古老的牙齿蛋白表明，直立人可能在当今人类中留下了遗传遗产
在中国东北发现的哈尔滨头骨最近被确定为可能的丹尼索瓦人。来源：傅等，细胞，CC BY-SA
（化石网cnfossil.com）据《对话》（莎莉·克里斯汀·雷诺兹）：在20世纪的大部分时间里，人类起源的模型是一棵树：树干分成枝条，再变成细枝。每个人类亲属（古人类）物种都是整齐的单一分支。
本科时，我被教导智人是非洲起源、遍布全球并取代所有遇到的古老人类的分支之一。
尼安德特人、直立人和其他古代亲属在进化上是死胡同——不幸的表亲，没有留下后代。自从我离开大学的30年里，这些早期的教训现在已经被彻底修订了。
这个巧妙的替代故事现在完全错误，这在很大程度上要归功于中国科学院傅巧美本周在《自然》杂志发表的研究。这篇论文实现了十年前看似不可能的事：从远远超过DNA年代的直立人化石中恢复了有意义的生物学信息。
团队没有提取基因序列，而是从三个中国遗址——周口店（20世纪初出土了被称为“北京人”）、河县和孙家洞——六颗牙齿的牙釉质中提取了古代蛋白质，这些遗址均可追溯到约40万年前。
直立人被广泛认为是第一个离开非洲的古人类;证据表明该物种近两百万年前已进入欧亚大陆。它依然是有史以来地理分布最广的人类祖先。这项新研究表明，直立人大约在40万年前与东亚的丹尼索瓦人进行了基因交换（很可能通过杂交）。
研究表明，部分遗传遗产现在看来已经传给了菲律宾、巴布亚新几内亚以及整个东南亚的在世人群。
牙釉质是人体最坚硬的组织，其蛋白质在DNA分解到无法恢复后仍能存活很久。团队在这些蛋白质中发现的内容令人震惊。这六个标本都共享一种此前未知的氨基酸变异——一个微小的分子特征，蛋白质序列中唯一的字母变化，从未在其他活着或死去的古人类中见过。
这一变异将这些东亚直立人归为一个独立群体，确认了它们的身份，并解决了关于这些罕见赫西亚化石是否真的是直立人（Hexian）的长期争论。然而，它们共有的第二个变异并非直立人独有。
它也出现在丹尼索瓦人中——一个神秘的古老（非智人）人类群体，主要来自西伯利亚的一个洞穴。相应的遗传变异在现存人群中以21%的频率出现在菲律宾，印度约为1%，分布模式与我们预期的通过丹尼索瓦血统进入现代人类的模式相符。
最合理的解释是，东亚的直立人种群通过杂交将这一变异传给了丹尼索瓦人，丹尼索瓦人随后又将其传给了现代东南亚人和大洋洲人的祖先。这种遗传物质从一个物种转移到另一个物种的过程被称为渗入。
我们曾以为是死胡同的血统，实际上在活体人类基因组中留下了一条微小但可检测的痕迹——一条连接北京人牙与亚洲人类之间的分子线索。
模式重复
但今天论文的重要性远远超出了具体的变异株或涉及的具体人群。这实际上表明，古老人类谱系之间的杂交并不罕见。这成了例行公事。
我们从基因组学上研究过的每一个主要古人类谱系都显示出混合。非洲以外的现代人类携带约2%的尼安德特人DNA。巴布亚人和澳大利亚原住民还拥有另外2%–5%的丹尼索瓦血统。
西非人群携带着来自未确认的古老谱系的遗传特征。即使是丹尼索瓦人自己，正如今天的研究进一步加分的，也接受了来自更古老、更分化的生物——很可能是直立人（H. erectus）的基因流。
2019年《美国体质人类学杂志》的综述记录了至少三次丹尼索瓦族类人群向东南亚和大洋洲祖先的深入渗透事件，其中一些发生在2万年前。画面并非纯净的血脉，而是一张跨越数百万年的错综联系与交流网络。
其影响深远。我们的基因组并非非洲单一未断裂谱系的产物。它们是马赛克，由多个古老群体的贡献组成，各自适应了各自的区域环境。
例如，巴布亚基因组中一些丹尼索瓦起源的变异似乎影响免疫功能。如今发现的直立人衍生变异具有未知的功能影响——这仍是一个未知的问题——但其他基因变异的基因基因从一个物种传递到另一个物种的先例表明，适应新环境可能是其中一部分。
幽灵族群
也许最引人注目的是，这篇新论文对我们尚未研究的所有人群所暗示的意义。直立人在印度尼西亚存活到大约10万年前。佛罗勒斯人，这个体型矮小的“霍比特人”物种，在现代人类到来时就已经存在于弗洛勒斯岛。另一个人类谱系——吕宋人（Homo luzonensis）曾居住在菲律宾。
这些群体中没有一个获得过DNA，直到今天也没有任何分子数据。他们是否也至少部分被取代他们的人类群体吸收？到目前为止，活体人类的基因组证据尚未清晰检测到他们的信号——但直到最近可用的工具都只是钝器。
今天论文中展示的蛋白质组学方法为前进提供了方向。如果在40万年前能从直立人牙釉质中提取蛋白质，那么对floresiensis和luzonensis材料采用同样的方法，或许最终能揭示这些谱系是否也对后来的人类有所贡献。
“树”这一老比喻——一根树干分枝成不同物种——在科学文献中已被悄然取代。更可能更适合将这一过程看作一条交织的河流，许多河道部分相连部分分开，连续交换水。
这项新研究再次证实了古代人类消失时，他们会留下自己的痕迹。
