尼安德特人和智人有没有后代?白黄种人体内有的尼安德特人基因

红尘 未解之谜 2019-01-23 08:38:01 0 0

  近期,科学家又发现了一段早期人类与尼安德特人进行种间交配的时期。这再次证明,历史上不同的早期人类物种间发生性行为是十分稀松平常的事情,除了纯种非洲黑种人体内没有尼安德特人的基因,欧洲白种人和亚洲黄种人体内都有1%-4%的尼安德特人基因!

  塞尔希·卡斯特利亚诺(Sergi Castellano)是德国莱比锡城马克斯·普朗克演化人类学研究所的人口遗传学家。他认为:“随着越来越多的古人类和早期现代人被找到并测序,我们将会看到更多的种间交配行为。”

  通过分析尼安德特人基因组中的智人DNA痕迹,卡斯特利亚诺的团队发现了最新的种间交配证据,大约发生于10万年前。

  该尼安德特人基因提取自西伯利亚某洞穴中发现的一块脚趾骨。

  卡斯特利亚诺告诉我们:“人口遗传学研究圈内有一句笑话——种间交配现象是发现不完的。”

  在研究人员发现下一个证据之前,让我们先来简单了解一下他们从古DNA研究中已经推断出的几次种间交配事件吧。

  1、早期现代人与尼安德特人

  最新的发现来自于对一名女性尼安德特人基因组的重新分析,她的基因组序列比其他尼安德特人标本上的更加精确和完整。科学家在其中发现了晚期智人的DNA片段,这正是由于种间性行为而获得的。该行为可能发生在中东地区。

  卡斯特利亚诺及其团队将其研究成果发表在《自然》杂志上。文章提出,大约在10万年前,该女性的祖先——一小群从欧洲迁徙到亚洲的尼安德特人,遇到了一波最早离开非洲的智人。这些早期现代人的身份仍是一个谜团,但我们已在以色列的斯虎尔(Skhul)和卡夫扎(Qafzeh)洞穴发现了大约10万年前的晚期智人遗骸。

  与之类似的,还有发现在中国南部洞穴中的早期人类牙齿化石,这些遗迹都可以代表早期人类离开非洲的旅程。但这些种群究竟是否有后代遗留至今,目前仍未可知。

  2、人类与尼安德特人

  人类与尼安德特人进行交配的第一份决定性证据来自对一套尼安德特人基因草图的分析结果。该基因组主要来自在克罗地亚发现的古人类遗骸。这些种间交配的结果就是,非洲以外的人类基因组上会携带少量(1~2%)尼安德特人的DNA。随着离开非洲的人类与当地的尼安德特人会面,这两个种群很可能在5~6万年前的中东发生接触。

  在更近些时候的东欧,两个种群可能也发生了种间交配的现象。来自4万年前罗马尼亚的人类骨骼证据显示,该个体的祖上可能有尼安德特人。同时,部分研究人员认为,东亚人的祖先可能是尼安德特人的远亲,这也使他们具有比欧洲人略多的尼安德特人血统。   

  3、人类与丹尼索瓦人

  尼安德特人并不是唯一与智人通婚的古人类族群。丹尼索瓦人是在西伯利亚阿尔泰山南部附近一个洞穴中发现的古人类种群,其足迹可能曾经遍布亚洲,因而具有充分的机会与当地的人类通婚。巴布亚新几内亚和大洋洲其他地区的人类也携带丹尼索瓦人的DNA碎片,就像东亚人一样。有些序列已被证明对人类有益,比如帮助西藏人适应高纬度的基因突变很可能就遗传自丹尼索瓦人。

  4、尼安德特人和丹尼索瓦人

  尼安德特人和丹尼索瓦人都曾在某段时间居住在丹尼索瓦洞穴中。他们之间也发生过通婚现象,可能出现在5万年前的亚洲。科学家对这两者的种间交配所知甚少,但它很可能使丹尼索瓦人具有了尼安德特人的某些免疫系统基因。

  5、丹尼索瓦人和“谜样的人种”

  最具有神秘色彩的种间交配事件发生在丹尼索瓦人和人科中一个谜样的种群。该种群可能在几百万年前就已离开非洲。这个谜样的种群可能是亚洲直立人(约10万年前生活在印度尼西亚)的一个支流,也可能是弗洛瑞斯人(十多年前发现在印度尼西亚岛屿上的“霍比特人”)的亲戚。

