毋庸置疑:来自西伯利亚的古老 DNA 暗示着此前未知的近亲人类

研究人员首次根据 DNA 而非解剖学特征描述了一种新的人类祖先

在人类进化的过去五百万至七百万年中,我们祖先的多个物种曾共存。但最终,其他谱系灭绝,只剩下我们自己的智人统治地球。科学家们长期以来认为,在 4 万年前,智人只与另一种人类物种或人科动物尼安德特人共同生活在地球上。尼安德特人。然而,近年来,有证据表明当时的人科动物场景更加活跃。《直立人》可能在印度尼西亚爪哇岛上持续存在到 25000 年前的迹象已经浮出水面。还有《弗洛勒斯人》——通常被称为霍比特人的迷你人类物种——在印度尼西亚群岛的另一个岛屿弗洛勒斯岛上,直至 17000 年前才生存。

现在,在《自然》杂志上撰文的研究人员报告说,他们发现了一种可能与这些物种重叠的第五种人科动物。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)但与人类家族所有其他已知的成员不同,研究人员根据其骨骼的形态特征进行了描述,这种新人科动物仅根据其 DNA 进行了鉴定。

德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的约翰内斯·克劳泽和斯万特·帕博及其同事从西伯利亚南部阿尔泰山脉丹尼索瓦洞穴中发现的化石小指骨中获得了 DNA。这种物种无法从骨骼的形状和大小来确定——它根本不包含任何诊断性形态特征。但有充分的理由相信它来自尼安德特人或早期现代人。原因之一是,该骨骼是从洞穴的一个地层中发现的,该地层的年代介于 5 万至 3 万年前,其中包含属于与这两个群体相关的所谓中石器时代和旧石器时代晚期工业的文物。另一方面,尼安德特人和现代人是已知在此期间居住在该地区的唯一人科动物。但是,研究小组从丹尼索瓦小指骨中提取的 DNA 与先前从早期现代人和尼安德特人获得的 DNA 序列明显不同。


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研究人员专注于一种称为线粒体 DNA (mtDNA) 的 DNA。线粒体是细胞的发电厂,它们有自己独立的 DNA,与细胞核中的 DNA 分开,并从母亲传给后代。由于每个细胞都有数千个线粒体,但只有一个细胞核,因此线粒体 DNA 比核 DNA 多得多,因此比后者更有可能保存在化石骨骼中。迄今为止,科学家已经对尼安德特人和早期现代人个体的线粒体基因组进行了测序,并且这两个群体的序列差异很大。

通过比较构成丹尼索瓦 mtDNA 的遗传“字母”(或碱基对,如它们所称)的顺序与现代人和早期现代人的序列,克劳泽及其合作者发现,丹尼索瓦 mtDNA 与今天的人类不同,其字母位置几乎是尼安德特人 mtDNA 的两倍。进一步的分析表明,丹尼索瓦个体、尼安德特人和现代人最近的共同 mtDNA 祖先可以追溯到大约一百万年前(比尼安德特人和现代人最近的共同 mtDNA 祖先早两倍)。该分歧日期,该团队表示,表明丹尼索瓦 mtDNA 与 190 万年前离开非洲的直立人种群的 mtDNA 不同,也与大约 466000 年前从通向现代人类的谱系分支出来的尼安德特人祖先海德堡人的 mtDNA 不同。因此,研究人员认为,丹尼索瓦 mtDNA 揭示了一个此前未被认识到的,由一个迄今未知的类人动物群体从非洲迁徙出来的情况。(该团队暂时没有给这种生物一个正式的名称,但他们非正式地称其为 X-woman。)

宾夕法尼亚州立大学的斯蒂芬·舒斯特评论说:“他们提供的数据性质确实可以得出他们的结论”,他曾参与最近对大主教德斯蒙德·图图的核基因组以及长毛猛犸象的核基因组测序。“所有检测到的序列差异都清楚地表明,这是[人科动物]的一个新变种。”

纽约市美国自然历史博物馆的古人类学家伊恩·塔特索尔指出,这一发现不应该令人感到惊讶。“我们知道化石记录远非完整,但我们已经拥有的东西表明,[人科动物]的进化分支非常茂盛,”他评论道。“多一个分支不应该让我们消化不良。”

然而,神秘的人科动物与那些中石器时代和旧石器时代晚期的文物之间的联系很奇怪,因为在欧亚大陆的其他地方,它们只与尼安德特人和现代人的遗骸一起出现。克劳泽指出,小指骨可能起源于洞穴沉积物中较早、较深的层,并且随着时间的推移与上覆文物混在一起。然而,到目前为止,没有证据表明存在广泛的扰动。他说,另一种可能性是,这个手指骨是早期现代人的,由于他的祖先与这个此前未知的人科动物群体杂交,携带了古老的 mtDNA。

但是其他专家对该团队对其数据的解释不太确定。“我不知道——其他任何人也不知道——多少碱基对的变化会构成一个新物种”,圣路易斯华盛顿大学的埃里克·特林考斯说,他是尼安德特人和早期现代人的权威。“我希望有比 mtDNA 碱基对差异更多的证据。”

“结果并不意味着他们发现了一个新物种,而且我不认为它需要在尼安德特人之前从非洲单独迁徙出来”,威斯康星大学麦迪逊分校的约翰·霍克斯辩称,他的研究重点是人类遗传进化。“这些解释都与结果兼容,但我认为数据尚未要求它们。”霍克斯指出,mtDNA 序列的历史——这只是一个人总 DNA 的一小部分——并不一定反映物种的历史。

一个同样独特的核基因组序列将大大加强丹尼索瓦 mtDNA 代表此前未知的人科动物类型的说法。为此,克劳泽和帕博正在启动丹尼索瓦基因组项目,以从产生新型 mtDNA 的骨骼中获得完整的核基因组序列。将该基因组与他们获得的尼安德特人的完整基因组以及今天活着的人的基因组进行比较,可以深入了解定义智人的遗传变化。“最后,我们可以获得更多关于‘是什么让人成为人’这个大问题的更多信息,”克劳泽反思道。

与此同时,古人类学家渴望获得更多化石,以证实基于 DNA 的说法。如果幸运的话,今年夏天在丹尼索瓦洞穴的持续挖掘将发现更多遗骸,并让这个失散已久的亲戚露面。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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