，尼安德特人第一次遇見一群與他們看上去並不相同的“夥伴”——現代人。雖然雙方的初次見麵發生了什麽也許已無從考證，但之後的數萬年間，他們相處得似乎不錯。
因為一項針對當今東亞人和歐洲人攜帶的尼安德特人DNA片段的研究顯示，尼安德特人與解剖學意義上的現代人的祖先曾在多個時間點發生過基因交流。
“解剖學意義上的現代人在走出非洲後的3萬多年裏，與尼安德特人曾在地理位置上相互重疊。在這一時期，尼安德特人與現代人進行了雜交，今天非非洲人攜帶的尼安德特人部分基因組證明了這一點。”該研究通訊作者、美國賓夕法尼亞州天普大學生物學係的Joshua G. Schraiber告訴《中國科學報》記者，“但這種融合並非隻發生了一次，實際上，人類與尼安德特人之間的相互作用比以前所認為的更長期、更複雜。”
有一個“幽靈”
尼安德特人是遠古分布在歐洲大陸的最主要古人類，也是與現代人在進化學上最近的親族。早在25萬年前，尼安德特人就已出現在歐洲和亞洲，而且，他們獨占了歐亞大陸，直到現代人的到來，並最終將他們取代。
德國萊比錫馬普學會進化人類學研究所Sergi Castellano團隊曾發現，西伯利亞阿爾泰山脈東部尼安德特人的祖先和現代人的祖先相遇及繁衍的時間可能發生於約10萬年前。但約3萬年前，尼安德特人完全消失。
考古學家認為，現代人從非洲向外擴散時，在歐亞大陸西部遇到尼安德特人，並假定現代人與尼安德特人隻發生過一次基因交流。這些遭遇事件在當今非非洲人族群的基因組中留下了印記：該族群約2%的基因組中有尼安德特人成分。
但是，讓Schraiber感到困惑的是，東亞人攜帶的尼安德特人基因比例比歐洲人高出12%~20%。
“為了找出答案，我們探索了能解釋這一結果的各種人口模型，包括單一混合、多次混合，以及存在一個‘幽靈’人群（‘稀釋’假說）。”他說。
Schraiber提到，可能有一些人居住在東非或北非，因此沒有遇到尼安德特人。當他們後來在非洲擴散並為現代歐洲基因庫作出貢獻時，這些人可能稀釋了現代歐洲人基因中的尼安德特人成分。“我們沒有這個群體的任何直接樣本，這就是為什麽他們是一個‘幽靈’。”他告訴記者。
但“幽靈”可能並不存在。“我們的證據表明他們（尼安德特人與現代人）隻是多次相遇。”Schraiber說。
多次見麵
Schraiber等人首先認識到尼安德特人DNA在現代人中的分布規律應該能告訴人們一些有關雜交過程的信息。特別是尼安德特人的DNA以大塊或碎片的形式出現在現代人身上。於是，他們觀察了這些碎片在歐洲人和東亞人之間出現的頻率。
Schraiber和同事Fernando Villanea運用一個大型現代人基因組數據集，對東亞與歐洲血統個體中源自尼安德特人DNA的圖譜進行了不對稱性分析。隨後基於不同的基因交流次數，他們對解剖學上的現代人基因組中的尼安德特人DNA貢獻進行了模擬，並通過機器學習方法，用多種參數對這些複雜模型進行探索。
結果顯示，對現代人基因組中觀察到的源自尼安德特人DNA的圖譜的最佳解釋是，尼安德特人與東亞和歐洲人群之間發生過不止一次，而是多次基因交流。相關論文近日刊登於《自然—生態與演化》。
當然，這裏也可能存在“另一個人”的幹擾。
丹尼索瓦人是生活在距今數萬年前的另一個古人類種群，現代人祖先曾與他們共同生活並發生混血。由於丹尼索瓦人和尼安德特人的血緣關係相對較近，一些丹尼索瓦人的基因碎片可能被意外地歸類為尼安德特人。“我們認為，在一定程度上，這是真實的，但它隻代表了我們在分析中使用的尼安德特人基因碎片的很小一部分，不太可能對結果產生巨大影響。”Schraiber說。
但是，雖然該研究的模型支持多重、特定人群的混合，“我認為你不應該太照字麵意思理解我們的模型—— 我們認為混合在孤立的群體中是即時發生的，但它可能遠沒有那麽分散”。Schraiber說。
“致命”接觸
約3萬年前，尼安德特人逐漸滅絕，進而被現代人的祖先取代。
有研究顯示，這可能是因為在漫長的演化過程中，來自尼安德特人的基因不適應現代人生存方式，從而在自然選擇中被淘汰了。而且，尼安德特人小腦較小，對環境變化的適應能力較差。
“尼安德特人的低基因多樣性表明，可能在很長一段時間裏，他們的人口規模較小，而環境挑戰也對他們產生了影響。”Schraiber說，“此外，尼安德特人的DNA樣本顯示，其中一些可能是有益的，但其中大部分可能是中性或對我們有害。”
換句話說，這些接觸對尼安德特人和現代人都產生了不利影響。一方麵，尼安德特人最終滅絕，另一方麵，有研究發現源自尼安德特人的遺傳變異與包括心髒病、動脈壁增厚在內的12種疾病患病風險的增加顯著相關。
“曆史上的基因交流事件通常會產生雙重影響。”加利福尼亞大學默塞德分校考古學家Mark Aldenderfer在接受《中國科學報》記者采訪時表示，“例如，過去500年裏，歐洲人曾通過兩種方式影響安第斯人的基因：歐洲人帶來的流行病殺死了許多安第斯人，降低了現代安第斯人基因的多樣性；但一些幸存者出現了對天花等歐洲疾病耐受的基因，而且這種選擇在當地的現代人群中依然存在。”
無論如何，目前仍有很多懸而未決的問題。Schraiber表示，這項研究清楚地表明了人們應該尋找什麽：如果我們找到大約6萬到4萬年前更古老的人類DNA，應該能夠看到多重混合的直接證據。
相關論文信息：DOI: 10.1038/s41559-018-0735-8

(责任编辑：奧田民生)