我们知道,现代人(智人,Homo sapiens)在世界范围内的扩张,始于尼安德特人(Neanderthals)灭绝之前。大约4万年前,在欧亚大陆西部生活了数十万年的尼安德特人,让位给了来自非洲的智人。这种替换不是突然发生的,这两个物种共存了数千年。在基因组测序和比较分析学的帮助下,科学家已经确定,尼安德特人和智人曾经杂交,导致尼安德特人的DNA也渗透到了智人的基因组中。
在今天的欧亚人口中,仍存在约2%的尼安德特人DNA。不过,这一比例在欧亚的不同地区之间也略有不同,因为尼安德特人的DNA在东亚人口的基因组中的渗透,要略高于欧洲人口的基因组。一直以来,这种不同一直被认为是自然选择的结果。人们普遍认为,自然选择会对亚洲人口和欧洲人口中的尼安德特人基因产生不同的影响。
在发表于《科学进展》杂志的一项研究中,一个研究团队探讨了解释这种差异的另一个假设,他们分析了智人基因组中的尼安德特人DNA在过去4万年里的分布,揭示了智人和尼安德特人在时间和地理空间上的微妙变化。
进化学家Mathias Currat是这项研究的通讯作者之一,在他之前基于计算机模拟的工作中,他提出了另一种解释这种差异的解释:他认为当迁徙人口与当地人口杂交时,在他们共同居住的地区,当地人口的DNA比例,往往随着与迁徙人口的出发点的距离而增加。在智人与尼安德特人的案例中,它意味着离智人的起源地(也就是非洲)越远,尼安德特人的DNA渗透比例就越大。
为了验证这一假设,研究人员使用了哈佛医学院提供的一个数据库,其中包括过去4万年来生活在欧亚大陆的4000多个个体的基因组。研究人员将关注点主要集中在欧洲人口上,这是因为这项研究需要将基因组数据与考古发现的骨骼以及DNA信息相结合,而欧洲进行了大量这样的考古发掘工作。
统计分析显示,在智人从非洲扩张之后的一段时间里,在旧石器时代生活在欧洲的狩猎采集者的基因组中,尼安德特人的DNA比例略高于生活在亚洲的人的基因组。这一结果与目前的情况相反,但与古生物学数据一致,因为尼安德特人的主要存在于欧亚大陆西部。
接着,在随后的10000年前到5000年前,也就是从旧石器时代向新石器时代过渡的期间,或者说从狩猎采集的生活方式向农耕生活方式的过渡期间,欧洲人口基因组中的尼安德特人DNA的比例有所下降,导致其比例略低于亚洲人口,正如目前所观察到的情况那样。这一时期刚好对应于,来自安纳托利亚(土耳其西部半岛)和爱琴海地区的首批农夫来到欧洲的时期,他们所携带的尼安德特人DNA比例比同时期居住在欧洲的人口要低。
通过与欧洲人口混合、杂交,欧洲人口基因组中的尼安德特人的DNA占比,受到了来自安纳托利亚农夫的基因组的“稀释”。研究人员表示,通过将对古基因组的分析与考古数据相结合,科学家得以对杂交物种的不同历史阶段进行追踪。以新研究为例,利用这种方法得到的统计分析结果,进一步地帮助了我们了解这两个物种的共同历史。
此外,他们现在已经有了足够多的数据,来对史前某些时期的智人基因组中的尼安德特人DNA的百分比进行越来越精确的描述。因此,这项工作可以作为未来研究的参考,更容易地检测出偏离平均水平的基因图谱,从而揭示潜在的有利或不利影响。