现代人身世之谜:DNA记录人类迁徙路线——基因交换
科学家发现,欧洲人的祖先曾与尼安德特人发生过基因交换,这是否意味着,现代欧洲人具有部分尼安德特人血统?
认为现代人类可能是非洲祖先与其他古人类共同后代的科学家,并非只有埃斯瓦兰和哈本丁。在一些智人的骨骼化石上,仍然保留着早期人类的某些特征;现代人类的遗传数据似乎也说明,我们的祖先与其他古人类的确有过交配行为 .
在人体内,一些基因变异出现的时间,远在20 万年前——但现代人类起源的时间,也不过在10 几万年前。因此,这些古老的变异只可能来自更古老的人类,换句话说,我们的祖先可能与其他古人类交配过。2006年,美国芝加哥大学的布鲁斯·T·拉恩(Bruce T. Lahn)的一项研究在科学界引起了很大的反响:他和同事发现,一个调控大脑容量的小脑症基因(Microcephalin gene)竟含有一个奇怪的单体型——它可能是在4 万年前,尼安德特人与我们的祖先交配时,传递给后代的。
这个发现将在6 个月后得到证实。德国马普进化人类学研究所、美国454 生命科学公司共同发起了“尼安德特人基因组计划”,这项计划的目标是,在2008 年年底,完成对尼安德特人基因组(提取自4 万年前的克罗地亚尼安德特人骨骼)70%的测序工作。研究人员估计,相关研究结果将在6 个月后公开发表。
到目前为止,在尼安德特人与欧洲人祖先间,科学家并未发现DNA 转移的遗传标记。“尼安德特人基因组计划”的首席科学家,德国马普研究所的斯万特·柏保(Svante Paabo)说:“我们的确没有发现这方面的证据,但目前还不能排除尼安德特人与现代人类祖先有过交配行为的可能性。”前段时间,柏保曾在一篇文章中指出,对100 万个核苷酸进行的分析表明,现代人类祖先的确与其他古人类发生过基因交换。遗憾的是,这一结论并未得到广泛认可,因为柏保用于分析的样品可能被污染了。其他科学家也没有发现拉恩提到的小脑症基因的突变体。
古DNA 研究对样本的纯净度要求很高,对标本的触摸乃至近距离呼吸都可能污染样本。一些古人类学家到野外取样时,为实现与样品的隔离,一般要穿着无尘衣——这种服装一般要在计算机芯片工厂才能见到。由于有一次样品被污染的教训,柏保对试验方法做了一些改变。在每一段尼安德特人DNA 的开头处,研究人员都连接了由4 个核苷酸构成的“标签”。在测序前,每段DNA 必须经过“分子身份鉴定”,以防止样本污染。
不少研究表明, 尼安德特人与非洲祖先的基因组相似程度高达99.5%。因此,测定他们的DNA 序列,可以为比较基因组学研究提供极具价值的数据,让科学家能在人类基因组中找出尼安德特人与非洲祖先的交配“痕迹”,以及自然选择更“偏爱”哪些特性。柏保说:“如果你对人类进化感兴趣,尼安德特人就是最独特的物种,因为在亲缘关系上,他们离我们是最近的。尽管在技术上有一定的难度,但我们至少能得到尼安德特人的基因组,而对于大部分古人类来说,要得到他们的基因组序列,难比登天。”
最新一项研究表明(尚未公开发表),尼安德特人的Y 染色体与现代人类有较大差异。柏保说:“没有人的Y 染色体像尼安德特人的那样。”这一结果与早期的一项研究相呼应:尼安德特人与现代人类的线粒体DNA 也很不相同。不过在2007 年11 月,柏保和同事发现,尼安德特人与现代人也有一个相似之处:都有一个名为FOXP2 的基因。在人体,这个基因与语言发育有关。今年4 月,一篇报道曾指出,FOXP2 基因可能源于现代人祖先与尼安德特人的杂交。不过,这篇报道涉及的研究样品是否受到污染还不得而知。