hello大家好,我是城鄉(xiāng)經(jīng)濟網(wǎng)小晟來為大家解答以上問題,人類起源到底從什么來(他們曾來過很多人還不知道,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
北京時間2022年10月3日下午17點30分,2022年科學(xué)諾貝爾獎頒獎季正式開啟,首先公開的獎項與往年一致,仍然是諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
(資料圖)
本年度的生理學(xué)諾獎再次爆出冷門,古人類進化生物學(xué)的集大成者斯萬特·帕博獨享全部獎金,之前呼聲甚高的mRNA疫苗等成果則繼續(xù)無緣獲獎。能夠獲得諾貝爾獎委員會青睞的成果,要么是對于人類社會具有重大的現(xiàn)實意義,要么是回答了關(guān)鍵的科學(xué)問題。本年度的生理學(xué)獎成果屬于后者,它回答了“人類的基因組與其他已滅絕的古人類到底有何區(qū)別及聯(lián)系”這樣一個基本科學(xué)問題。
這篇文章將用平實的語言為您講解相關(guān)知識點,保證一看就懂。
圖片來源:諾獎官網(wǎng)
如今的人類總數(shù)擁有七十億之巨,幾乎將自己的足跡留在了這個星球的每一寸土地。但從歷史上來看,在演化過程中,人類最初的群體規(guī)模和地域分布只能說是“星星之火”——雖有燎原之勢,但想制霸全球卻仍然時機尚早,隨便一場天災(zāi)人禍就能熄滅人類演化的火種。實際上,古人類的開疆拓土可不是即時戰(zhàn)略游戲這般簡單,稍有不慎,整個族群就可能走向滅亡。我們的近親尼安德特人就沒能實現(xiàn)族群的延續(xù),在大約三萬年前消失在了歷史長河中。
一直以來,尼安德特人和現(xiàn)代人類祖先的遺傳學(xué)關(guān)系都是人們極為感興趣的話題。尼安德特人和人類擁有類似的時空演化軌跡,卻沒能最終開枝散葉,他們到底因何絕滅?而且,科學(xué)家和公眾都想知道,這些古人類近親到底是否曾經(jīng)和現(xiàn)代人類的祖先有過交集?或者更進一步,我們希望能知道,現(xiàn)代人類在這場進化比賽中脫穎而出的理由到底是什么?
尼安德特人的分布范圍,來源:維基百科
在DNA結(jié)構(gòu)和序列得到有效解析之前,以上問題只能通過考古學(xué)的遺跡發(fā)掘進行推演,缺乏關(guān)鍵性的科學(xué)證據(jù)。
DNA測序技術(shù)逐步走向成熟后,看似條件具備,但可惜的是DNA屬于大分子有機物,其在環(huán)境中的保存時間十分有限,數(shù)萬年的時光足夠?qū)⑼旰玫腄NA降解為無意義的碎片。從上世紀90年代初開始,帕博將精力集中于古人類DNA的解析,他采取了從線粒體DNA開始進行測序的策略。
線粒體DNA是細胞中的一類特殊DNA,它們的序列長度比細胞核中的DNA要短很多,遺傳信息含量也少的多,但這也意味著序列解析的難度更低。此外,細胞中含有大量的線粒體DNA拷貝,這又極大增加了解析成功的概率。
終于,帕博從一塊4萬年前的尼安德特人遺骨中,解析出了一小段線粒體DNA序列。經(jīng)過與現(xiàn)代人類和黑猩猩的對比,帕博從遺傳學(xué)角度證實了尼安德特人的遺傳學(xué)獨特性,并且還將古人類祖先與黑猩猩在進化上的分化年代確定為700萬年前。
古人類DNA極易降解或遭受污染,來源:諾獎官網(wǎng)
之后的歲月里,帕博不斷改良古人類DNA的測序方法,從各種渠道降低測序過程中來自其它生物和人類DNA的潛在污染。終于,在2010年,歷經(jīng)20年的不懈努力,帕博成功完成了一項此前被大家認為不可能完成的任務(wù)——實現(xiàn)了尼安德特人的全基因組測序。成功測序極大促進了相關(guān)研究的進展,在那之后,基因組比對技術(shù)揭示了現(xiàn)代人類祖先和尼安德特人大約在80萬年前開始分化。
帕博的工作仍在繼續(xù)。2008年,一枚4萬年前的原始人類指骨出土于南西伯利亞的丹尼索瓦洞穴,它的DNA保存情況極為完好。帕博團隊隨即對其進行測序,并且從2010年開始發(fā)表相關(guān)的基因組測序成果。令人欣喜的結(jié)果出現(xiàn)了,人們發(fā)現(xiàn),它的遺傳學(xué)特征與現(xiàn)代人類和尼安德特人均有顯著差異,一個新的古人類種,丹尼索瓦人就此誕生。
人類、尼安德特人、丹尼索瓦人以及黑猩猩的演化圖譜,來源:諾獎官網(wǎng)
丹尼索瓦人和尼安德特人一樣,都是人類已經(jīng)滅絕的近親。通過DNA測序,帕博的成果進一步揭示了現(xiàn)代人體內(nèi)含有約1%到6%的二者基因,且這種基因交換發(fā)生在約7萬年前。這證明,在過去的數(shù)十萬年間,現(xiàn)代人類祖先與以上二者存在通婚行為,二者同為現(xiàn)代人類的祖先之一。
帕博的研究成果開創(chuàng)了古基因組學(xué)這一全新的研究領(lǐng)域,它為我們勾勒出了現(xiàn)代人類的進化圖譜。
當(dāng)現(xiàn)代人類祖先走出非洲,開始向歐亞大陸擴展足跡之時,尼安德特人和丹尼索瓦人已經(jīng)分別在亞歐大陸西部和東部繁衍生息了?,F(xiàn)代人類的祖先在從亞歐大陸東端向西挺進的過程中,與以上二者發(fā)生過基因組的交流與融合,且尼安德特人和丹尼索瓦人之間也有過類似的婚配行為。
除了宏觀的進化路徑描繪,帕博開創(chuàng)的研究領(lǐng)域也讓研究獨立基因的進化成為可能,例如,2014年發(fā)表在《自然》期刊上的一項研究發(fā)現(xiàn),西藏人群和夏爾巴人群中,對高海拔表現(xiàn)出更強耐性的基因就源自丹尼索瓦人。
人類祖先與尼安德特人和丹尼索瓦人間的基因交流,來源:諾獎官網(wǎng)
帕博跨越30年的研究令上述成果的實現(xiàn)成為可能,如今我們已經(jīng)可以初步回答文章開篇的疑問,但智人為何在與其它古人類的競爭中脫穎而出仍然沒有確切結(jié)論。
有研究認為,尼安德特人雖然有使用工具的技能,但與同樣時間跨度的智人相比,它們工具本身的進化似乎要慢得多,這也許從側(cè)面佐證了智人具有更高級的智慧。無論如何,智人在演化上取得的成功有目共睹,實力也好,運氣也罷,事實如此。
在結(jié)果公布后,有記者向評委會成員提問稱:“您是否認為本年度的獲獎結(jié)果是一個冷門?”她得到的回答是,“很高興這項成果能成為屬于帕博的驚喜,這對于人類而言是一個非常重要的課題?!?/p>
帕博的研究成果讓人們得以穿越數(shù)十萬年的歲月洪荒,看到那些在演化長河中發(fā)生過并影響至今的事情,這一點本身就值得全體人類驕傲和自豪。
出品:科普中國
作者:陸修遠(生物醫(yī)學(xué)博士)
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本文就為大家講解到這里,希望對大家有所幫助。
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