透视2022诺奖:人类如何诞生?

作者: 汤波

来源: 返朴

发布日期: 2022-10-03 18:14:54

2022年诺贝尔生理学医学奖授予瑞典生物学家斯万特·帕博,以表彰他发现了与已灭绝古人类和人类进化相关的基因组。文章回顾了人类进化史,特别是现代人类祖先与尼安德特人、丹尼索瓦人等古人类的混交历史,以及这些混交对现代人类基因组的影响。

瑞典当地时间2022年10月3日11时30分(北京时间10月3日17时30分),诺贝尔奖委员会宣布将2022年生理学医学奖颁发给瑞典生物学家、进化遗传学家Svante P??bo(斯万特·帕博),以表彰他发现了与已灭绝古人类和人类进化相关的基因组。今以2019年发表在《返朴》的一篇旧文再度透视2022年诺贝尔生理或医学奖。

在国产科幻电影扛鼎之作《流浪地球》票房突破40亿人民币之际,仍有很多影迷对两个多月前上映的美国奇幻电影《海王》记忆犹新。目前,该电影全球票房已突破11.3亿美元,其中中国市场贡献约3亿美元,跻身全球历史上最卖座的电影前20强。

在《海王》讲述的故事里,亚特兰蒂斯女王和美国一个灯塔看守人相恋后生下一个男孩亚瑟,亚瑟在媚拉公主的帮助下,对抗意欲统领海洋、吞并陆地的弟弟奥姆,最后打败强大的奥姆,成为统领七海的海王。

自从奥地利神父、现代遗传学之父格雷戈尔·孟德尔通过豌豆实验发现了这一生命遗传规律以来,遗传学家和育种学家已培育出一系列杂交作物和动物新品种,杂种俨然成为农业生产的主力军,正是这些杂种养活了地球上如此庞大的人口和无数的家养动物。植物和动物自不消说,就是人类自己,也得益于杂种优势,才得以繁荣演进,成为地球的主宰。

在大约700万年前的非洲某处,人类的祖先与猿分道扬镳,开始了制造工具、直立行走、会说话、讲故事的独特演进之路。之后,南方古猿、能人和匠人等人类的祖先逐渐扩散到整个非洲;或者由于食物缺乏的原因,或者由于动物好奇心的本能驱使,100多万年前,真正站起来的直立人开始走出非洲,向欧亚大陆挺进。

2017年6月,德国马克斯·普朗克演化人类学研究所的珍-雅克·胡布林博士领导的国际研究团队在《自然》杂志上背靠背发表两篇重要论文,他们在非洲北部摩洛哥一处洞穴发现了31.5万年前的智人头骨,不仅将现代人类的历史往前推进了10万年,而且推测智人并非从非洲南部单一起源,而是由遍布非洲多个地区的不同人种混交而成。

大约5~10万年前,现代人类祖先走出非洲,首先遇到了一些由直立人演化出的、熟悉和适应欧亚大陆环境的神秘人种,并与这些神秘人种开启长达数千年的相爱相杀,才造就了如今人科动物中孤独的我们。

1856年,也就是达尔文发表《物种起源》的三年前,在德国杜塞尔多夫市以东12公里的尼安德谷一个采石场中,采石工人在作业时发现了一具人形头盖骨和一些骨头,经考古学家鉴定,这是已灭绝人种的遗骸,科学家将这种人种称为“尼安德特人”。后来考古学家又从欧洲和中东地区相继挖掘出数百个尼安德特人的遗骸。

2009年2月12日,德国马克斯·普朗克演化人类学研究所斯万特·帕博领导的国际研究团队宣布,他们首次破译了尼安德特人基因组草图,这些基因组DNA是从属于不同尼安德特人的三块小骨头提取的,而这些骨头则是出土自克罗地亚北部的温迪加洞穴。此次公布的尼安德特人的基因组信息总共约有20亿个碱基对,约占其全基因组的60%。

2017年,《科学》杂志上一篇论文则认为,尼安德特人遗传信息在东亚人基因组的占比要略高于西欧人,其中东亚人基因组中有2.3~2.6%来源于尼安德特人,而尼安德特人对西欧人基因组的贡献则只有1.8~2.4%。

2015年,来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的付巧妹博士作为第一作者,在《自然》杂志撰文称,研究人员对罗马尼亚出土的、距今约4万年的男性早期现代人类DNA进行分析,发现该现代人类的基因组中尼安德特人特有基因组信息占比高达9%。

2016年2月,德国马克斯·普朗克演化人类学研究所等国际小组的研究人员在《自然》杂志上宣布,在俄罗斯阿尔泰山脉一个偏远洞穴中的一个女性尼安德特人的基因组中,他们首次检测到现代人类祖先特有的基因信息,推测10万年前已有小拨现代人类的祖先与东亚尼安德特人发生过混交。

2010年底,该研究团队进一步对这根指骨的基因组DNA进行了分析,推测出这一新人种与尼安德特人亲缘关系较近,可能在64万年前是一家,而与现代非洲人分歧演化时间可能是84万年前。

2018年8月,据《自然》杂志报道,由德国马克斯普朗克演化人类学研究所的维维亚娜·斯隆和斯万特·帕博领导的一个国际研究团队,对来自俄罗斯阿尔泰山丹尼索瓦洞中的一个小骨头进行分析发现,该骨头属于9万年前的一个至少13岁的女孩,更令人惊喜的是,其母亲是一个尼安德特人,父亲则是一个丹尼索瓦人,这是科学家首次发现尼安德特人和丹尼索瓦人的直接杂交后代。

2018年3月,美国华盛顿大学西雅图分校和普林斯顿大学的研究人员在《细胞》杂志上撰文称,他们利用一种新的无参考基因组的检测方法,对5639个来自欧亚大陆和大洋洲的人类全基因组序列进行分析,发现丹尼索瓦人遗留在东亚人群的遗传信息与在南亚人和大洋洲人群中的存在较大差异。

来自深圳华大基因研究院、加利福尼亚大学以及华南理工大学等单位的科研人员研究发现,中国西藏人之所以能适应西藏4000多米的低氧环境,可能因为西藏人从丹尼索瓦人或其近亲那里继承一个与低氧适应相关的EPAS1基因突变型。

2018年10月,来自美国亚利桑那大学的戴维·恩纳德和斯坦福大学的德米特里·佩特罗夫在《细胞》杂志上报告称,尼安德特人和古代智人在混交过程中,不仅相互传播病毒,而且还将病毒互作蛋白(VIP)基因遗传给双方混交的后代。

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