我們仍未知道那天與祖先相遇的丹尼索瓦人的樣子

在動畫電影《瘋狂原始人》中，尼安德特人妹子小伊（Eep）與歐洲早期現代人少年蓋（Guy）一起玩過火，一起打過虎，最終談起了一場轟轟烈烈的戀愛。在續集中，我們或許可以看到他們的混血寶寶——別驚訝，越來越多的研究表明，現代人祖先與其他古人類之間的雜交真實地存在於人類的演化歷程中。而作為「混血兒」的印記，至今仍封存在我們大多數現代人的基因里。

現代人祖先與其他古人類的混血不僅確實發生過，而且對象並不止尼安德特人一種。圖片來源：fanpop.com那些年跟現代人祖先雜交過的古人類

近年來，研究者發現早期人類的雜交對象不只有尼安德特人（Homo neanderthalensis），還包括了曾經廣布在亞太地區的丹尼索瓦人（Homo sapiens ssp. Denisova）^[1]。

丹尼索瓦人被發現於西伯利亞一處名為「丹尼索瓦」（Denisova）的洞穴之中，其最初的化石遺存只有一小片屬於一位幼女的指骨碎片，和其他個體的少量牙齒。2012年，學界完成了對丹尼索瓦人的基因組測序。通過與現代人基因組進行比對，研究者認為丹尼索瓦人的基因在部分人類族群的基因組中的佔比可能高達5%——這遠遠高於尼安德特人對現代人基因的貢獻率。

丹尼索瓦人的指骨碎片。 圖片來源： Thilo Parg/wikimedia.org

為了這些種間雜交發生的過程，來自加州大學洛杉磯分校的斯利拉姆·撒卡拉勒曼（Sriram Sankararaman）和哈佛醫學院的大衛·賴希（David Reich）等著名學者對全球120個現代人族群展開調查，分析他們的基因組中異種古人類基因的含量。研究結果近期發表在了《當代生物學》（Current Biology）^[2]上。

研究者對漢族、苗族、夏爾巴人、韓國人等全球120個現代人族群的共計257套基因組進行了測序與對比，發現這120個族群無一例外地同時擁有尼安德特人與丹尼索瓦人的基因——顯然，他們的祖先與這兩種古人類之間都出現過雜交。

由於現代人已經沒有辦法繼續和尼安德特人或丹尼索瓦人發生關係（他們都已滅絕了），這兩種古人類的DNA在現代人體內會隨著代際遺傳而逐漸散失。利用這些古人類基因在現代人基因組中的分布情況和相關衰減速率，研究者可能得以反推出那段雜交發生的時間。

分析發現，丹尼索瓦人的基因在現代人體內的相關衰減速率比尼安德特人的更慢，提示他們與早期人類的雜交時間更晚。在進一步估算中，研究者指出尼安德特基因流入現代人基因組的絕對時間是在1121±16代之前，而丹尼索瓦人則是在1000 ± 8代之前，反映我們的祖先與尼安德特人的雜交行為要早於與丹尼索瓦人的。

目前人們還沒有找到丹尼索瓦人的頭骨化石，我們無從知道他們的樣子。但可以確定的是，在與現代人祖先相遇之後，丹尼索瓦人和他們留下了混血後代。圖片來源：Jon Foster丹尼索瓦人的混血後裔在哪裡？

賴希和同事的研究表明，亞太地區的現代人與丹尼索瓦人關係最為密切，大洋洲、南亞等地區人類基因組內的丹尼索瓦人基因含量最高。其中，南亞人的相關基因含量甚至高於既有模型的預測值。

圖中展示的是丹尼索瓦人基因在除非洲人以外各族群之中的含量，其顏色越鮮亮則說明含量越高。顯而易見的是，亞太地區，尤其是南亞與大洋洲的現代人與丹尼索瓦人的聯繫更為緊密。圖片來源：參考文獻[2]

相比之下，歐美人DNA中的丹尼索瓦基因含量明顯偏少（例如挪威人常染色體中的相關基因含量僅有0.001%）。而非洲地區的現代人則不在此次檢測範圍之內，因為至今為止仍沒有證據可證明非洲（撒哈拉以南地區）的黑人祖先曾與其他古人類發生過雜交。

這幾場雜交事件並不只是數萬年前的「風流韻事」，異種基因的流入仍在影響著我們的生活。和尼安德特人的雜交歷史給我們的基因庫中帶入了2%左右的尼安德特基因^[3]，它們可能是使二型糖尿病、抑鬱症、尿路異常等尼安德特疾病開始糾纏上智人的罪魁禍首^[4]。相比之下，丹尼索瓦人的「祖傳基因」則可能做過一些好事：舉例來說，青藏高原居民對於極端環境的超凡適應能力（呼吸頻率更高，更有效地合成一氧化氮以擴張血管內徑）很可能就是受益於丹尼索瓦人祖先。

對異種人類基因在現代人不同染色體內的分布進行分析後，研究者還注意到，無論是尼安德特人還是丹尼索瓦人的基因，在現代人X染色體上的含量比在常染色體上明顯更低，甚至不及常染色體上的三分之一。研究者認為，這一現象很可能要歸咎於雜交男性後代生育力下降——部分的異種人類基因進入早期人類基因組以後，會由無害基因變為對男性生育力有不良影響的基因，並普遍集中於雜交男性後代的X染色體內。而在繁衍與自然選擇過程中，這部分有害基因被逐漸剔除，致使X染色體上的異種人類基因含量小於常染色體。在之前的研究中，賴希等學者就已經發現了現代人基因組內尼安德特人基因分布不均的現象，並認為這與男性生育力有關^[5]。而如今這一現象同樣出現在了丹尼索瓦人基因的分布情況中，我們就有理由懷疑男性生育障礙是雜交後代中的普遍問題。

值得一提的是，雜交雙方性別搭配的情況也可以解釋這一現象：如果在雜交行為發生時，現代人祖先的女性群體與異種男性的結合佔據多數，那麼所有的混血男孩就無法得到其異種古人類父親的X染色體，致使在若干代後X染色體中異種基因含量偏低。

結語

總而言之，該項研究表明早期人類首先與尼安德特人進行雜交，此後與丹尼索瓦人雜交，而這些行為很可能導致了男性後代生育力下降。

不可否認的是，來自尼安德特人與丹尼索瓦人的基因可能帶來了疾病與煩惱，但也很可能使我們獲得了對環境更好的適應力，從而紮根於新的沃土。在未來的研究中，學界將會更加關注現代人基因庫中來自異種人類的有害基因與優勢基因。我們致力要做的，是理解這數萬年間自然做出了哪些選擇。

（編輯：Calo）

參考文獻：

1. Reich, David, et al. "Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia." Nature 468.7327 (2010): 1053-1060.
2. Sankararaman, Sriram, et al. "The Combined Landscape of Denisovan and Neanderthal Ancestry in Present-Day Humans." Current Biology (2016).
3. Green, Richard E., et al. "A draft sequence of the Neandertal genome." science 328.5979 (2010): 710-722.
4. Simonti, Corinne N., et al. "The phenotypic legacy of admixture between modern humans and Neandertals." Science 351.6274 (2016): 737-741.
5. Sankararaman, Sriram, et al. "The genomic landscape of Neanderthal ancestry in present-day humans." Nature 507.7492 (2014): 354-357.

文章題圖：Jon Foster
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