中国科学家领衔在《科学》发文 古DNA系统揭秘人

  中新社北京9月24日电 (记者 孙自法)2021年是人类全基因组草图发表20周年。国际著名学术期刊《科学》为此推出“人类基因组计划第一份草图发布20周年”特刊,邀请国际上相关领域前沿团队撰写在人类基因组计划出现后的重要进展。

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)付巧妹研究员受邀领衔关于古DNA领域的发展以及前沿研究综述。北京时间9月24日凌晨,《科学》特刊发表她领导团队完成的“篆刻在古DNA中的人类演化史”综述论文,对过去十余年来古人类基因组学研究的发展进行系统梳理,解析、揭秘人类进化密码。

  古老型人类——已灭绝的现代人近亲

  2010年,科学家对尼安德特人和丹尼索瓦人这两种古老型人类的全基因组的成功测序,从分子生物学角度揭示了这两个现代人“近亲”的遗传信息。尤其是丹尼索瓦人,由于当时化石证据的缺乏,他是第一个,也是目前唯一一个,仅仅由古DNA证据揭示的新古老型人类。他们在约55万年前与现代人分离后,陆续又与除非洲人群外(近来有研究提出非洲人群可能也存在与古老型人群的混合)的现代人群发生多次混合。混合的结果不仅导致多个现代人群基因组中不同程度地残留有古老型人类的DNA片段,还使得尼安德特人的线粒体基因组和Y染色体在约37万-22万年前被现代人取代。

  论文通讯作者付巧妹指出,古DNA研究还发现数个现代人和古老型人类混合后不久产生的后代,以及一个丹尼索瓦人和尼安德特人“夫妻”的孩子。“这些发现让我们明确,至少在人类漫漫50万年的历史长河中,这些古老型人类和现代人其实比我们预想得更加亲近且交流更加频繁”。

  早期现代人格局——古老而多样化的人群

  尽管遗传学证据支持现代人起源于非洲,但目前还没能构建出统一的模型。在摩洛哥发现的、距今约31.5万年的化石是目前最古老的具有部分现代人形态特征的人类化石。约25万至20万年前,5个非洲人群在短时间内分离,为非洲的狩猎采集者、农业游牧人群以及非洲外人群提供了祖源成分。大约在8万-6万年前,东非、西非和非洲外人群的祖源人群之间发生了一系列的分离事件。

  论文共同第一作者、中科院古脊椎所特别研究助理刘逸宸介绍说,在欧亚地区分布的早期现代人群存在多个支系。有些人群对现代的人群没有可检测到的遗传贡献,还有些人群和现代的人群有关。这些人群发生交流、迁徙,形成更精细的人群结构。尽管目前对欧亚早期现代人群的认知还较为有限,但古DNA研究不断充实着这些人群历史的细节。

  末次盛冰期——人类史上的一次挑战

  论文另一位第一作者、中科院古脊椎所毛晓伟副研究员称,末次盛冰期是距今最近的极寒冷时期,在这段时期的欧亚大陆发生了一系列的人口变化。在欧洲,以比利时约3.5万年前的戈耶特(Goyet)Q116-1个体为代表的的遗传成分可能在大区域被取代,在末次盛冰期快结束时重新扩张。

  在亚洲,田园洞人和AR33K的遗传成分曾广泛存在,然而末次盛冰期之后,早期东亚北方人的遗传成分开始出现,这说明东亚北部有些人群可能在此期间发生了更替。在北亚,也发生了晚期人群遗传成分的变化。

  此外,人类也在逐步适应这段严寒环境。例如,使东亚人产生区别于欧洲人特征的EDAR基因的变异最晚从末次盛冰期末开始出现并且频率升高,支持了该变异可能可以在低紫外线环境中增加母乳中的维生素D以提高幼儿的存活率的假说。

  近万年演化史——逐步形成全球人群格局

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