人类如何“走出非洲”?基因变化 加快种群分离速度
2016-09-23 10:18:36   来源:新华网
内容摘要
英国《自然》杂志网络版2016年9月21日发布的3篇报告对来自超过280个不同人类种群的高质量个体基因组进行了分析,这些研究成果为现代人类走出非洲的学说提供了新线索。

智人是生物学分类中“人属”中的一个“种”,是目前全人类共有的生物学名称。关于智人最早起源的地点,科学界的观点并不一致。基于化石和基因分析,目前较有说服力的一个观点是人类起源于东非。而现代人类种群由非洲向外扩张的时间和路线也无定论。

在第一篇报告中,包括美国哈佛大学医学院学者的团队分析了300人的基因组序列,他们来自142个不同种群,这些种群通常在大规模研究中较少覆盖。研究人员描述了分析显示的一系列人类遗传多样性特征,发现人类种群至少在20万年前就开始从非洲分离,自那以后,基因突变累积速度在“非非洲人”中提高了约5%。

对此,研究人员认为一种可能的解释是,分离后,“非非洲人”代际时间缩短从而提高了基因变化的速度。

1.jpg


在第二篇报告中,丹麦哥本哈根大学学者埃斯克斯·威勒斯雷夫、安娜-萨福·马拉斯皮纳及其同事测定了澳大利亚大陆83个当地土著和巴布亚新几内亚高地上25个人的基因组序列。所得数据显示,澳大利亚土著和巴布亚新几内亚人的祖先在5万多年前与欧亚种群分离。

另外一篇报告中,爱沙尼亚生物中心学者卢卡·帕加尼及其同事在已有数据集基础上,新增了来自125个种群的379个基因组。他们发现,现代巴布亚人至少2%的基因组显示其祖先来自一个分离自非洲人的独特种群,并且时间上要早于欧亚人。这项发现证明,约12万年前人类走出非洲的那一波大迁徙中,一部分人抵达了巴布亚新几内亚并在那里定居。

《自然》杂志配发的一篇评论文章说,这些研究提供了清晰的人类基因多样性图谱,“让我们得以在人类走出非洲这件事上得出新的结论”。不过文章也指出,虽然这些研究填补了人类演化史上缺失的一些元素,但仍有大量谜团尚待解答。


气候剧变让非洲 成为人类发源地

当今世界,全球气候变化对人类及人类社会的影响有目共睹,但人们很难想象,数千万年前的全球气候剧变会对人类产生多大影响。

近日,《科学》杂志发表了中科院古脊椎所倪喜军研究员及其团队的研究成果:发生于3400万年前的全球气候变化改变了灵长类的演化轨迹,甚至关系到人类的非洲起源。这篇论文报道了发现于我国西南的距今3400万年的6种灵长类化石新属种。研究者在大数据系统分析的基础上,确定了这些新化石以及发现于缅甸、埃及等地的、相近时期灵长类化石的演化支系,进而分析了灵长类的系统演化对全球气候变化的应对模式。

在距今3400万到5600万年前的始新世(地球地质历史时期),地球上的气候大都是温暖湿润的,地球就像个大“温室”,茂密的森林覆盖了地球的大部分陆地,热带丛林的标志性植物——棕榈树,一度分布到北极圈。多种多样的早期灵长类动物,几乎生活在所有大陆上。

大约3400万年前,在始新世向渐新世过渡阶段发生的全球气候剧变,彻底改变了地球生态系统,标志着始新世的结束和渐新世的开始。这一转变并非发生于一夜之间,而是持续了40万年。在这段时间里,南极的冰盖急剧扩大,海平面急剧下降,森林大面积消失,热带雨林退缩到低纬度地区,干旱开阔的生境急剧扩展,地球由此从大“温室”变成了大“冰屋”。很多物种从此灭绝,一些新物种则由此产生,地球上的动物群和植物群近乎重新洗牌。这一变化是全球性的,在欧洲被称为“大间断”,在亚洲北部则被称为“蒙古重建”。

