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基因组揭示了尼安德特人和智人之间的相遇

开心的月饼 2023-10-23 08:39:37 生活常识

日内瓦大学(UNIGE)的科学家分析了过去4万年来现代人类基因组中从尼安德特人继承的DNA部分的分布。这些统计分析揭示了时间和地理空间的微妙变化。这项研究“过去的人类扩张塑造了尼安德特人祖先的空间格局”,发表在《科学进展》上,有助于阐明这两个物种的共同历史。

基因组揭示了尼安德特人和智人之间的相遇

4万年前,来自非洲的现代人类(智人)开始在欧亚大陆西部取代尼安德特人,那里是尼安德特人生活了数十万年的地方。这种替换并不是突然发生的,而是发生了几千年,导致尼安德特人DNA整合到智人基因组中。

“现代人类的全球扩张始于尼安德特人(Homoneanderthalensis)灭绝之前。这两个物种共存并杂交,导致东亚人的基因渗入略高于欧洲人。这种独特的祖先水平被认为是选择的结果,但现代人类活动范围的扩大可以提供另一种解释。这一假设将导致空间渗入梯度,随着距扩张源的距离而增加,”研究人员写道。

“我们通过分析欧亚古基因组来研究过去人类扩张后尼安德特人渗入梯度的存在。我们表明,向非洲以外的扩张导致了尼安德特人血统的空间梯度,这种梯度随着时间的推移而持续存在。在保持相同的梯度方向的同时,与亚洲人口相比,新石器时代早期农民的扩张对减少欧洲人口中尼安德特人的渗入做出了决定性贡献。这是因为新石器时代的农民携带的尼安德特人DNA比旧石器时代之前的狩猎采集者要少。这项研究表明,可以根据古代基因渗入的时空变化来推断过去的人类种群动态。”

基因组测序和比较分析

通过基因组测序和比较分析,可以确定尼安德特人和智人进行了杂交,并且这些相遇有时是富有成效的,导致当今欧亚人体内存在约2%的尼安德特人起源DNA。然而,欧亚大陆各地区之间的这一百分比略有不同,因为亚洲人群基因组中的尼安德特人DNA比欧洲人群基因组中的尼安德特人DNA更为丰富。

解释这种差异的一个假设是,自然选择不会对亚洲和欧洲人群的尼安德特人起源的基因产生相同的影响。UNIGE理学院遗传与进化系高级讲师MathiasCurrat博士的团队正在研究另一个假设。他之前基于计算机模拟的研究表明,这种差异可以用迁徙流动来解释:当迁徙人口与当地人口杂交时,在他们的同居地区,当地人口的DNA比例往往随着距离的增加而增加。流动人口的出发点。

就智人和尼安德特人而言,假设距离智人的起源地非洲越远,来自尼安德特人这一主要分布在欧洲的人口的DNA比例就越大。为了检验这一假设,作者使用了哈佛医学院提供的数据库,其中包含过去4000万年来生活在欧亚大陆的个体的4000多个基因组。

“我们的研究主要集中在欧洲人群,因为我们显然依赖于骨骼的发现和DNA的保存状态。事实证明,欧洲的考古发掘数量要多得多,这极大地促进了欧洲人口基因组的研究。”UNGE学院遗传与进化系高级研究和教学助理ClaudioQuilodrán博士解释道科学博士,也是该研究的共同第一作者。

旧石器时代的狩猎采集者

统计分析显示,在智人从非洲扩散后的时期,生活在欧洲的旧石器时代狩猎采集者的基因组中尼安德特人起源的DNA比例略高于生活在亚洲的人的基因组。这一结果与目前的情况相反,但与古生物学数据一致,因为尼安德特人的存在主要报告在欧亚大陆西部(西伯利亚阿尔泰地区以东尚未发现尼安德特人骨骼)。

随后,在10,000至5,000年前的新石器时代过渡期间,即从狩猎采集生活方式向农民生活方式过渡期间,研究显示欧洲人群基因组中尼安德特人起源的DNA比例下降,导致该比例略低于亚洲人口(目前观察到)。这一下降与第一批来自安纳托利亚(土耳其西部半岛)和爱琴海地区的农民抵达欧洲同时发生,这些农民本身携带的尼安德特人DNA比例低于同时期欧洲居民。通过与欧洲人口的混合,安纳托利亚农民的基因组进一步“稀释”了尼安德特人的DNA。

研究表明,对古代基因组的分析与考古数据相结合,使得追踪杂交物种历史的不同阶段成为可能。“此外,我们开始拥有足够的数据来越来越准确地描述史前某些时期智人基因组中尼安德特人起源的DNA百分比。因此,我们的工作可以作为未来研究的参考,以便更容易地检测偏离平均值的基因图谱,从而可能揭示有利或不利的影响,”该研究的最后作者Currat指出。


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