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科学家“钓”出田园洞人“真身”
发布时间:2017-11-03 11:43:47    来源:新华网    责任编辑:林静

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发现田园洞人的山洞遗址

  在北京房山区周口店田园林场附近的一个山洞里,一具男性骨骼化石被发掘出来,经测定他生活在距今4万年前,在解剖学上是一个具有古老特征的早期现代人。科学家根据发现地将其命名为田园洞人。近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹等研究人员通过测序发现,田园洞人属于古东亚人,但他还与来自比利时的古欧洲人有遗传联系,而且在美洲土著的各个人群中,与亚马逊人遗传关系最近。

  看到这儿,相信大家已经凌乱,一个住在北京房山区山洞里的古人类怎么能和“欧美人”扯上关系?这究竟是怎么回事?

  田园洞人到底是何许人也 新技术“钓”出古东亚人

  最初,科学家对于“田园洞人是何许人也”还存在争议。早在2013年,付巧妹和同事就研究发现,相比于现在生活着的现代欧洲人,田园洞人与现代亚洲人的遗传关系更近,可能是古东亚人群的代表。然而,2014年发表在《自然》的一个关于古人类基因组的研究让这一说法变得不确定。该研究显示,在农耕时代,一些外来人群与当时的欧洲人发生了基因交流,将一些更为古老的遗传基因混入到当时欧洲人的基因中,并延续到了至今的欧洲人身上。这就拉远了现代欧洲人与其他欧亚人群的遗传关系。而现代欧洲人的这一特点则会让田园洞人是不是古东亚人变的不确定,因为即使田园洞人不是古东亚人,他也会相比于现在生活着的欧洲人,与现代亚洲人关系更近。

  只有通过充分的基因组数据和没有受到这些外来人群影响的古欧洲人,才能让我们最终了解田园洞人到底是不是古东亚人。于是付巧妹等人与德国马普进化人类研究所合作研发了一种新技术,成功地把古人类的DNA“钓”了出来,证实与古代或当代的欧洲人相比,田园洞人与古代和当代的东亚人更加接近。

  付巧妹告诉科技日报记者,在这个神奇的技术中,研究人员要合成一系列特殊的DNA探针,将其当作鱼钩,在泥土、化石等样品中“钓”出想要的古人类DNA。利用这样的方法,2013年,付巧妹和同事拼接出田园洞人的第21号染色体。现在,她们又钓取并拼接出另外几十条染色体,获取了田园洞人基因组上的370万个变异位点,基本涵盖基因组每个染色体上的相关群体遗传信息,得到了第一个来自中国的古人类的整个基因组。

  “之所以采用钓取技术,主要是因为在出土的化石中,各种微生物的DNA占大多数,而田园洞古人类DNA则微乎其微,仅占0.03%。”

  虽然田园洞人古东亚人的身份通过该最新的研究已经盖棺定论,但你可不要以为他就是我们的直接祖先了,付巧妹表示,其不属于当今东亚中任何一个人群的直接祖先,而是属于对当今东亚人有遗传贡献的一个旁支。这说明,田园洞人和今天的东亚人有共同东亚祖先,和今天的东亚人的直接祖先是亲戚关系。付巧妹打了个比方:“这就像有个现代的东亚人,他的爸爸和叔叔有共同的祖先,都是古东亚人,但叔叔并没有后代一直延续至今,所以叔叔并不是现代东亚人的直接祖先。”

  为何与比利时古欧洲人“沾亲” 或与神秘未知人群有基因交流

  由于是中国地区古人类的第一个基因组,非常难得。因此,在获得田园洞人基因组数据后,研究人员将其与世界上公共数据库中包含各个地区高质量的现代人基因组数据(世界100多个群体)进行了比对,还与其他国家的古人类基因组数据进行比对。

  令人惊讶的是,当与古欧洲人的各个支系比对时,只有来自比利时的古欧洲人“跳了出来”。

  研究人员发现,田园洞人与来自比利时的一个3.5万年前的个体(GoyetQ116-1)有着比同时期的古欧洲人更多的等位基因。“这意味着,他们两者存在一定的遗传关系,换句话说,他们有一些共同的古老基因。”付巧妹说,“这种遗传上的联系在同时期的其他古欧洲人中并没有被发现,这些结果提示田园洞人和比利时古人类都与某个对其他旧石器时代的欧亚人没有遗传贡献的一个未知人群存在遗传联系。”

  付巧妹分析,一种可能的情形是,早期与田园洞人相关的东亚人,曾与一个神秘的未知人群发生过基因交流。这个未知人群可能是从尚未分化的古欧亚人群中的某一亚群演化而来。在未来的研究中,研究人员或将寻找到这一神秘的未知人群。

  “至于为什么不说田园洞人是古欧洲人,主要是比较其和欧洲人的基因组数据显示,早在4万年前,田园洞人已呈现现代亚洲人的遗传特征,从而与欧洲人分道扬镳。”付巧妹说。

  怎么与美洲亚马逊人“带故” 亚马逊人或繁衍自与田园洞人有关古人类

  除了和比利时的古欧洲人扯上关系之外,基因组数据比对还显示,在美洲土著的各个人群中,亚马逊人与田园洞人的遗传关系最近。“这也对美洲土著人群的演化研究提供了新的启示。”付巧妹说,“在明确田园洞人是古东亚人后,我们还研究了在相似人群中,是否这些群体中每个人群和田园洞人的联系是均等的。比如说,现在的不同东亚人与田园洞人最近,但是这些不同的东亚人内部没有出现哪个东亚人群明显比另一个东亚人群与田园洞人更近。当我们了解世界范围同类型人群是否与田园洞人遗传距离一样远近时,我们就看到美洲亚马逊人相对于别的美洲土著人离田园洞人近。”

  她表示,如果假设美洲土著人群的祖先只有一个,如果当时迁移到美洲的就只有田园洞人支系,那么,现代美洲土著的各个人群,都应该和田园洞人有着相似的遗传关系,因为他们的同一祖先是在田园洞人时间之后分化的。但事实并非如此,在美洲土著各个人群中,只有亚马逊人与田园洞人的遗传关系最近。这意味着,亚马逊人或繁衍自未知的古人类支系,而这些支系与田园洞人有关。

  付巧妹表示,这个与美洲土著的亚马逊人存在遗传联系的研究结果,至少在原来已有的研究基础上,提供了更多细节。比如说之前只在大洋洲的一些人群中发现了与美洲土著亚马逊人有联系的人群。但是现在在东亚北部的田园洞也发现了类似人群,地理位置上从大洋洲延伸到了东亚北部,时间上延伸了解到这种相关人群在4万年前就已存在。

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