人类
2014-02-27
人类
欧洲人的根源
关于现代欧洲人的历史和欧洲农业的传播,传统上一直持这样一种观点:大约8500年前,世界上第一批农民从近东地区穿过如今的希腊和保加利亚涌入欧洲。之后,这些所谓的新石器时代革命的先驱者接管了欧洲的每个区域,渐渐取代了生活在那里的狩猎采集者,后者最终在2500年后到达了欧洲西北部遥远的角落。如果情况果真如此,那么现代欧洲人的DNA大多可以追溯到当初的近东农民。然而,近期研究者通过建立大型古DNA数据库,提取德国Mittelelbe-Saale地区25个站点的364个人的线粒体DNA,该地区在7500年到3500年前存在至少9种古代文明。基于人类骨骼和文物之间的关系,研究者将具体的基因标记与许多文明建立了对应联系。另外,他们还加入了从欧洲和亚洲古代骨架中提取出的198个线粒体DNA样本,以及现代欧洲人和亚洲人的68000个线粒体DNA序列。然后通过追踪线粒体DNA遗传标记的分布和频率,梳理出4个人口迁移事件。
最古老的一次迁徙是在约7500年前农民首次从近东迅速涌入欧洲,当时线纹陶器文化(LBK)的拥有者种植谷物、养牛并制作陶瓷。第二次迁徙开始于约6000年前,欧洲中部的农民蔓延至斯堪的纳维亚半岛,在那里他们与狩猎采集者混合生活,逐步产生了漏斗颈陶文化。约1000年后,具有农民和狩猎采集者混合基因的农民从斯堪的纳维亚半岛迁徙回到欧洲东部,使基因谱系进一步复杂化。第三次迁徙发生在约4800年前,将另一批农民从东方带到了中欧。而在4500年前的第四次迁徙中,使用金属工具的伊比利亚半岛钟杯战斧文化的农民,涌入了欧洲大陆中心。其中,最后两次迁徙极大地影响了现代欧洲人的遗传多样性。只有30%的现代欧洲人携带着最早的农民基因标记,而后来人口流动的基因标记现在占主导地位。
在人群的迁徙和定居过程中,当时的农民和狩猎采集者会互相影响。例如,德国西部哈根市附近一个洞穴中发现的证据表明,在一些情况下,这两种人群是长期的邻居。自2006年以来,人们已经在该洞穴发掘出两个层面的数百块古代人骨。最古老的可追溯至11200年到10300年前,属于中石器时代狩猎采集者。另一个层面的人骨可追溯至5900年到4900年前,被认为属于新石器时代的农民。研究者通过对5个中石器时代和20个新石器时代骨架的线粒体DNA基因组部分或全部基因组进行测序。结果显示,所有中石器时代的人们属于单倍群U,是典型的欧洲狩猎采集者。8个新石器时代的骨架显示出典型的农民基因标记,但是另外12个也属于单倍群U。为了弄清这些带有明显中石器时代基因标记的"新石器时代"人的身份,研究者分析了骨架的氮和碳同位素组成来了解其食物。结果显示,新石器时代的农民显然食用了食草动物,而拥有单倍群U的人们却没有,他们食用大量鱼类。因此可以推断,单倍群U人群属于狩猎采集者,而不是农民。事实上,在LBK农民进入该地区后,渔民们将其截然不同的生活方式保留了2000年。证明这些人群不仅有不同的生存模式,而且在农业引入后,有不同生活的祖先曾共同生活了很长时间。(Science2013,342:257-261;479-481)
人类新族谱
格鲁吉亚的德马尼西产出了很多重要古人类化石,记录了大约180万年前非洲之外的人属动物的存在。近期,研究者通过分析出土于这里的一个头骨,证明人类的早期祖先是源自非洲的爱冒险的单一物种,而不是此前认为的多个物种,这大大简化了人类进化史。研究者分析的这个头骨是迄今为止发现的同类头骨中保存最完整的一个,在其出土地点附近,研究人员还曾发现了另外四个类似个体的头骨碎片以及少量散落的粗糙石器。在那个时期,这个地区还是一片潮湿的森林,林中有剑齿虎和巨大的猎豹徘徊。这些化石保存在一个位于山顶的中世纪堡垒遗迹底下的粉砂岩中。通过对比德马尼西的这五个个体的标本,同时与非洲同时期的其他标本进行对比,研究者认定,所有这些原始人类可能属于遍布各个大陆的同一个物种。这一结论终结了近期在学术上寻找人类起源的做法。研究者通常都是突出各种人类化石的差异,将新发现的化石归为一个单独的物种,而不是将拥有相同物理特征的个体划为一类。(Science2013,342:326-331)
人类活到500岁的希望
延年益寿一直是所有人的梦想,最近的研究发现说明长命百岁应该不是什么难事。美国科学家近期通过改变秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegan)的遗传基因途径,发现能够使它的寿命延长5倍,相当于人类活到了400至500岁左右。研究者在对线虫进行的实验中,改变了其中的两条遗传基因途径,这种基因变异促使某种特定组织的良性反馈循环,从而延长了线虫的寿命。这种基因间相互作用的方法是否同样适用于人类,但还需要进一步研究。研究者发现,秀丽隐杆线虫体内一种名为Targetof Rapamycin(TOR)的分子能够影响胰岛素的传递和营养信号通道。TOR通道中的单个基因突变能将秀丽隐杆线虫的寿命延长30%,而胰岛素信号突变更能够双倍增加它的存活时间。如果将这两种因素综合起来,寿命或许能延长130%,这种联合效应的作用更加显著。这一发现为人类的抗老化治疗研究提供了前景。目前,研究者有望先在老鼠身上做实验,并观察这是否同样适用于哺乳动物。(CellReports2013,5:1600-1610)
最古老的人类DNA
西班牙北部阿塔普埃卡的"白骨之坑"是世界上蕴藏着最多中更新世化石的地方,这里总共发现了28副古人类骨头。近期,德国马普进化人类学研究所的研究者在这里发现了一副距今约40万年的人类股骨,并从中提取出线粒体DNA。他们通过线粒体DNA的信息重建出几乎完整的古人类线粒体基因组。由于早期人类看