我们身上流淌着哪些远古人类的基因?

作者: 漆黑的师兄

来源: 中国科普博览

发布日期: 2022-06-09 13:47:30

本文探讨了现代人类基因中留存的远古人类基因,特别是尼安德特人和丹尼索瓦人的基因。文章详细分析了这些基因的来源、影响以及它们在现代人类中的分布情况。

人属是灵长目人科的一属,现存的智人,也就是我们人类,是这个属唯一幸存的物种。从最初的南方古猿到现代智人,中间出现了许多过渡物种。不得不提到是三个物种,丹尼索瓦人,尼安德特人和古现代人(智人)。丹尼索瓦人、尼安德特人和智人在进化上联系最为紧密,数据表明现代人的祖先智人,曾在很长时间内与丹尼索瓦人、尼安德特人在同一片大陆上一起生活。这三个亚种的人,都曾在远古时代繁盛,并且彼此之间联系密切。

然而,最终只有智人成功活了下来,进化成现在的人类。越来越多的证据表明,现代人的基因组中仍然留存着许多尼安德特人和丹尼索瓦人的基因。这一切都要归功于近年来考古学和现代分子生物学测序的发展,为研究人员提供了三个古人种的相对丰富基因组信息。尼安德特人和现代人类一样甚至有完整的全基因组信息。从这些基因组的比对信息中,我们可以看到已经灭绝的尼安德特人、丹尼索瓦人与现代人之间密切的联系。

在科学家描绘的人类进化史中,非洲智人(现代人的先祖)在走出非洲以后,遇到了生活在古欧洲的尼安德特人。随后两个种群发生了混乱的(种)群居生活,形成了过渡种群。但由于尼安德特人在遗传上的劣势,最终灭绝了。同年《自然》杂志的一篇文章,发表了尼安德特人的全基因组信息。

基因比较分析发现,非洲以外的大多数现代人(包括欧洲、亚洲、美洲及大洋洲人)的基因有至少1至4%源自尼安德特人,而撒哈拉沙漠以南的非洲现代人则没有这些基因。丹尼索瓦人大约有3%-6%(0.2%存在于亚洲人基因组)的基因最终留存在现代人类基因组中,而尼安德特人则有约1.5%-2.1%。在欧洲,也确实发现了不少古代人种,其遗传信息与尼安德特人有不同程度的相似,相似对最高的可能有8%,少的可能只有1%。

同样地,在已经灭绝的尼安德特人体内,也发现了浓度在1%-7%的古现代人的基因。这些数据来源于2016年阿尔泰山脉的一处尼安德特人洞穴,距今约10万年。

2016年《科学》杂志上的一篇文章细致分析了现代人中含有的尼安德特人基因。这些基因包括但不限于影响抑郁症、情绪、肥胖、皮肤损伤、对烟草的偏好等基因。

比如,SLC35F3基因编码维生素B1运载体,研究表明SLC35F3基因是高血压致病和血压升高的潜在基因之一。STMI1基因编码Ca2+离子感受蛋白。可能与早期造血,免疫缺陷,外胚层发育和管状聚合肌病缺陷相关联。SLC6A11基因编码的蛋白则用于运输重要的神经递质GABA。这与人类的情绪控制等息息相关。还有一个控制皮肤表皮细胞发育的基因,可调节角质细胞的发育。

这个基因能帮助皮肤适应不同的气候特点和紫外线照射。

丹尼索瓦人和尼安德特人之间的关系更为密切。在2018年,研究人员发现一个古人类幼儿的头盖骨,基因测序发现,她是一位女孩,一半基因属于丹尼索瓦人(父亲),一半属于尼安德特人(母亲)。不知道这位女孩是不是最早的混血儿。丹尼索瓦人的基因也存在于现代人基因组中。

巴布亚新几内亚的现代美拉尼西亚人中有约5%基因与丹尼索瓦人相同,可能是美拉尼西亚人的祖先在亚洲东南部与丹尼索瓦人相遇并通婚,然后美拉尼西亚人的祖先来到巴布亚新几内亚。2014年发表在《自然》杂志的文章发现藏人和夏尔巴人的高海拔基因源自丹尼索瓦人。一个国际团队测序了40名藏人和40名汉人的EPAS1基因,藏人和汉人的祖先在大约2750年到5500年前分离。

他们发现,EPAS1的一个不同片段在其他人类身上无法找到。他们随后比较了已灭绝人类近亲尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA序列,确认基因是源自丹尼索瓦人。EPAS1所表达的蛋白是一个转录因子的组成部分,该转录因子介导一些受氧气调控基因的表达,特别是低氧(缺氧)环境下。该蛋白包含一个碱性螺旋-环-螺旋蛋白二聚化结构域,此结构域也常见于其它氧应激相关信号通路蛋白。

EPAS1涉及胚胎心脏的发育,并在脐带的血管壁内皮细胞中表达。EPAS1维持儿茶酚胺类物质在胚胎早期发育中的稳定,以防止心脏衰竭。

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