基因变异导致尼安德特人与智人混血后代面临生存危机。最新研究表明,尼安德特人与现代人类之间致命的基因不相容性可能加速了古老亲族的灭绝。
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研究人员发现,与红细胞功能相关的基因不同版本可能导致尼安德特人与智人混血女性发生胎儿流产。当尼安德特人与早期现代人类约4.5万年前在欧亚大陆相遇时,“他们不仅进行了基因交流,可能也传递了影响两个族群命运的潜在生殖风险。”苏黎世大学进化医学研究所进化病理学与木乃伊研究小组联合负责人帕特里克·艾彭伯格及其同事在9月29日发布于预印本数据库bioRxiv的研究中写道(该研究尚未经过同行评审)。
研究团队重点关注影响红细胞功能的PIEZO1基因 —— 该基因同时存在于现代智人与尼安德特人体内。他们发现尼安德特人与现代人类的PIEZO1基因存在差异。与其它类人猿相似的尼安德特人基因变体使红细胞中的血红蛋白能更紧密地吸附氧分子,而现代智人的新变体则能让氧气更高效地进入周围组织。研究人员推测,尼安德特人保留原始变体可能是因为其有利于在极端寒冷和饥饿环境中生存。
但当母体血液中与血红蛋白结合的氧气异常偏高时,通过胎盘输送给胎儿的氧气水平就会偏低,可能导致胎儿缺氧、发育受限或流产。由于PIEZO1基因变体的遗传特性,这种不相容性仅会在混血尼安德特人母亲与现代人类父亲或混血父亲结合时显现。
研究人员写道:“许多后代将无法存活。”这意味着尼安德特女性传递线粒体DNA(存在于卵细胞中由母系遗传)的能力会减弱。研究指出,经过数代通婚,这可能严重损害混血尼安德特人的生育能力。“当两个群体交互时,PIEZO1基因不相容性可能通过逐步侵蚀尼安德特人的生殖能力而加速其消亡。”
未参与该研究的维多利亚大学旧石器时代考古学家艾普丽尔·诺埃尔通过邮件告诉生命科学网,这项研究为尼安德特人灭绝之谜补充了关键环节 —— 即妊娠期母胎氧传输不相容问题。“有趣的是,这个曾经可能拯救过尼安德特人的基因变体,当他们开始与现代人类通婚时,反而成了灭绝的导火索。”
威斯康星大学生物人类学家约翰·霍克斯(未参与研究)在邮件中指出,PIEZO1基因的母胎不相容性非常引人关注,类似于现代人类Rh因子不相容等遗传性血液疾病。“这是古人类基因变体产生不良效应的众多案例之一,导致其在现代人群中出现频率逐渐降低。”
但PIEZO1基因并非尼安德特人灭绝的最终答案。霍克斯强调:“对于现代人类进入古人类栖息地并与之长期复杂互动的过程,不存在单一基因的解释。”艾彭伯格团队在研究中强调,尼安德特人与现代人类的杂交影响可能是长期而细微的 —— “更类似锈蚀侵蚀结构而非单一灾难性打击”,需要沿此方向开展更多研究。“值得思考的是,基因组中还有多少其他位点可能同样引发了杂交不相容性问题。”
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