丹尼索瓦人与现代人混血

丹尼索瓦人
丹尼索瓦人(Denisovans)是首个仅通过基因而非化石分类而发现的人种。虽然归类为人属(Homo),但由于缺乏物理描述,尚未被具体分类。他们的命名源自俄罗斯的丹尼索瓦洞穴,那里是首次发现丹尼索瓦人化石的地方。
事实上,最初只是发现了一块儿指骨碎片。2008年,俄罗斯考古学家在西伯利亚南部阿尔泰山脉的丹尼索瓦洞穴(Denisova Cave,以 18 世纪住在那里的俄罗斯隐士丹尼斯 Denis 命名)中挖出了这块儿骨头。但后来发现,这个来自 4 万年前的指骨化石保存了完整的 DNA 信息,并且在后来成功地扭转了人们的即成观点。
2009年,约翰尼斯·克劳斯(Johannes Krause)和付巧妹(Qiaomei Fu,中国古人类学家)尝试从这个 4 万年前的半个指骨中提取DNA。最先被测序的是线粒体DNA,结果发现,它跟一万多个现代人的DNA序列都不相同,和当时已知的七个尼安德特人DNA也不相同。根据突变累积的速率判断,这个种群的分离时间大体是在 100 万年到 80 万年前。因此,智人的基因家系图上又增加了一个更古老的分支,即丹尼索瓦人。后来,科学家们又揭示了更令人惊讶的新信息:许多现代人类既拥有尼安德特人的 DNA,也拥有丹尼索瓦人的 DNA。
图片来源:The Australian Museum
丹尼索瓦人的手指骨碎片,最初于2008年在丹尼索娃洞穴中被发现。
更让人惊讶的结果来自丹尼索瓦人跟现代人的比较。欧洲和亚洲的现代人继承了尼安德特人的一部分基因,但大部分现代人几乎没有丹尼索瓦人的任何基因。继承丹尼索瓦人基因最多的现代人是澳大利亚原住民、新几内亚人和菲律宾人,携带比例甚至高达基因组的8%;携带比例稍少一些的是波利尼西亚人和西印度群岛人。另外,今天的藏族人也从丹尼索瓦人那里遗传到一个编号为 EPAS1 的基因,让他们可以更好地适应高山缺氧环境。
根据推测,丹尼索瓦人曾经广泛分布于西伯利亚和大洋洲。也许他们走过了这样一条轨迹:30多万年前,丹尼索瓦人分化为独立人种;28万年前,他们迁徙到达东西伯利亚地区。经过8万年的生存斗争,他们取代了本土的北京直立人,成为了现在中国东北地区的人类定居者;之后,他们在亚洲大地上反复迁徙,并曾经在中国西藏和西北地区生活;在这个过程中,他们的足迹甚至还出现在东南亚和大洋洲,以及更加遥远的北美洲和加勒比海沿岸地区,他们很可能是通过白令海峡到达了美洲。在这个漫长的时光中,他们和尼安德特人以及现代人都产生了交融,并在现代人的血脉中留下了基因证据。再后来,他们的族群走向末路,在2万-3万年前,最后一批丹尼索瓦人消失在茫茫的西伯利亚冰原。
图片来源:Baidu
经过对丹尼索瓦人的 DNA 进行甲基化研究分析,耶路撒冷希伯来大学重建了丹尼索瓦人的面部。这张图像是根据一名丹尼索瓦女孩骨骼中的 DNA 重建获得,她大约生活在现今的西伯利亚,距今约5万年。这种重建技术是比较可靠的,因为科学家们还对尼安德特人和黑猩猩运用了同样的技术,这是两种解剖结构已知的物种,重建的准确率达到了 85%。相关的技术被《科学》杂志遴选为 2019 十大科研突破第二名。因此,您现在看到并不是艺术想象图,而是一位丹尼索瓦人(有一定失真)的真实样貌,她来自数万年前。
最早发现的那个丹尼索瓦人指骨化石已经被彻底破碎,用以提取DNA。现有(2023),关于丹尼索瓦人的全部有形证据只剩下两颗牙齿。不过依靠现代技术对 DNA 的解读和研究,我们仍然可以从时间和空间上,来重现史前人类种群的经历和关键事件,包括他们的迁徙、分裂、重逢,以及人口瓶颈和扩张。
2018年8月,《自然》杂志发表的一篇报告为我们提供了一个非常有趣的发现:古人类学家成功地在西伯利亚阿尔泰地区(Altay)的一个山洞中发现了一名13岁少女的化石(见上图)。根据古基因组测序,她的母亲是尼安德特人,而父亲却是丹尼索瓦人。她从父母双方各遗传了一套完整的染色体,也就是说,这位女孩是尼安德特人和丹尼索瓦人交配后所产生的第一代混血儿。
图片来源:Archaeology
在西伯利亚阿尔泰山洞发现的,距今约 9 万年前的一位少女骨骼化石碎片,她去世时的年龄为 13 岁。经全基因组的多次测序确认,她是一位尼安德特人妈妈和丹尼索瓦人爸爸的后代。
这些线索确定无疑地证明了,在距今大约3万-10万年前的更新世晚期,欧亚大陆上一定同时存在着(至少)三个人种:即尼安德特人、丹尼索瓦人,以及晚期智人(现代人),并且三者之间的交往和交配也相当频繁。不过最新的研究也表明,这三个人种之间的生殖隔离在当时是处于扩大状态的,混血后代们的生育能力会比较差,特别是男性。这导致的结果便是,这些不同的人种很可能会演化成不同的物种,只要有足够的时间来让彼此完成分化。
图片来源:兰州大学新闻网
丹尼索瓦人出土化石非常稀少,最初全部的发现均位于阿尔泰的丹尼索瓦洞穴。在2019年英国《自然》杂志发表了一篇重要研究报告,公布了在甘肃夏河县发现的丹尼索瓦人半个颌骨和两颗臼齿的化石,上图是基于 MicroCT 扫描数据重建后的夏河丹尼索瓦人下颌骨模型。报告由陈发虎院士领衔的兰州大学环境考古团队以及几位西方专家合作完成,其成果表明,这个人种曾经分布很广,从西伯利亚、青藏高原,一直到东南亚和大洋洲。经过测定,夏河化石的年代约为 16 万年前,而最早的现代人是在大约 4 万年前才抵达青藏高原的,因此丹尼索瓦人有更长的时间来适应高海拔的低氧环境,并将突变基因 EPAS1 传递给了后来的现代人。
图片来源:《人类起源的故事 : 我们是谁,我们从哪里来》 大卫·赖克
不同区域的当今人类中,携带来自丹尼索瓦人血统的比例。请注意,全黑表示 5%,而不是 100%。
参考资料
《祖先的故事》[英]理查德·道金斯 [英]黄可仁;许师明[译] 郭运波[译];中信出版集团出版 2019-07
《人类起源和迁徙之谜》李辉 金雯俐;上海科技教育出版社 2020-12
《智人之路:基因新证重写六十万年人类史》[德]翰内斯·克劳泽 [德]托马斯·特拉佩著;王坤[译];现代出版社 2021-04
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