  2013年,当研究人员在学术会议上介绍该神秘发现时,一位演化遗传学家告诉《自然》杂志:“我们研究的是一个《指环王》式的世界,世界中有多种人类族群。”

  尼安德特人和智人的区别

  尼安德特人

  尼安德特人(Homo neanderthalensis),简称尼人,也被译为尼安德塔人,常作为人类进化史中间阶段的代表性居群的通称。因其化石发现于德国尼安德特山洞而得名。尼安德特人是现代欧洲人祖先的近亲,从12万年前开始,他们统治着整个欧洲、亚洲西部以及非洲北部,但在两万四千年前,这些古人类却消失了。

  2009年,尼安德特人基因组图发布。2010年,有一项为尼安德特人基因组测序的研究结果表明:就现代分布于亚欧的人类(non-african)而言,有1%∼4%的尼安德特人DNA。 2014年2月,根据考古学家们公布的一项研究结果,发现尼安德特人的DNA序列和现代人类的DNA序列非常相似。

  智人 (生物学分类中人属中的一个“种”)

  智人,生物学分类中人属中的一个“种”,为地球上现今全体人类的一个共有名称。

  智人的学名Homo sapiens来自拉丁语,其中Homo的意思是“人”,sapiens的意思是“智慧”。Homo sapiens的意思就是“智人”。

  关于智人最早出现在地球上的时期有各种不同的推测,通常认为是在大约20万年前。关于起源地点,科学界的观点也不一致。通过分析化石和DNA(脱氧核糖核酸),比较有说服力的观点是认为人类起源于东非。

  从生物进化的观点看,20万年只是很短的时间。就是在这很短的时间里,智人达到了令人瞠目结舌的繁荣。从热带到南北两极,全世界凡是有陆地的地方基本上都有人类居住。一种动物的分布如此之广,唯有我们智人。

  智人在诸如大河流域这样的地方建筑城市,在世界的不同地方发展出文明。如今的智人,甚至已经在设想到宇宙空间去居住。这样的高度繁荣,除了人类,地球上没有其他的动物。   

  尼安德特人特征

  尼安德特人身高1.5~1.6米。颅骨容量为1200~1750 cm³。现代人的则为1400~1600cm³。身体的特征为,额头平扁(就是说眉弓到发际线的距离比现代人短得多)。下颌角圆滑,下巴并不像现代人那样前突。骨骼强健,有着耐寒的体格,具体就是肱骨与尺挠骨的比例,以及股骨与胫骨腓骨的比例比现代人大,这是典型的适应寒冷气候的解剖特征。他们生活在欧洲,肤色应该是浅色的。

 

  欧洲最后一个(玉木)冰期是在大约1万~7万年之前,已经发现的最多和最为完整的尼安德特人骨骼遗骸就是这个时期的。这些遗骸使我们对尼安德特人的相貌特征和习惯有所了解。尼安德特人身材短小、敦实和健硕。尽管他们的颅壳长、浅、宽而且后部扁平,但脑容量却等于或超过现代人。他们的眶上嵴大,牙齿也大,颧骨较小,胸部较宽,四肢粗笨,手和脚也比较大。比起现代人,尼安德特人走路的方式显得更不对称而且横向。

  尼安德特人狩猎

  关于尼人的形态,根据对典型尼人如圣沙拜尔人、费拉西人、肯纳人、阿木德人和塔邦人的观察,有以下主要特征:头骨低长和眉脊发达近似于直立人,但其枕骨较为圆隆,不似直立人的明显的呈角状转折。脑量略大于现代人的平均值,但绝不意味尼人的智力高于现代人,而可能与尼人的肌肉较为结实有关。尼人的面部较为特别,中面部尤其是鼻部明显向前突出,许多人解释为这是对寒冷气候的适应。尼人的牙齿的位置非常居前,以致于第三臼齿与下颌支之间出现一较阔的间隙。颧骨倾斜地向后转折,而非现代人之“高颧骨”那样的角度。肢骨比现代人粗壮,关节面大,反映了尼人庞大的身体结构和厚实的肌肉。现代的研究表明,尼人的大腿和前臂呈略呈弓形的弯曲,但其步态仍类似于现代人,而非过去步勒所说的弯腰、屈膝和用脚外缘着地的姿势。

