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Science杂志2011年度十大科学进展之——人类的起源之谜

收藏 打印 发给朋友 来源: 中国化石网 网站编辑:杨毅
热度283票 浏览11050次 时间:2011年12月31日 10:45

每年年底,Science杂志都会按惯例评选出十大科学进展。上周Science杂志公布了该刊评选出的2011年度十大科学进展,其中名列第一位的是生物学方面的成果:HIV临床试验,其它生物学相关的包括:人类起源之谜,光合蛋白II,微生物组新发现,重要的疟疾疫苗,清除衰老细胞,生物类占据了十大科学突破的六成,由此管中窥豹,可见一斑。

人类寻找自身起源的探索从未停止过,自DNA遗传等方面的技术发展以来,这一领域的研究更是蓬勃发展起来,今年几项成果为我们更进一步探究人类起源带来了新信息,为解开进化之谜提供了更多更新的思路。

通过研究古代和现代人类的遗传编码,研究人员发现,许多人现在仍然携带着从远古人类——诸如亚洲神秘的丹尼索瓦人以及至今仍未发现的非洲的人类祖先——那里继承的DNA变异株。今年的一项研究揭示了远古人类是如何塑造了我们现代人的免疫系统的,而一项对南非的源泉种南方古猿的化石分析显示,这些古代的人科动物兼具原始的和智人样的特质。

远古人类在非洲的繁殖

Genetic evidence for archaic admixture in Africa

来自亚利桑那州大学的研究人员发现非洲的古人属动物可能曾经杂交繁殖。这项研究在当代人类人群中发现了前者的基因。

Michael Hammer及其同事从CEPH人类基因组多样性库中收集了DNA样本,然后对基因组的60多个中性区域进行了测序,他们把重点放在了3个撒哈拉以南非洲人群上,这3个人群分别是Mandenka、Biaka, 和 San。

研究人员寻找了表明古代杂交繁殖的不寻常的模式,诸如大块的趋异的DNA序列。由杂交繁殖造成的遗传物质的混合的信号在Biaka 和San人群中特别强烈。对一个趋异的单体型的更广泛调查显示,它在来自非洲中部以西的Pygmy人群中最明显。

另一个趋异的单体型几乎仅限于非洲中部的Mbuti人群,在这个人群中它的频率是14.8%。这组作者说,考虑到Mbuti人与其他Pygmy人群以及邻近的非Pygmy人群相对隔绝,这些发现提示非洲中部可能是一种如今已经灭绝的与现代人杂交繁殖的人属物种的故乡。

这些发现反驳了长久以来人们持有的一种看法,即古代人科动物没有与智人杂交繁殖就灭绝了。由于其他的研究也提供了非洲以外的现代人与古代人科动物(如尼安德特人)杂交繁殖的证据,研究人员提出今天的所有人可能都携带了来自如今已经灭绝的人属物种的基因。

远古人类的免疫系统

The Shaping of Modern Human Immune Systems by Multiregional Admixture with Archaic Humans

看来某些现代的人类可能需要感谢--至少是部分感谢--他们远古的祖先:丹尼索瓦人和尼安德特人,因为这些祖先给了他们令人满意的强健的免疫系统。

根据一项新的研究披露,早期现代人和这些先祖人类的某些基因混合可能第一次给现代人类的基因组中引进某种形式的HLA-B基因,HLA-B基因以其在免疫防御中所起的作用而著称。 该基因接着在欧亚地区的这些基因混合人群的后裔中扩散开来。

Laurent Abi-Rached及其同事进行了人群的遗传学研究以追踪这种HLA基因在早期人类的历史进程中的不同的组合途径。 他们发现了源自丹尼索瓦人和尼安德特人的古老的HLA基因形式,这些基因最终进入到现代的欧亚人群和南太平洋人群的基因组中。

研究人员提示,现代人在他们走出非洲的时候在西亚从丹尼索瓦人那里获得了一种特殊形式的HLA-B,而丹尼索瓦人的免疫系统可能在那个时候已经较好地适应了当地的病原体。 这些发现揭示,远古人类的有限量的杂交繁殖加上自然选择可能对非洲之外的现代人群的HLA免疫防御系统产生了重大的影响。 他们说,如今,这些远古HLA基因的新的形式和组合可在超过一半的现代欧亚人的基因组中看见。

尼安特人的基因交换

Strong reproductive isolation between humans and Neanderthals inferred from observed patterns of introgression

群体间基因交换的情况并不少见,比如近期就有研究人员证实猪流感病毒已与甲流病毒发生基因交换,这种病毒基因交换导致基因从一个物种跃迁至另一个物种,并互相交换基因形成新病毒。物种间的基因交换将对于这些物种的进化具有巨大的影响。

之前的研究曾显示非非洲人群基因组的2%到3%可能来自尼安德特人,这与传统的版本“走出非洲”的人类进化模型不同。为了能搞清楚其中的真相,在这篇文章中,研究人员收集了现代法国人和中国人的DNA样本,并进行分析,结果发现在大多数情境中,尼安德特人和现代人之间杂交繁殖的成功率很可能不到2%。也就是说尼安德特人和人类只有很罕见的杂交繁殖的情况,这或者是因为他们不常交配,或者因为他们的交配不常产生有繁殖力的后代。

研究人员利用一种计算机模型根据不同水平的杂交繁殖估计了可能在现代人身上存在的尼安德特人世系的数量。该模型模拟了从5万年前开始现代人从非洲东北部扩展开来之后尼安德特人和人类的可能的冲突。

他们发现即便是稍微大一点的成功率也会导致尼安德特人和人类基因组发生高程度混合。不同的尼安德特人基因特征应该存在于欧洲人和亚洲人中间,这是由于在这些人群分离之后的两个独立的基因混合事件。研究人员认为,这些结果提示人类与尼安德特人杂交繁殖是有限的,这与此前线粒体DNA的研究结果相符。


生物通 万纹

TAG: 科学 人类
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