老祖宗「浪」得很！不然現代人基因怎麼有這麼多來源？

知識 01-22

到底誰是人類的祖先？曾經有很長的一段時間，科學家認為生活在距今12萬到3萬年前的尼安德特人是現代歐洲人的祖先。

但是，一門叫做分子人類學的學科，逐漸顛覆了科學家的認識——尼安德特人不能算祖先，最多可以算個親戚。不過，這位親戚，確實在現代人類的基因中，留下了不可磨滅的印記——不只是歐洲人，我們的基因里也有。

尼安德特博物館所重建的男性尼安德特人。圖片來源：wikipedia 用戶:?kologix

分子人類學通過分析人類基因組和DNA遺傳信息，來探索人類起源、民族演化等多方面多層次的問題。而在分子人類學的研究中，最常用到的兩個遺傳標記，就是線粒體DNA和Y染色體DNA。

線粒體是細胞內的「能量工廠」，包含有少量的遺傳物質，叫做線粒體DNA。線粒體DNA最神奇的地方是它只能通過母親傳給下一代。雄性的線粒體只伴隨男人生活的一生，然後終結，是嚴格的母系遺傳。與之相對應的是Y染色體DNA，只能由父親傳遞給兒子，是嚴格的父系遺傳。

線粒體DNA和染色體DNA都是單倍體，也就是說在我們的身體裡面只有一份，不會發生複雜的基因同源重組。所以，這兩種DNA更加完整、直接地記錄了人類父系或母系的遺傳信息。分析它們，就能追溯人類的進化歷史[1]。

分子人類學幾十年的研究，慢慢地改變了一些之前考古學得到人類起源的假說。目前有一點是公認的，那就是現代的人類確實都起源於非洲：無論是現在的非洲人，歐洲人，亞洲人還是美洲人，現代人類的祖先都來自非洲。但是和之前猜想完全不一樣的是，現代人類的祖先離開非洲的時間，要比之前猜想的要晚很多。

大約20萬年之前，非洲出現了現代人類的祖先；大約六萬年前，人類的祖先第一次離開非洲大陸，向其他的大陸遷徙[2]。從那之後，一批一批的人類離開了非洲，不停的遷徙到世界的各個角落。

他們何時離開非洲？

根據化石推測，北京猿人生活在距今70萬到20萬年前，也就是說他們離開非洲的時間遠遠早於現代人類的祖先。同樣的，雖然很多尼安德特人的化石來自距今4萬-2.3萬年前，雖然那時候人類的祖先已經離開了非洲大陸，但是尼安德特人在12萬年前就已經開始統治歐洲、北非還有西亞了——也就是說，尼安德特人的祖先也要早於現代智人的祖先離開非洲。所以，北京猿人和尼安德特人都不是我們的祖先。

更加可能的場景是，歷史上有很多類似於人類的物種生活在非洲大陸上，從距今70萬年之前的某個時間開始，這些物種不斷的向世界各地擴散，在遷徙的過程中，很多物種滅絕了。

人類的祖先從6萬年前的某一天開始，一批批的離開非洲大陸，並且慢慢的征服了世界。也是那些物種中，唯一生活到現在的智人。所以北京猿人最多算人類的遠房親戚，尼安德特人算是我們關係比較近的親戚，但是他們都不是現代人類的直接祖先。

而人類能進化到今天，在生物界佔據統治地位，最根本的原因我們發明了農業[2]。正是農業的出現，讓我們擁有了更好的適應世界，改造世界的能力，成為今天的人類，而其他的遠近親戚，則在時間的長河裡消失了。

智人之間發生了些什麼？

這其中的所有細節還不是百分之百的清楚，這也正是很多科學家試圖解答的問題。隨著研究越來越深入，科研人員越來越意識到我們的祖先和生活在當時身邊的各種其他智人有著緊密的聯繫。

最近紐約州立大學布法羅學院的一項研究中推測，我們的祖先在離開非洲之前就已經普遍開始和其他智人交換基因了。證據，就完整地保留在我們的身體里。科研人員研究了我們唾液中一種叫做MUC7蛋白的進化。MUC7蛋白是我們唾液中一種常見的蛋白，它能幫助我們的唾液保持粘性，同時可以抑制致病菌在我們口腔中的生長，對身體健康有著重要的意義。通過比較全球2500個人MUC7中包含的蛋白基因，科學家希望能夠得出這個重要蛋白基因進化的過程。結果，卻出乎意料。

在被分析的2500個現代人中，來自撒哈拉以南非洲人群的MUC7基因和全球其它地方人群的MUC7基因完全不一樣，反而和很多已經滅絕的智人的基因更加相近（比如說尼安德特人）。

科研人員推測，撒哈拉以南非洲人群中的MUC7基因來自一種至今還沒有被發現的智人。通過計算基因的突變率，研究人員推測，這個基因大約在15萬年前被引入到了現代人的基因組上。這就得出了前面提到的推測——我們的祖先在離開非洲之前，就和其它智人物種之間發生了廣泛的基因交換（突然覺得我們的祖先有點亂）[3]。

撒哈拉以南非洲人群中MUC7基因（Group 7）明顯不同於世界其他地方人的基因。圖片來源：參考文獻[3]

離開非洲後呢？

很多研究發現的答案似乎是肯定的，只是，目前我們還不知道很多的細節。比如華盛頓大學之前的一項研究中，通過對比尼安德特人和現代人的基因組，科學家發現，在我們現代人的基因組中，有1%－4%的基因是來自尼安德特人的。也就是說，在進化的過程中，現代人的祖先和尼安德特人就曾發生過基因的交換[4]。

而在最近一個關於尼安德特人基因組的研究中，科學家們測序了一個5萬年前，生活在現在克羅埃西亞地區的尼安德特女性的基因組。結果進一步證實了生活在歐亞大陸上的現代人類確實攜帶著尼安德特人基因，而且這些基因在我們的生活中扮演著重要的角色——尼安德特人的基因可能和我們身體的過敏反應和抑鬱有關，並參與著維他命D和膽固醇的代謝，甚至可能和某些免疫疾病有關[5]。

丹尼索瓦人和現代人類有何關係？

丹尼索瓦是尼安德特人的近親，是由同一先祖衍生的兩個分支[6]。理論上來說，既然是同一個祖先演化而來的兩個不同的分支，那無論是基因組DNA還是線粒體DNA兩個物種都應該更加的相近，但是一直令科學家不解的是，丹尼索瓦人的基因組確實和尼安德特人更相近，但他們的線粒體DNA卻不相近。相反的，尼安德特人的線粒體DNA和現代人類更加的相近，這又是為什麼呢？

不久前發表在自然通訊上的一篇來自德國馬普所（Max Plank Institute）的文章，又為這個問題提供了一些新的線索。

實驗中科研人員通過測序一個來自12萬年前的尼安德特人化石樣品中的線粒體DNA。通過和現代人類已及丹尼索瓦人線粒體DNA進行比較，科研人員推測，在距今47萬到22萬年前，一個和人類祖先比較接近的智人離開非洲，到達了歐洲。那個時候尼安德特人已經在歐洲生存了一段時間。兩個物種間發生了基因的交換——和我們祖先接近的智人改變了尼安德特人的線粒體DNA，但是他們的基因卻沒有改變尼安德特人的基因組DNA。結果就是被改變的尼安德特人的線粒體DNA和現代智人更加的接近，沒有被改變的基因組DNA還和原來的丹尼索瓦人基因組更接近[6]。