  智人特点

  捕猎能手

  一个多世纪以来,智人的起源是人类进化研究中带有根本性的重大问题。许多科学家认为,智人与人类更原始的祖先一样,发源于非洲。但也有科学家提出,智人是在世界不同地区分别发展起来的。

  此前,科学家已经在非洲发现了大量几百万年前的原始人类化石,但却未在非洲找到处于智人起源的关键阶段,即约10万到30万年前之间,生存年代明确的智人的化石。新发现的智人化石填补了这个空白,与分子生物学的预测结果比较吻合,对人类祖先发源于非洲的假说是一个重要支持。在这些头骨化石出土的地点,还发现了很多河马、羚羊等动物的骨骼以及多种相当先进的石器。这表明被发现的智人曾是捕杀动物的能手,其食物中肉类的比例较高。

  怀有情感

  科研人员还发现,部分智人的头骨上有刀痕,智人儿童的头骨还有着格外明显的光泽,像是经常被触摸,并可能曾用作装饰品或器皿。科学家提出,这意味着当时的智人可能以某种仪式保存了儿童的骨骼以留作纪念。这可能是人类对死亡产生某种认识和感情反应的最早例证,其他动物不会具有这样的复杂行为。

  根据科学家的说法,智人在躯干与四肢骨骼上的特征是:充分适应于直立姿态,走路时两足交替跨步。至于出现时间还有一种说法:早期智人可能在35万年前出现于东南欧,约20到25万年前出现于西欧,约13万年前出现于东非。以后,在欧洲其他地方,地中海沿岸,中国以及远东地区都有智人出现的踪迹。   

  早期智人

  原称“人属尼安德特种”,简称“尼人”,相当于以前划分的古人阶段。这个时期的人类与现代人更为接近,但仍带有许多原始性质。不仅会保存天然火,还学会了人工取火。其生存年代大约距今二三十万年到五万年前,属于地质学上更新世中期后一段到更新世晚期前一段,相当于考古学上的旧石器时代中期。中国的马坎人、长阳人和丁村人均属于尼人。尼人的平均脑容量为1350毫升。

  现代生物学把尼人和智人分为两个不同的种,是平行关系。于4万年前灭绝。智人成为人亚科硕果仅存的物种。

  晚期智人

  原称“智慧的人”,简称“智人”,相当于以前划分的新人阶段。这个时期的人类除有某些原始性外,基本上和现代人相似。文化上已有雕刻和绘画艺术,出现了装饰品。生存年代大约五万年前开始,直到现代。属地质学上更新世后一阶段到全新世,相当于旧石器时代后期到现代。晚期智人通常也叫做现代人,但现代人的概念,还是以指新石器时代以后的人类,即距今约一万年前至现在的人类为宜。

  尼安德特人为什么灭绝:气候变化

  现代人的祖先在某些生物特征上全面优于尼安德特人,逐步取代了他们。由于气候相对温和,动植物资源丰富,伊比利亚半岛成为尼安德特人最后的大本营。然而,直布罗陀的尼安德特人未能坚持多久,便迅速走向灭亡,只留下少量石器和篝火残余。从1856年发现第一具尼安德特人化石以来,科学家就一直为这群早期人类从何而来、在人类谱系上处于何种位置而争论不休。

  尼安德特人为什么灭绝:变种

  一种理论认为,尼安德特人是当今人类的一个古老变种,他们逐步进化或被欧洲现代智人同化为现代人类;另一种理论认为,尼安德特人是一个与现代人类完全不同的物种(H.neanderthalensis),现代人类进入他们的领地后,很快就将他们消灭了。 但过去十年,因为两个重要发现,这场争论的焦点——尼安德特人与现代人类有过交合还是战争——发生了转移。很多科学家希望通过分析尼安德特人的DNA,他们能发现尼安德特人与现代人类交合的证据,从而弄清楚这两个群体是否发生过显著融合。

  然而这样的证据至今未曾发现。在另一项研究中,科学家利用改良型年代测定技术发现,4万多年前,现代人类进入欧洲大陆后,尼安德特人没有迅速消失,而是继续存在了近1.5万年——根本不是“闪电战”理论设想的那样,现代人类迅速取代了尼安德特人。 这些发现促使科学家更谨慎地看待其他可能导致尼安德特人灭绝的因素。各种研究暗示,尼安德特人的灭绝可能是各种环境压力综合作用的结果。

  尼安德特人和智人是否交配过?