2.jpg


灵长类是对温度非常敏感的动物,始新世到渐新世过渡期的干冷气候,导致灵长类大量灭绝。原来繁盛于北美、亚洲北部和欧洲的灵长类近乎完全灭绝。在非洲北部和亚洲南部仍然保留有热带丛林的区域,灵长类得以幸存,但灵长类动物群经历了显著的再组织过程。在非洲,狐猴型的灵长类几乎完全绝灭,而类人猿的多样性急剧增加。亚洲的情况则相反,狐猴型的灵长类几乎没有受到影响,但是类人猿的种类急剧减少。

受迫于古气候环境剧变的压力,动物演化支系发生了明显的再组织,倪喜军和团队把这种现象归结为“演化滤器”效应。始新世至渐新世过渡期这个“演化滤器”,强烈影响了灵长类动物的宏演化,使演化轨迹发生巨大改变,这一变化直接导致现生类人猿主要支系的产生。

最早的类人猿化石出现于4500万年前的亚洲,但在经历了始新世至渐新世“演化滤器”作用之后,亚洲类人猿走向灭绝,非洲类人猿却走向繁盛,最终在非洲演化出各种猿类以及人类。

为何经过“演化滤器”的“过滤”,在亚洲和非洲产生了不同的结果?除了亚非两地植被和古环境背景的差异外,值得注意的是,随机因素可能起到非常重要的作用。果真如此,对于今天的人类来说,最好的办法也许是尽力避免气候环境发生剧变,让不可控的、随机起作用的“演化滤器”在人类尚未准备好之前避免发生作用。


中国发现17.8万年前人类牙齿:早于人类走出非洲时间

鲨鱼的牙齿可以无限次的再生,英国科学家最近发现人类也有让鲨鱼无限次长牙的基因;如果能找到微调基因的方法,说不定人类也可以像鲨鱼一样,牙齿掉了随时可长出新牙。

据报道,英国谢菲尔德大学(University of Sheffield)的科学家弗雷泽博士(Dr Gareth Fraser )的研究团队发现,4.5亿年前,人类跟鲨鱼有着共同的祖先,虽然经过那么长时间的演化,这些共同基因都还存在着。弗雷泽博士相信,这意味着人类具有牙齿再生的能力,未来人类在恒齿之后再长出新牙不再只是梦想。

3.jpg


弗雷泽博士表示,让鲨鱼可以无限次地掌新牙的基因多达400种,而人类让牙齿再生的特殊细胞可能都已经死了或是处于休眠状态,才无法让人类在长出恒齿之后再长出牙齿。而要让这400种基因再产生互动,需要找到新的方法让基因微调才可能,这可能得花上很多年的时间才能做到。


人类与猿类于1000万年前在非洲“彻底分家”

据英国每日邮报报道,目前,科学家最新研究表明,非洲发现的哺乳动物骨骼化石属于一种远古猩猩,暗示着1000万年前早期人类与类人猿出现进化分离。

科学家在埃塞俄比亚阿尔法裂谷Chorora Formation发现了远古猩猩牙齿化石,其历史可追溯至大约800万年前,研究小组认为,早期人类和类人猿的进化分离至少出现在1000万年前。

4.jpg


研究人员指出,这一最新证据表明早期人类源自非洲,而不是许多人所认为的欧亚大陆。这项发现暗示着牙齿化石可能是撒哈拉沙漠发现的最古老哺乳动物化石,使科学家相信类人猿和早期人类起源于非洲,而不是欧亚大陆。这项研究或将帮助揭晓人类最早进化的时间和地点。

1200-700万年前古生物学记录是至关重要的,将说明非洲猿和人类的起源问题,但是在撒哈拉以南非洲地区很少发现该时期的化石证据。目前,这项研究报告发表在近期出版的《自然》杂志上。

(如需转载,请注明来源自 万万博体育登录网