40万年前人类基因破译 或改写欧洲人祖先家谱

作者:风中的自由
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发布时间:2016-03-16 14:06:51
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德国科学家研发新技术提取和测序古人DNA,揭示古人秘密。

德国、西班牙和中国古人类学家成功破译出迄今为止发现的最古老人类家族的DNA,可能会改变科学界之前对欧洲人祖先“家谱”的一些看法。

法新社4日报道,这一研究结果显示出古人类种群间的复杂关系,抛出一些未解之谜。

人类DNA破译推前30万年

这次DNA研究以一块在西班牙发现的古人类腿骨为对象,据估算,这块腿骨距今大约40万年。先前破译过DNA的最古老人类遗骨距今约10万年,这次研究将人类DNA破译的脚步向古代推了30万年。此前针对古人类化石的基因测序一般局限于更新世晚期,而这是首次从更新世中期的化石中成功提取DNA并完成测序,有助于进一步探索人类进化路径,使古人类图谱更加完善。

这块腿骨在西班牙北部阿塔普埃尔卡高地的“骨坑”被发现,经研究属于海德堡人。海德堡人是欧洲直立人之一,生活在距今50万年至40万年间,是迄今在欧洲发现的最早直立人。

“骨坑”堪称世界上最大的古人类化石集中地,那里的化石来自距现在约70万年至10万年的中更新世。迄今为止,已从那里出土了28具人类骨架。“骨坑”中除发现一批直立人化石外,还发现了一些穴熊化石。由于“骨坑”中没有发现古人类食物或工具的化石,缘何在一个洞穴中发现如此密集的古人类化石,至今仍是个谜。

德国马克斯·普朗克进化人类学研究所主导这项研究。除德国古人类学家外,西班牙和中国的研究者也共同破译DNA,并绘制了DNA序列。三方共同撰写的报告发表在最新一期《自然》杂志上。

研究所主任斯万特·帕博说:“我们的研究结果显示,我们现在可以对生活在数十万年前的人类祖先的DNA展开研究了。”

意外结果带出许多可能

斯万特·帕博说,这次破译DNA的最大意义在于分析多支人类祖先之间的关系,但研究结果令人意外。

研究者首先从腿骨中提取了2克骨粉,而后对其中的线粒体脱氧核糖核酸(DNA)染色体排序。线粒体DNA是线粒体中的遗传物质,是反映母系脉络的重要指标。通过检测线粒体DNA,可梳理母系血缘关系。

在得到排序基因后,研究者将基因图谱与现代人、猿、尼安德特人以及丹尼索瓦人的基因图谱进行比对。

2012年科学家通过在西伯利亚发现的“X女孩”化石DNA证明了丹尼索瓦人这个全新种群的存在。这意味着,数万年前,人类族谱中至少有3个截然不同的成员曾经共同生活,分别是现代人、丹尼索瓦人和穴居人。

科学家先前认为,海德堡人是现代人和穴居人共同的祖先,但这次DNA研究不仅推翻了这一猜测,而且显示出令人惊讶的结果——海德堡人与“X女孩”所在的丹尼索瓦人更加“亲近”。

报告合写者之一马蒂亚斯·迈耶说:“事实上,‘骨坑’中发现的线粒体DNA与丹尼索瓦人同宗,而不是穴居人,这出乎意料。”

这一结果带出许多可能。一种可能是,海德堡人与穴居人和丹尼索瓦人的某个共同祖先相关,但更“亲”丹尼索瓦人一方;另一种可能是,海德堡人的共同特征来自一个与丹尼索瓦人具有相似DNA的另一个人类种群。但不管哪一种可能,都说明古人类种群之间的进化关系比过去想象和论证的更加复杂。

将进一步研究“骨坑”遗骨

研究者现阶段无法解释海德堡人与丹尼索瓦人更加亲近的原因。毕竟,丹尼索瓦人生活在西伯利亚和亚洲的一些地方,而海德堡人出现在德国及周边的欧洲地区。

研究人员表示,他们下一步将对“骨坑”出土的28具遗骨化石进行详细研究,从基因角度探索海德堡人、尼安德特人及丹尼索瓦人之间千丝万缕的关系。

一些科学家说,如果能萃取出骨化石中其他种类的DNA,例如细胞核DNA,也许能解释一些问题。核DNA可携带更多信息,可以解释进化过程中有关种群的更多关系问题。不过,核DNA图谱难以绘制,但迈耶说,期待能从骨化石中提取部分片段。

对于科学家而言,“骨坑”是一个绝好的古化石“冰柜”。它的低温特性,是远古化石得以保存的最佳条件。通常来说,人类进化发生在气候温和的地区,但化石却需要在低温环境中保存。像在“骨坑”发现的这类数十万年前的化石过去只会在永久冻土层被发现。

在非洲,炎热的气候让DNA信息保存变得十分困难。即便从化石中提取到的DNA信息距今只有几万年,对于科学家而言,也是非常难得的礼物。

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