  智人并不是出现在尼安德特人之后,我们与尼安德特人之间在时间域上至少存在约3万年的交集,关于现代智人和尼安德特人之间是否有性接触并产生后代的问题一直是人类学界争议不决的问题。

  左边为尼安德特人模拟复原图,右边为现代智人

  在DNA测序技术未进入遗传学之前,我们普遍认为跨物种之恋会无果而终。大多数知识会告诉我们,人类的进化过程是一个直线,从最开始的爬行猿类,到最终的现代直立智人,我们与尼安德特人是不同的物种,不可能产生后代。然而,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹博士采用DNA测序技术成功证明了智人曾经与尼安德特人结合产生了后代。   

  根据媒体报道,付巧妹博士和她的同事对罗马尼亚洞穴中发现的4万年前的人类下颌骨“Oase man”进行了基因测序。由于“Oase man”比乌斯季伊希姆人的年代更近,研究人员推测,其染色体中的尼安德特DNA片段要比后者短。然而,研究结果却显示,“Oase man”染色体中的尼安德特DNA不仅比后者多,还比后者长。这就意味着,“Oase man”的曾曾外祖父母可能是个尼安德特人…付巧妹认为,这样的结果表明现代人类和尼安德特人之间有性接触并育有下一代,而且产生性接触的时间段很长。

  今天我们将通过科学家对黑猩猩与倭黑猩猩的研究,来分析跨物种之恋对于自然界产生的巨大进化力量。

  此前,根据科学家们对黑猩猩与倭黑猩猩的DNA研究显示,二者同属于黑猩猩属但却分属不同物种的两种猿类,换句话说,这是猿类的两个不同物种,与智人和尼安德特人的关系相似。DNA研究显示,黑猩猩和倭黑猩猩在过去某个时间段曾有过“跨物种之恋”,并通过交配的方式互换基因。

  科学家辅助海关工作 意外发现黑猩猩与倭黑猩猩的关系

  每年,数以千计的黑猩猩在中非和西非的森林中被捕捉,然后被运到亚洲和中东地区充当宠物或进入动物园,供人娱乐。其中,大多数黑猩猩刚出生没多久,许多会死于途中。在偶然情况下,这种濒危物种会被海关发现并没收,可是接下来他们就不知如何处理。毕竟这些黑猩猩没有机票或标志,根本不知道应被送回哪里。

  著名歌星迈克尔·杰克逊与其收养的黑猩猩

  然而,非洲黑猩猩也有独特的DNA,可以据此被分为四个亚种,分别是西部黑猩猩、中部黑猩猩、尼日利亚-喀麦隆黑猩猩以及东部黑猩猩,每种黑猩猩都生活在非洲不同地区。通过分析65对基因组,就可以确定黑猩猩的大致生存范围。以中部和东部黑猩猩为例,你可以计算出50公里范围内的黑猩猩所属,不仅可确定它们生存在哪个国家,甚至是哪片森林都知道。

  现在,科学家们正希望利用这些发现,帮助海关人员将没收的黑猩猩送回家乡。与此同时,这些研究也让他们有了意外发现。在研究中部黑猩猩基因组时,科学家发现似乎来自倭黑猩猩的基因组。

  倭黑猩猩是猿类近亲,通常体型较小,性情温和。最初,研究人员以为这是个错误,但经过深入研究,他们发现这是真的。

  研究人员最终证实,中部黑猩猩拥有倭黑猩猩的部分DNA。尽管比例很小,还不到1%,但却真实存在。这意味着,这两种猩猩在过去的某个时间段曾有过跨物种相恋的经历。倭黑猩猩与黑猩猩在160万年到210万年前分为2个物种,但它们并非总是保持独立。科学家们推测,在20万年到55万年前,这两个物种肯定存在交配和基因交换现象。当时,中部黑猩猩与东部黑猩猩已经分为不同的亚种,中部黑猩猩依然携带着东部黑猩猩的部分遗传基因。这种杂交并非只与兼容性有关,还与进化机会相关。

