古老DNA的新面貌改写人类进化故事
Jenne 自然部落： 在过去十年中，DNA 测序技术和实验室预备方案的最新进展在时间和地理上迅速扩大了古代 DNA 研究的范围。发现包括古代人和现代人之间的相互作用以及现代族群动态，包括那些与末次冰盛期最大值和世界大多数地区的定居历史重合的人。这种新型数据使我们能够检查人类族群动态的过去，并加深对我们现在的理解。古代 DNA 领域的持续发展改变了我们对人类遗传历史的理解，将不断揭开我们进化历史的奥秘。
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这些带有嵌入基因树的种群树显示了突变如何产生核苷酸位点模式。每个基因树的四个分支尖端代表来自四个种群的基因样本：现代非洲人、现代欧亚人、尼安德特人和丹尼索瓦人。在左边的树中，突变（以蓝色显示）由欧亚人、尼安德特人和丹尼索瓦人基因组共享。在右侧的树中，突变（以红色显示）由欧亚人和尼安德特人基因组共享。图片来源：犹他大学的艾伦·罗杰斯
古老DNA的新面貌改写人类进化故事
犹他大学 2017 年 8 月 7 日
数十万年前，现代人类的祖先从一个古老的血统中分化出来，这个血统产生了尼安德特人和丹尼索瓦人。然而，这些群体之间的进化关系仍不清楚。
犹他大学领导的团队开发了一种分析 DNA 序列数据的新方法，以重建古代人类种群的早期历史。他们揭示了一个与现代人类、尼安德特人和丹尼索瓦人的传统智慧相矛盾的进化故事。 （ 参考评论：大多数人类起源故事与已知化石不符）
该研究发现，尼安德特人-丹尼索瓦人的血统在与现代人类分离后几乎灭绝。仅仅 300 代之后，大约 744,000 年前，尼安德特人和丹尼索瓦人就彼此分离了。然后，全球尼安德特人人口增长到数以万计的人，他们生活在分散在欧亚大陆的分散、孤立的人群中。（参考幸运的人类）
“这个假设违背了传统智慧，但它比传统智慧更有意义。” 该研究的主要作者、人类学系教授艾伦 ·罗杰斯说，该研究于 2017 年 8 月 7 日在线发表在美国国家科学院院刊上。
不一样的进化故事
由于只有有限的化石碎片样本，人类学家利用遗传学和统计数据汇总了人类进化的历史。
之前对尼安德特人人口规模的估计非常小——大约 1,000 人。然而，2015 年的一项研究表明，如果将尼安德特人人口细分为孤立的区域群体，这些估计值就不能代表个体数量。犹他州团队认为，这解释了之前的估计与他们自己对尼安德特人人口规模的更大估计之间的差异。（参考古代基因组提供了对尼安德特人家族群体的罕见一瞥）
德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心的博士后研究员、合著者 瑞安·博兰德 说：“查看显示所有事物之间的相关性的数据，该模型并没有预测我们看到的基因模式。”。“我们需要一个不同的研究模型，因此需要一个不同的进化故事。”
该团队开发了一种改进的统计方法，称为legofit，可以解释基因库中的多个种群。他们估计了尼安德特人基因流入现代欧亚人口的百分比、古代人口彼此分化的日期以及他们的人口规模。
DNA 中的家族史
人类基因组有大约 35 亿个核苷酸位点。随着时间的推移，某些位点的基因会发生变异。如果父母将该突变传递给他们的孩子，然后再将其传递给他们的孩子，依此类推，该突变就像盖在 DNA 上的家庭印章一样。
科学家们使用这些突变来拼凑过去数十万年的进化历史。通过沿着不同人群的核苷酸位点搜索共享基因突变，科学家们可以估计群体何时发生分歧，以及对基因库有贡献的人群规模。
“你试图在其他人群中找到这些古代人类的指纹。它只占基因组的一小部分，但它就在那里，”罗杰斯说。
他们比较了四个人群的基因组：现代欧亚人、现代非洲人、尼安德特人和丹尼索瓦人。现代样本来自 1000-Genomes 项目的第一阶段，古代样本来自马克斯普朗克进化人类学研究所。犹他州的团队分析了两三个人类群体中共享基因突变的数百万个核苷酸位点，并建立了 10 个不同的核苷酸位点模式。
反传统智慧
新方法证实了之前的估计，即现代欧亚人共享约 2% 的尼安德特人 DNA。然而，其他发现质疑既定理论。
他们的分析表明，20% 的核苷酸位点表现出仅由尼安德特人和丹尼索瓦人共享的突变，这是一个标记古老群体分化之前时间的遗传时间戳。该团队计算出，尼安德特人和丹尼索瓦人大约在 744,000 年前分离，比任何其他估计的分裂时间都要早得多。
“如果尼安德特人和丹尼索瓦人较晚分离，那么这两个古老样本中应该有更多的位点存在突变，但现代样本中却没有，”罗杰斯说。
该分析还质疑尼安德特人是否只有 1,000 人。有一些证据可以证明这一点；尼安德特人 DNA 包含的突变通常发生在遗传多样性很小的小群体中。
然而，在不同地点发现的尼安德特人遗骸在基因上彼此不同。这支持了该研究的发现，即区域尼安德特人可能是一小群人，这解释了有害突变，而全球人口却相当多。（参考论文简介：多巴超级喷发后的全球气候破坏和区域气候庇护所）
“这个想法是，这些小的、地理上孤立的种群，比如岛屿，有时会相互作用，但从一个岛屿移动到另一个岛屿是一种痛苦。因此，它们倾向于与自己的种群呆在一起，”博伦德说。
他们的分析显示，尼安德特人发展到数以万计的人，他们生活在支离破碎的、与世隔绝的人群中。
“有丰富的尼安德特人化石记录。有很多尼安德特人遗址，”罗杰斯说。“很难想象，如果全世界只有1000个人，会有这么多人。”
罗杰斯很高兴能在其他环境中应用新方法。
“在某种程度上，这是该方法可行的概念证明。这令人兴奋，”罗杰斯说。“我们有非凡的能力以高精度估计事物，远比任何人意识到的要早得多。”
探索
早期尼安德特人的 DNA 为新的现代人类相关的非洲扩散提供了时间表
更多信息：艾伦 ·罗杰斯 等人，“尼安德特人和丹尼索瓦人的早期历史”，PNAS（2017 年）。期刊信息：美国国家科学院院刊
提供 犹他大学
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