“古DNA解密现代人起源”入选《自然》周刊2014年度十大科学事件
2014-12-24 13:53:26   来源:化石网   评论:0 点击:

发现于西伯利亚西南部额尔齐斯河岸距今约4 5万年的一块几近完整的人类股骨化石(化石网配图)(化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:在2015年即将到来之际,著名的《自然》周刊回顾了过去一年的科


发现于西伯利亚西南部额尔齐斯河岸距今约4.5万年的一块几近完整的人类股骨化石(化石网配图)

(化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:在2015年即将到来之际,著名的《自然》周刊回顾了过去一年的科学进展,评选出2014年度十大科学事件,“古DNA解密现代人起源”名列其中,以中国科学院古脊椎动物与古人类研究所为第一完成单位的一项重大成果是这项进展的核心部分。

2014年,中科院古脊椎所脊椎动物演化与人类起源重点实验室付巧妹博士与德国、美国、俄罗斯、英国、西班牙等国的学者联合研究了发现于西伯利亚西南部额尔齐斯河岸距今约4.5万年的一块几近完整的人类股骨化石,这是目前在非洲和中亚之外有直接测年数据的最早的早期现代人化石。研究人员通过最新的古DNA技术,实现了对该个体全基因组达到42倍的高通量测序,其数据质量可与现代基因组相媲美。

2014年10月23日出版的《自然》周刊以长文的形式刊登了以付巧妹博士为第一作者及共同通讯作者的研究论文。据该文介绍,从线粒体、Y染色体及核DNA多种分析来看,西伯利亚古人类标本所代表的群体相较于非洲人而言,更接近欧亚大陆群体,但没有证据显示其与某一具体亚洲、欧洲或北亚古群体更接近,也即认为西伯利亚古人类标本所属群体与欧亚大陆的共同祖先同祖。之前,相关遗传研究认为,早期现代人扩散时走的是南线,最早进入南部大洋洲,再走入亚洲。然而,该项研究没有发现该西伯利亚个体所属群体相较于其他地区的现代人更接近大洋洲人群。该研究在一定程度上表明早期现代人走出非洲并非仅仅只有南部大洋洲路线,从而丰富了人类演化的细节知识。

据介绍,距今4.5万年的西伯利亚古人类标本与现代欧亚大陆人一样,含有少量的尼安德特人基因(~2.3%),其个体的生存年代与尼安德特人和早期现代人发生杂交的年代更接近,所拥有的尼安德特人的DNA片段发生重组次数少,片段长。研究人员利用其尼安德特人基因片段分布,推算出该个体所属的群体与尼安德特人大概在距今5~6万年间发生了基因交流,这缩小了之前提出的时间范围(距今8.6~3.7万年)。

人类起源与演化的主要认识过去主要来自于对化石形态及其演变过程的观察,近年来新技术为古人类学发展注入了新的活力。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所脊椎动物演化与人类起源重点实验室成立于2008年,专门设有古DNA分析中心和高精度CT中心,致力于现代人的起源与演化研究。2013年1月21日出版的《美国科学院院刊》(PNAS)刊发了该实验室成员付巧妹博士和高星研究员等组成的国际团队对北京市西南部的房山区田园洞出土的生活在4万年前的一个人类个体进行的古DNA提取与分析结果。为了能将古人类DNA与大量来自土壤细菌的DNA相区别和分离,研究人员进行了新技术的尝试并取得突破,将含量仅占0.03%的人类DNA成功辨识提纯出来,顺利提取到该人体的核DNA和线粒体DNA,从而使田园洞人成为第一个能够获得核DNA的早期现代人。研究表明,这具人骨携带着少量古老型人类-尼安德特人的DNA,但更多表现的是早期现代人的基因特征,且与当今亚洲人和美洲土著人(蒙古人种)有着密切的血缘关系,而与现代欧洲人(欧罗巴人种)的祖先在遗传上已经分开,分属不同的人群。

2014年,古脊椎所吴秀杰研究员负责的研究小组利用该实验室的高分辨率工业CT技术,复原出中国早更新世公王岭蓝田直立人、中更新世和县直立人、晚更新世许家窑早期智人和柳江人的三维内耳迷路,发现许家窑人具有尼安德特人内耳迷路的表现特点。这一发现首次在东亚古人类中提供了具有“尼人内耳迷路模式”的化石证据,挑战了以往“尼人内耳迷路模式”专属尼安德特人的看法。2014年7月8日发表在《美国科学院院刊》的这项研究成果,为古人类学界对更新世时期东亚与欧洲人类之间是否存在基因交流的研究与争论提供了新的化石证据。

据《自然》周刊报道,“大约三万年前尼安德特人已销声匿迹了,但由于古人类的杂居交配,尼安德特人的DNA却在现代非洲人以外的人类中留存了下来。2014年可谓是尼安德特人最悲剧的一年,这一年国际上两个团队开始盘点现代人类中有关尼安德特人的遗产特征。科学家通过分析测试迄今为止发现的最早的两具智人化石标本的基因库,追寻获知了更多有关尼安德特人和早期人类杂居和性交配的问题。最早的两具智人分别生活在4.5万年前的西伯利亚西南部和3.6万年前的俄罗斯西部。DNA测试揭示了这些迄今未知的古人类群体的基因库特征,以及智人与尼安德特人发生基因交流的较可靠时间,可能大约在5~6万年前。欧洲几十处考古遗址的放射性碳测年数据也表明现代人和尼安德特人共同生活的时间远比过去认为的长久,在部分遗址可长达数千年”。

《自然》在报道中形容2014年最令人难以忘怀的是“科学研究从胜利高峰坠落到令人失望的谷底,甚至是悲剧的深渊有多快:干细胞和宇宙研究面临信任危机,商业航天工业遭遇重大挫折。而人们有理由去庆贺的科学研究则有人类宇宙探测器首次在彗星成功着陆、追踪现代人类起源的研究以及联合推动深入了解大脑奥秘的举措”。2014年是科学让人既悲又喜的一年,在悲喜交加中,科学仍将不断前进。

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