  历史有其必然性 黑猩猩与倭黑猩猩终相遇

  倭黑猩猩生活在刚果民主共和国境内,这里的刚果河将它们与中部黑猩猩分隔开,同时将东部黑猩猩隔离开。刚果河的形成很可能是黑猩猩与倭黑猩猩首次分离的地方,迫使它们进入不同的森林,并阻止它们相见。刚果河成了巨大的天堑,因为黑猩猩和倭黑猩猩都不会游泳。

  刚果河

  但在历史上,刚果河的部分水域可能水位较浅,促使曾经分离的两个黑猩猩群体重新相遇,并发生杂交现象。科学家希望将这种基因交换与中非古老的气候变化联系起来。他们还计划对更多倭黑猩猩进行基因组排序,目前仅排序了10只倭黑猩猩。他们仅在黑猩猩基因中看到倭黑猩猩的DNA,而未在倭黑猩猩基因中看到黑猩猩的DNA。   

  黑猩猩进化之路反映出人类进化模式

  这些发现也反映出人类的进化模式。一直以来,科学家认为所有现代人都起源自非洲。2010年,遗传学技术成功证明了这一点,并证明其中少部分DNA甚至来自穴居人;随后,科学家成功证明澳大利亚土著人继承了丹尼索瓦人(早期人类,已灭绝,英文名Denisovans)的部分基因;中国科学家付巧妹采用更先进的DNA测序技术证明了前文的所述的情况:智人与尼安德特人曾经发生过性关系并产生了下一代。

  人类学理论和遗传学DNA基因测序相互印证,我们的祖先离开非洲后,扩散到世界各地。他们与其他生活在亚洲和欧洲的早期人类碰面,交配,从而获得这些早期人类的基因。现在,我们可能携带穴居人、丹尼索瓦人以及尼安德特人的基因。基因从一个物种传到另一物种身上的现象被称为“基因渗入”(英文名Introgression),这让我们了解人类历史变得更加复杂。

  物种起源就像一个分裂过程,一个族群分裂为两个不同的族群,创造出不同的家族树分支。这似乎是人类进化的共同主题。举例来说,人类与黑猩猩分离后,我们用了漫长时间交换基因(通过交配),然后永久性分离。黑猩猩与倭黑猩猩显然也是如此,不同的黑猩猩物种之间依然在交换基因。这意味着,它们不只是被动地 顺着地理界线漂流。相反,很可能是自然选择促使它们分离,以便适应了当地疾病或环境挑战。

  谁与人类关系更近?有科学家主张把人类看作第三类黑猩猩

  人类的祖先与黑猩猩的祖先在大约在500万到600万年前分家,走上独立的进化之路。前者产生了人类,后者则演变成黑猩猩和倭黑猩猩。这两类黑猩猩都生活在非洲森林里,喜欢群居,有着相当复杂的社会结构,甚至会集体狩猎。它们是与人类血缘最近的动物,也是当今除人类之外现存智力水平最高的动物之一。有少数科学家主张将它们从黑猩猩属中分离出来,与人属划归一属。甚至有极少数学者认为,在某种意义上,人类就是第三类黑猩猩。

  人类曾经认为自己是唯一具有情感、道德和文化的生物。但随着对黑猩猩的研究越来越深,显然这并不完全正确。许多科学家现在相信,所有这些一度被认为是人类独有的特征特质,也在黑猩猩身上发现。很多时候,黑猩猩可被视为 “简化版、原始版的人类”。   它们懂得制造和使用简单工具,比如折取草叶伸进白蚁巢穴引诱美食上钩,它们也拥有感情,会为亲属的死亡感到悲伤,会慰问死者的兄弟,它们有自我意识,照镜子时知道里面那个家伙正是自己;甚至还有移情能力,懂得设身处地揣测其它生物的想法。

  此外,黑猩猩还有语言天赋。经过语言培训后,有的黑猩猩能听懂几千个英文单词,并能借助键盘等工具“说话”。黑猩猩与人类幼儿在智力上非常接近,显然比外表的相似程度更高。 或许可以这样说,人类进化的全过程,黑猩猩或许全看在眼里。

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