有证据表明现代人类起源于两个长期分离的祖先群体

科学家发现的证据表明，现代人类起源于两个长期分离的祖先群体，而不仅仅是一个。这次基因重聚重塑了我们这个物种，引入了可能影响大脑功能的关键特征。与尼安德特人的杂交不同，这次古老的事件贡献了我们DNA的很大一部分。

现代人类并非源自一个祖先种群，而是至少两个祖先种群，早在现代人类遍布全球之前，这两个祖先种群就分离了，后来又重新联系在一起。

剑桥大学的研究人员利用基于全基因组序列的高级分析，发现现代人类是大约 150 万年前分化的两个古代种群基因混合的结果。大约 30 万年前，这两个种群重新融合，其中一个种群贡献了现代人类 80% 的基因构成，另一个种群贡献了 20%。

过去二十年来，人类进化遗传学的主流观点是，智人最早出现在大约 20 万至 30 万年前的非洲，并且来自同一个血统。然而， 《自然遗传学》杂志报道的最新结果揭示了一个更为复杂的故事。

“我们从哪里来这个问题几个世纪以来一直让人类着迷，”论文第一作者、剑桥大学遗传学系的特雷弗·考辛斯博士说。“长期以来，人们一直认为我们是从单一连续的祖先谱系进化而来的，但我们起源的具体细节尚不确定。”

“我们的研究清楚地表明，我们的进化起源更加复杂，涉及不同的群体，这些群体分别发展了一百多万年，然后又回来形成了现代人类物种，”共同作者、遗传学系的理查德·德宾教授说。

虽然早期研究已经表明，尼安德特人和丹尼索瓦人（两种现已灭绝的人类近亲）在大约 5 万年前与智人杂交，但这项新研究表明，早在这些相互作用之前（大约 30 万年前），就发生了更为大规模的基因混合。与尼安德特人的 DNA（约占非洲以外现代人类基因组的 2%）不同，这一古老的混合事件贡献了该数量的 10 倍，并且存在于所有现代人类中。

研究小组的方法依赖于分析现代人类 DNA，而不是从古代骨骼中提取遗传物质，这使他们能够推断出祖先种群的存在，而这些祖先种群可能没有留下任何物理痕迹。这项研究中使用的数据来自千人基因组计划，这是一项全球计划，对非洲、亚洲、欧洲和美洲的人群进行了 DNA 测序。

该团队开发了一种名为cobraa的计算算法，该算法模拟了古代人类种群如何分裂并随后重新融合。他们使用模拟数据测试了该算法，并将其应用于千人基因组计划的真实人类基因数据。

虽然研究人员能够识别这两个祖先种群，但他们也发现了两个种群最初分裂后发生的一些显著变化。

“在两个祖先种群分裂后，我们发现其中一个种群出现了严重的瓶颈效应，这表明该种群在 100 万年的时间里先是缩小到很小的规模，然后才缓慢增长，”论文合著者、遗传学系的 Aylwyn Scally 教授说。“这个种群后来贡献了现代人类约 80% 的遗传物质，而且似乎也是尼安德特人和丹尼索瓦人分化的祖先种群。”

考辛斯说：“然而，人类群体中的一些基因贡献了我们遗传物质的一小部分，特别是那些与大脑功能和神经处理相关的基因，可能在人类进化中发挥了至关重要的作用。”

研究还发现，从第二个种群遗传下来的基因通常位于与基因功能相关的基因组区域之外，这表明它们可能与大多数遗传背景不太相容。这暗示了一种被称为净化选择的过程，自然选择会随着时间的推移消除有害突变。

除了人类祖先之外，研究人员表示，他们的方法还可以帮助改变科学家研究其他物种进化的方式。除了分析人类进化史外，他们还将眼镜蛇模型应用于蝙蝠、海豚、黑猩猩和大猩猩的基因数据，并在其中一些物种（但不是全部）中找到了祖先种群结构的证据。

“越来越明显的是，物种进化出清晰、独特的谱系的想法过于简单，”考辛斯说。“杂交和基因交换很可能在整个动物界新物种的不断出现中发挥了重要作用。”

那么，我们神秘的人类祖先是谁？化石证据表明，直立人和海德堡人等物种当时生活在非洲和其他地区，使他们成为这些祖先种群的潜在候选者，尽管需要更多的研究（也许更多的证据）来确定哪些遗传祖先对应于哪个化石组。

展望未来，研究小组希望改进他们的模型，以解释种群之间更为渐进的遗传交换，而不是急剧的分裂和重聚。他们还计划探索他们的发现与人类学其他发现之间的关系，例如来自非洲的化石证据表明早期人类可能比以前想象的更加多样化。

“我们今天仅通过观察 DNA 就能重建数十万年或数百万年前的事件，这一事实令人震惊，”斯卡利说。“这告诉我们，我们的历史比我们想象的要丰富和复杂得多。”

编译自/ScitechDaily