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最古老“混血儿”震惊发现:妈是尼安德特人,爸是丹尼索瓦人

在西伯利亚山区的某个洞穴里,科学家被一连串令人瞩目的考古发现所震撼。2008年,科学家们在那里发现了一块41000年前的小手指骨,其DNA与人类和尼安德特人都不匹配(Neanderthal)。相反,它属于以前不为人知的人种,他们将其命名为丹尼索瓦人(Denisovan)。洞穴里还发现了三颗丹尼索瓦人的牙齿。从那时起,丹尼索瓦人的DNA在今天生活在亚洲和美拉尼西亚的人类身上被发现。这表明很久以前,人类(智人)和丹尼索瓦人曾经相遇,甚至发生过性关系,并且有了孩子。

图1:从六个不同角度拍摄的小女孩骨骼碎片,她的母亲是尼安德特人(Neanderthal),而父亲是丹尼索瓦人(Denisovan)

到目前为止,这就是我们对神秘的丹尼索瓦人的全部认知。另一项引人注目的新发现(也在丹尼索瓦洞穴中)描绘了一幅更有趣的画面,告诉我们丹尼索瓦人也与尼安德特人有过跨种群杂交。证据非常直接:根据DNA分析,洞穴中的一块骨头碎片属于一个小女孩,她的母亲是尼安德特人,而父亲则是丹尼索瓦人。

哈佛大学古代DNA研究人员大卫·里奇(David Reich)说:“能找到这个特例真是太神奇了,太幸运了!谁能想到,我们能够亲眼目睹这两个群体的杂交过程?”里奇没有参与这项研究,尽管他与该研究小组就丹尼索瓦洞穴的其他样本进行过合作。这一发现非常令人惊讶,以至于薇薇安·斯隆(Viviane Slon)一开始并不相信她的研究结果。

斯隆是马克斯普朗克进化生物学研究所的研究员,她说:“我的第一反应是:‘我做错了什么?’”古代DNA是出了名的挑剔。因为古老的遗传物质是退化非常严重,而且破碎不堪,很容易得到诱人但错误的结果。她反复进行实验,分别提取了6次DNA。斯隆表示:“当我们一遍又一遍地看到这个结果的时候,我们意识到,事实上她的确是尼安德特人和丹尼索瓦人的混血儿。”

图2:从丹尼索瓦洞穴上方俯瞰山谷

尼安德特人与丹尼索瓦人属远亲,他们的共同祖先约50万年前出现,均源自非洲。尼安德特人主要居住在欧洲,丹尼索瓦人则聚居于中亚和东亚。这两个史前人种大约在4万年前就已消失,研究人员普遍认为,丹尼索瓦人是因疾病或气候转变而导致灭绝。尼安德特人和丹尼索瓦人大约在40万年前分离开来,这使得他们比生活在今天的任何两个现代人类群体差异要明显得多。然而,这两群人似乎都住在丹尼索瓦洞穴内或周围。2010年,挖掘机还在洞穴中发现了一根尼安德特人的脚趾骨。这一新的骨骼碎片(来自尼安德特人和丹尼索瓦人的女儿)表明,这两个族群不仅生活在同一个地方,而且生活在同一时间。

俄罗斯科学家在2012年首次挖掘出这片骨头。这是斯隆在牛津大学的合作者用一种叫做胶原蛋白的蛋白质分析的超过2000个碎片之一。他们意识到,这个骨骼碎片中的胶原蛋白是类人的,所以他们把它送到了马克斯普朗克进化生物学研究所的古代DNA实验室进行提取。这块碎片太小了,甚至无法分辨它来自哪根骨头。然而,它产生了大量的基因组信息。

图3:在丹尼索瓦洞穴的东室进行挖掘

这个女孩本身是尼安德特人和丹尼索瓦人的混血儿。她母亲的那一半基因组最像在克罗地亚发现的尼安德特人DNA。这与2010年在丹尼索瓦洞穴中发现的尼安德特人DNA不太匹配,从而表明尼安德特人在多次浪潮中曾从西向东迁移。她父亲的丹尼索瓦人基因组中有一半实际上有尼安德特人DNA的痕迹,这表明他在几百代以前也有尼安德特人的祖先。大约在5万年前,女孩的父母相遇了,证据就在她的DNA里。

这些发现令科学家们感到震惊,但也引发他们的质疑。马克斯普朗克进化人类学研究所所长斯万特·帕博(Svante Paabo)回忆说,当时在罗马尼亚对一名4万年前的人类化石进行了测序,结果发现这名人类祖先4至6代以前属于尼安德特人。他当时认为,杂交是如此罕见,以至于发现这样新祖先肯定只是侥幸。但在对丹尼索瓦洞穴的6个个体进行测序后,他们甚至发现了直系混血后代。也许这并不罕见。

威斯康星大学麦迪逊分校的人类学家约翰·霍克斯(John Hawks)在电子邮件中写道:“当你在大海捞针的时候,你就会开始想,你真正在看的是不是一堆针。这个基因组表明,杂交物种远没有人们想象的那么稀少,它们肯定很常见。”在古代DNA出现之前,有关人类和尼安德特人混血的观点就存在争议。现在,古老的DNA表明,人类不仅与尼安德特人交配,还与丹尼索瓦人混血,而丹尼索瓦人和尼安德特人也有关系。几百年前,当这些族群在欧亚大陆上游荡时,他们相遇并生了孩子,这种场景曾反复出现。

在骨头碎片被发现后,斯隆的一位同事画了一幅插图,画中是一个女孩和她尼安德特人的母亲以及丹尼索瓦人的父亲手拉着手往洞穴外看的场景。该研究的作者承认,没有办法知道这种和平共处是否是一种准确的表现。当我问帕博这个问题时,他说:“我会试着避免这个问题。”但他补充说,当人类与尼安德特人和丹尼索瓦人混血时,他们的后代存活了下来,并将基因遗传给了下一代。帕博称:“他们并未完全消失,因为他们的后代今天还在我们身边。”