尼安德特人的基因暗示了人类从非洲迁移的更早

卡尔·齐默尔

近年来，数百万人惊讶甚至激动地从那些流行的基因测试中得知他们的DNA与尼安德特人的基因有关。这些基因是在2010年对尼安德特人化石的研究中首次发现的。从骨骼中回收的DNA，研究人员推断，现代人类在离开非洲后，大约60,000年前与尼安德特人杂交。

结果，今天非非洲人的基因是尼安德特人的1% 至2%。人们认为，非洲血统的人几乎没有尼安德特人的DNA。然而，使用一种新方法来分析DNA，一组科学家发现了明显重塑这种叙述的证据。

他们的研究于周四发表在《细胞》杂志上，得出的结论是，一股现代人类离开非洲的浪潮比已知的早得多: 大约200,000年前。新研究表明，这些人与尼安德特人杂交。结果，大约140,000年后，下一次非洲大迁徙发生时，尼安德特人已经携带了现代人类的基因。

科学家还发现了证据，表明生活在欧亚大陆西部某个地方的人们搬回了非洲，并与祖先从未离开过的人们杂交。这项新研究表明，所有非洲人的尼安德特人DNA的数量都比先前的估计要多得多。

“与尼安德特人的基因流动的遗产可能存在于所有现代人类中，突出了我们共同的历史，” 作者总结道。

“总的来说，我觉得这是一项非常棒的研究，” 没有参与这项研究的布法罗大学的遗传学家Omer Gokcumen说。这项研究提供了人类历史的观点，“几乎是一种相互作用的蜘蛛网，而不是一棵有明显分支的树。”

但是，尽管有证据表明现代人类成群结队地离开了非洲，而且这些迁徙比以前想象的要早得多，但一些科学家对非洲人后裔可能携带尼安德特人基因的证据提出了异议。哈佛医学院的遗传学家大卫·赖希 (David Reich) 赞扬了这项研究的大部分内容，但他表示怀疑DNA回流非洲的范围有多大。“看起来这是一个非常微弱的信号，” 他谈到数据时说。

人类和尼安德特人的祖先生活在大约600,000年前的非洲。尼安德特人的血统离开了大陆; 我们描述为尼安德特人的化石年龄从200,000岁到40,000岁不等，在欧洲，近东和西伯利亚发现。尽管尼安德特人以野蛮人而闻名，但他们仍表现出非凡的精神成熟迹象。他们是熟练的猎人，似乎把装饰品作为一种自我表达的形式。

十年前，Reich和他的同事从化石中收集了足够的DNA片段，以创建尼安德特人基因组的第一个草图。当研究人员将其与八个活人的基因组进行比较时，他们发现尼安德特人与亚洲和欧洲血统的人比非洲血统的人更相似。研究人员认为，大约60,000年前，现代人类必须从非洲扩展并与尼安德特人杂交。杂种后代将其基因传递给了后来的后代，这些后代在全球范围内传播。

在过去的十年中，随着古人类学家从其他化石中提取了更完整的尼安德特人基因组，这一假设一直很有效。但是普林斯顿大学的遗传学家约书亚·阿基 (Joshua Akey) 进行了其中一些研究，对在活人中寻找尼安德特人DNA的方法感到不满。标准方法是建立在大多数非洲人根本没有尼安德特人DNA的假设之上的。Akey和他的同事想出了一种新方法，他们称之为IBDMix，它利用了亲戚共享匹配DNA片段的事实。

例如，兄弟姐妹共享许多长而相同的DNA片段。但是他们的孩子的相同片段会更少，也会更短。远亲的表亲将具有较小的匹配段，需要复杂的方法来发现。Akey和他的同事们想出了如何搜索活着的人类的DNA和尼安德特人的遗骸，以寻找这些微小的匹配片段。然后，他们确定了来自相对较新的祖先的片段-因此是杂交的标志。

科学家们搜索了活人的2,504基因组，寻找与尼安德特人基因组相匹配的片段。当科学家统计结果时，结果出乎意料。人类基因组以称为碱基对的单位详细描述，总共约30亿对。科学家发现，欧洲人平均拥有5100万个与尼安德特人DNA相匹配的碱基对，而东亚人则拥有5500万。

Akey先前的研究表明，东亚人的尼安德特人血统比欧洲人多得多。非洲人平均拥有1700万个与尼安德特人DNA相匹配的碱基对，远高于描述人类和尼安德特人如何杂交的原始模型所预测的。

“这与我的期望完全相反，” 阿基说。“花了一段时间才说服自己，我们在这种新方法中发现的东西实际上是真的。”

看着这些共享片段的大小以及它们在世界各地的普遍程度，Akey和他的同事们意识到，有些是人类历史上很早的杂交的结果。他们得出的结论是，也许200,000年前，一群现代人类从非洲扩展出来，并与尼安德特人杂交。那些现代人随后消失了。但是在那消失之后生活的尼安德特人继承了一些现代人类的DNA。

其他专家表示，这项新研究为这种古老扩张的早期暗示提供了令人信服的支持。例如，去年，一组科学家报告说，在希腊发现了一个可以追溯到210,000年前的现代人类头骨。其他研究人员在尼安德特人化石中发现了DNA的小片段，这些片段与现代人类基因具有惊人的相似性。尽管赖希 (Reich) 对非洲DNA的分析犹豫不决，但他说，新发现确实有力地证明了现代人类离开非洲的时间比想象的要早得多。

“我对此持观望态度，但这篇论文让我认为这是对的，” 他说。

人类和尼安德特人可能在其他时间杂交，而不仅仅是200,000年前和60,000年前。但阿基说，这两次迁移占了活体人类和尼安德特人化石基因组中混合DNA的绝大多数。近年来，Reich和其他研究人员发现了证据，表明在过去的几千年中，来自近东的古代人迁回非洲，并将其DNA传播到许多非洲人口中。

Akey和他的同事证实了这种迁移，尽管他们的研究表明，这种迁移可能发生在更长的时间内，并将更多的DNA引入了整个大陆的种群。德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的珍妮特·凯尔索 (Janet Kelso) 没有参与这项研究，他认为这一结论 “很有说服力”。

这些发现可能使研究人员能够开始确定活着的非洲人的尼安德特人DNA片段。宾夕法尼亚大学的遗传学家Sarah Tishkoff正在这样做，使用新方法在更多非洲人中寻找尼安德特人的DNA，以检验Akey的假设。尽管如此，她仍想知道尼安德特人的DNA如何在分散在整个大陆的人群之间传播。

“我仍在努力解决这个问题，” 她说。