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最古老人类DNA带出未解之谜,古线粒体DNA加深对

发布时间:2019-05-06 17:31编辑:中国制造浏览(171)

    文章题图:shutterstock友情提供

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    斯坦福大学人类遗传学家Carlos Bustamante表示,幽灵人种是统计模型得出的结论,当来自化石的基因数据缺失时就需要谨慎处理。

     

    德国蒂宾根大学的Cosimo Posth、 Johannes Krause和同事重新建立了一根从德国西南部Hohlenstein—Stadel洞穴中发现的古人类股骨的完整线粒体DNA基因组。这一样本呈现了至今找到的尼安德特人线粒体DNA中年代最久远的分支。这项发现表明,晚更新世尼安德特人的线粒体DNA起源于27万年前来自非洲的基因流动,而这些尼安德特人的mtDNA可能替代了更早期的丹尼索瓦人的线粒体DNA分支。这些发现给人们带来了尼安德特人演化过程的新知识。作者也提出,虽然对核DNA的分析可能会带来更多关于尼安德特人、丹尼索瓦人与现代人类之间的基因组联系,但是从这根古人类股骨中提取的核DNA保存得并不完好,要恢复其完整的基因组十分困难。

    这些进步推动了古遗传学的繁荣。去年,研究人员发现了两种有记录的最古老基因:一匹埋葬在加拿大永久冻土层中约70万年前的马基因以及来自西班牙洞穴约40万年的人类近亲基因。

    这段DNA是公开发表的最古老的人类DNA,将纪录提前了足足30万年。但是研究者对此困惑不已,因为他们原以为这是和尼安德特人相关的骨骼。伦敦自然史博物馆的古人类学家克里斯·斯特林格(Chris Stringer)说:“这不在我预料之中,这不在任何人预料之中。”

    本报讯 一根在德国西南部发现的古人类股骨,被证明携带了大约27万年前尼安德特人的线粒体DNA。相关成果7月4日发表于《自然—通讯》,它进一步精确了非洲基因流动至尼安德特人的时间。

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    皮耶博的小组有望在一年后成功提取并分析核基因,那时可能提供更多的信息,解开这一谜团。

    Stadel 洞穴 图片来源:《自然—通讯》

    渐渐地,新的研究人员正在进入该领域。Bustamante开玩笑道:“如果我能进入,那么任何人都可以。”他的研究最初集中在现代人类的祖先。而几年前,他接到一个有关木乃伊的电话。一个国际研究小组测序了冰人奥茨的基因,冰人奥茨是一具1991年发现于意大利提洛尔阿尔卑斯山的5300年前的冷冻尸体。研究人员想知道Bustamante是否能帮助他们弄清楚冰人的祖先。他们表示,奥茨与生活在撒丁岛和科西嘉岛的现代人的关系,比同欧洲中部人的关系更近,这表明,在他还活着时,欧洲人看起来与现在非常不同。

    股骨里提取核基因很难,而线粒体基因传女不传男,因此它不如核基因那么好使,这个结论不足以确凿无疑地说骨坑人就是更接近于丹尼索瓦人。但这也很让科学家头大了。学界给出了好几种解释。

    古线粒体DNA加深对尼安德特人演化认识

    更值得注意的是,从那时起,化石研究将不再是探索灭绝生命的唯一方法。美国加州大学伯克利分校遗传学家Russell Higuchi和Allan Wilson及其同事在有关斑驴的论文中提到:“如果人们证明DNA能长期存活是普遍现象,古生物学、进化生物学、考古学和法医学等领域将受益匪浅。”

    一种是线粒体基因丢失说。之前的研究表明,尼安德特人和丹尼索瓦人在约70万年前有共同祖先。因为线粒体基因会因偶然因素丢掉(比如某位母亲生的全是儿子,虽然她的核基因能顺利传下来,但线粒体基因却全丢了),所以也许骨坑人和丹尼索瓦人都保留了很久,而尼安德特人却早早丢失了它。

    对核DNA的分析预测,现代人类从距今约76.5万年前到55万年前在演化上与尼安德特人和丹尼索瓦人分离,而线粒体DNA显示,现代人类和尼安德特人之间存在更紧密的联系。虽然从非洲古人类到早期尼安德特人的基因渗透(一个物种的基因进入另一个物种)被用于解释这种差异,但由于化石稀少,不确定性仍旧存在。

    幽灵人种的线索还隐藏在古DNA中。在分析尼安德特人和丹尼索瓦人高质量基因时,Reich和加州大学伯克利分校的Montgomery Slatkin领衔的研究小组发现了一个特殊模式:今天撒哈拉以南地区的非洲人跟尼安德特人的关系比跟丹尼索瓦人的关系更近。但来自其他古老基因的证据显示,这两个古老人群与现代非洲人有相同的联系。在权衡可能性后,科学家认为他们可能发现了另一个幽灵人种。

    中国赌城 3尼安德特人和丹尼索瓦人在约70万年前有共同祖先,而约40万年前的欧洲“骨坑”人的mtDNA却与丹尼索瓦人关系更近。图片来源:Nature

    中国赌城,《中国科学报》 (2017-07-06 第2版 国际)

    这是一种头部长有斑纹并生着驴屁股的奇特的马,最后一头斑驴死于1883年。一个世纪之后,研究人员出版了约200个斑驴核苷酸序列,这些序列取自一块有140年历史的斑驴肌肉。这些DNA碎片(来自死亡已久的生物体的遗传秘密)揭示,斑驴与山斑马截然不同。

    可是,丹尼索瓦人生活在数千公里之外的亚洲,时间上也晚好几十万年。

    《中国科学报》 (2014-04-03 第3版 国际)

    另一种是杂交说。离骨坑不远处曾发掘出称为“前人”的古人类,他们是直立人的后裔。也许某个丹尼索瓦人和骨坑人的祖先种群曾经和前人杂交,从而获得了这种线粒体;而尼人则被排除在外。先前的研究表明丹尼索瓦人确实曾与某种神秘人类有混血,但还不知道是谁混的。

    Reich小组正在分析拥有丹尼索瓦人DNA的人类的基因特征,以便找出丹尼索瓦人何时与该神秘人种发生混合。Paabo实验室的阿塔普埃尔卡山人基因研究也可能发现了线索。

    古生物学家从一根来自西班牙的40万年前的股骨中提取出了DNA,发现当时居住在欧洲的人类和亚洲的丹尼索瓦人(Denisova hominin)有出乎意料的联系。

    能隔离、测序和解释被时间摧毁的古DNA链的技术革新带来了这些飞跃。研究人员能从更古老、更腐朽的残余物里找到DNA,以探索早已死去的人和其他生物的秘密。现在,古DNA能从专家的清洁室转移到考古学家和人类遗传学家的实验室,在斑驴研究30年后,《自然》杂志期待一窥该领域的未来。

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