DNA中破譯祖先遷徙路徑 走出非洲非只沿一條路

 

這是一根人類的腿骨,它被埋藏在西伯利亞的河岸邊長達4.5萬年。這根腿骨上所蘊藏的較為完整的DNA序列,為科學家推演現代人祖先走出非洲的路徑提供了新的證據。

這位現代人的祖先生活于距今大約4.5萬年前,是在非洲和中亞之外所發現的最早有直接測年的早期現代人。直到被一個尋找象牙的藝術家發現,科學家才測定這是一位早期現代人的腿骨。

中國科學院古脊椎與古人類研究所脊椎動物演化與人類起源重點實驗室的博士付巧妹參與了對這根現代人祖先腿骨的研究,并在近日以第一作者的身份在《自然》雜志上發表了題為《西伯利亞西部4.5萬年現代人基因組》的文章。日前,記者采訪了目前尚在美國的付巧妹,請她來詳細解讀這項研究。

DNA中破譯遷徙路徑

現代人祖先從何而來?這是一個涉及考古學、遺傳學、語言學等多個學科的復雜問題。對于這個問題,達爾文曾經推測過,他認為人類具有共同的祖先,并且曾經存活在非洲。此后,一些人類學家在非洲發現了許多腦子較小的古代人類化石,支持了達爾文的推測。

但新的問題接踵而來,現代人祖先離開非洲,逐漸遍布全球的路徑又是怎樣的呢?借助對一些現代人祖先遺骸的DNA檢測等遺傳研究手段,科學家一直認為早期的現代人祖先是通過南線進入亞洲——即現代人的祖先離開非洲后,先抵達了大洋洲的南部,然后進入亞洲和歐洲。

然而有一部分現代人祖先卻并非沿著這條路徑遷徙,付巧妹的研究證實了這一點。

“從對這根腿骨的線粒體、Y染色體及核DNA的多種分析來看,與非洲人相比,這個現代人祖先更加接近亞歐大陸的群體,但既不具備某一亞洲、古歐洲、古北亞群體的特征,同時也不具備安達曼尼科巴群島昂格人的特征,而安達曼尼科巴群島昂格人與大洋洲人的遺傳特征接近。”付巧妹說,這證明現代人祖先在4.5萬年前地球上擴散時,曾有一部分活動在西伯利亞的現代人祖先在遺傳學上的特征并不比安達曼尼科巴群島昂格人更接近亞洲或歐洲群體,據此可判斷他們與此前發現的現代人祖先遷徙的路徑不同。
“這種現象是第一次發現,在一定程度上能夠說明現代人祖先‘走出非洲’并非只是沿著一條單一的路線,進而豐富了我們對人類演化環節的認識。”

曾與古人類有基因交流

一些科學家所推測的現代人祖先遷徙的情況大約是這樣——他們從非洲大陸走出后,到一個新的地域生活、繁衍后代,也許還會與當地的“原住民”——古人類進行“通婚”,而后這群早期人類的一個分支又會脫離這個大的群體,向其他地方遷移。

古人類作為現代人祖先的近親,是人類進化史的中間階段,他們消失于幾萬年前。據付巧妹介紹,目前有遺傳數據的古人類是尼安德特人和丹尼索沃人。尼安德特人因其化石發現于德國尼安德特山洞而得名,在幾十萬年前,他們生存于整個歐洲和亞洲西部,消失于2.8萬年前。而丹尼索沃人則是目前直接通過DNA證據找到的古人類,因發現于西伯利亞丹尼索沃洞而得名。

如果現代人祖先遷徙到某地與古人類發生“通婚”,那么他們后代的基因將會對此有所體現。因此,是否與古人類發生基因交流,是確定現代人祖先是否在遷徙時經過某個地域的重要方式。

“這個現代人祖先的遺傳物質中確實存在與尼安德特人的基因交流。”付巧妹說,“時間大概在距今5萬年到6萬年前。”也就是說,這個群體在距今5萬年到6萬年前遷徙到了中東,遇到了當地的尼安德特人。此前推測現代人祖先與尼安德特人的基因交流發生在距今8.6萬年至3.7萬年間,付巧妹的研究將這一時間范圍縮小了2萬年至3萬年。在這個現代人祖先的遺傳物質里沒有發現與丹尼索沃人有過基因交流的證據。

繪制完整路徑需更多證據

現代人起源的問題要從數萬年甚至幾十萬年前說起,時間湮滅了很多證據。對這個問題的研究就像“盲人摸象”,可以無限接近真相,但不能完全吻合。

“每一次古DNA研究,都給我們帶來了更多更新的認識,也為我們填補了不同時期、不同階段人類演化的發展過程的空白。”付巧妹說,但人類化石太少是揭示現代人祖先遷徙路徑面臨的最大困難。

古人類所遺留的化石不僅稀少,而且基本都不完整。例如,根據其DNA分析的結果,最早的人類遷移路徑是從非洲到澳大利亞,但在這條線路上,卻一直沒有發現可靠的化石來提供強有力的證明。

“這個現代人祖先的腿骨也是在沒有任何考古背景的情況下偶然發現的,在進行DNA研究以前,我們對其一無所知。”

她推測這群現代人祖先遷移到西伯利亞地區的原因可能與這個地區在4.5萬多年前氣候稍稍變暖有關。然而這群現代人祖先之后如何發展,還需要在地域和時間上都能銜接上的化石來做證據,才能推測其擴張或消失的過程。