摘要:现代欧洲人的身上大约有2%的尼安德特人基因。更广泛地说,现代人身上都有一部分尼安德特人的基因,这是因为现代人与尼安德特人有过近5000年的共同生活的交集。德国研究人员2024年12月发表于《自然》《科学》的两项研究提供了尼安德特人与现代人基因交流的更精准的时间
现代欧洲人的身上大约有2%的尼安德特人基因。更广泛地说,现代人身上都有一部分尼安德特人的基因,这是因为现代人与尼安德特人有过近5000年的共同生活的交集。德国研究人员2024年12月发表于《自然》《科学》的两项研究提供了尼安德特人与现代人基因交流的更精准的时间段,在距今4.5万年至4.9万年前时间段中,有过可以确认的两次混血事件。
关于人类的起源,有几个关键点需要厘清。人类至少有三次走出非洲。190万年前人类祖先第一次从非洲出走,大约70万年前发生了第二次,第三次发生在大约6万-10万年前。第二次出走的是尼安德特人和丹尼索瓦人,他们的共同祖先踏上了欧亚大陆这片广阔的世界。第三次出走的一批才是现代人的祖先。
故事一:与兹拉提·昆先祖的混血
大约4.5万年前,中欧和南欧就出现了早期现代人。其中,生活在捷克的一位女性名叫兹拉提·昆(Zlaty kun),她的最早的祖先(最早可追溯至前80代)居住在捷克的Koněprusy洞穴,后来与尼安德特人有了鱼水之欢,从而让后来的她以及族人有了约2.9%的尼安德特人血统。
兹拉提属于早期在欧洲居住的两个现代人群中的一支,称为拉尼斯人,因为在德国拉尼斯一处遗址发现了他们的大量遗骸而命名。不过,兹拉提的祖先也是从非洲走出,并定居于中欧的捷克(中欧包括德国、波兰、捷克、斯洛伐克、匈牙利、奥地利、列支敦士登和瑞士)。
兹拉提·昆的艺术复原图。德国马普演化人类学所|图
现代人类都是在晚近的6万多年前走出非洲的祖先的后裔,不过,第一批现代人在约4.5万年前冒险经过中东和阿拉伯半岛,迁往当时的欧洲,其中就有兹拉提的祖先。那个时候,欧洲被冰雪覆盖,生存是比较困难的,因为当地除了在夏天有短暂的野果采摘外,全靠捕食其他动物,如野牛、鹿、象、犀牛以及野马等。
兹拉提的祖先到达捷克后发现,那里还居住着另外一种人类,尼安德特人,他们的祖先可能是海德堡人,而后者也可能是70万年前从非洲迁徙而来。当然,当时的兹拉提的祖先不可能知道尼安德特人的来源。
兹拉提的祖先只是从外表可以感到,尼安德特人与他们不是同一族类。尼安德特人比兹拉提的祖先更健壮,四肢更短,但也更高。尼安德特男人的平均身高有1.65米,女人平均1.53米,他们的外貌无论是男人还是女人,也都比较粗糙。而兹拉提的祖先作为欧洲最早的现代人之一,是晚期智人的后代,男人平均身高约1.6米,女人平均身高约1.5米,而且相貌也比较精致些。
过去的研究使已经我们知道了尼安德特人的生活环境和生活方式。在冰川时期的中欧和南欧的环境,尼安德特人的食物来源主要捕猎有蹄类动物,如野兔、鹿、山绵羊、野牛、披毛犀,还有采摘植物性食物,如蘑菇、松子、苔藓。而且,根据古人的求偶方式,主要是以提供食物表示友好和寻求交配,于是下面的一段“姻缘”便有了发生的可能。
当兹拉提的祖先与尼安德特人相遇时,两群人之间不免互相打量,甚至有敌意,但至少在很长的一段时间,井水不犯河水。大约在4.45万年前某一年的冬天,兹拉提的可能是前80代的曾祖母(那时还是一位豆蔻年华的少女)和家人在自己居住的洞穴门口发现了半只死野鹿。这在天寒地冻的中欧冬天无疑是极好的食粮。但是,兹拉提的曾祖母和家人并没有取回这半只鹿,他们认为这类食物可能有诈,于是躲在洞口观察。
第二天,兹拉提的曾祖母和家人发现,两名尼安德特男人取走了半只鹿,而兹拉提的曾祖母的家人(男性)好像也见过这两名男人,那是在一次狩猎时相遇,好在双方当时都没有发现猎物,并未发生冲突。不过,约莫过了一个星期,又有几个男人来到兹拉提的曾祖母家居住的Koněprusy洞穴的外面,放下了半只野牛。这次,尼安德特人好像更心诚,比上一次送的鹿更大,更能满足兹拉提的曾祖母众多家人的食物需求。
因为尼安德特人体格更为强健,在狩猎中比兹拉提的曾祖母的家人更有优势。由于在寒冷的冬天,难以获得猎物,尼安德特人送来的食物如雪中送炭,兹拉提的曾祖母和家人笑纳了这半头野牛,同时请这几位尼安德特男人到他们的家——Koněprusy洞穴做客。
在吃饱喝足之后,这几位尼安德特男人顺理成章地留了下来夜宿,兹拉提的曾祖母和她的几位姐妹分别陪这几位男人留宿,通过生命的原始交配,后来不久有了尼安德特人和拉尼斯人杂交的后代。
根据德国研究人员的基因测序,尼安德特人也只有这一次与拉尼斯人,即兹拉提的曾祖母及其姐妹交配,而后来拉尼斯人也一直只是在自己族群中婚配。但拉尼斯人仅有的与尼安德特人的这一次交配,让后者的部分基因遗传给了现代欧洲人。研究人员对提取的兹拉提的基因测序和分析发现,尼安德特人的一个独特的DNA长条散布在她的基因组中,这一尼安德特人的基因甚至也存在于兹拉提的6名亲属中,也可能是兹拉提的表兄妹,而且在这些表兄妹中,还有两人的关系是母女,他们体内都有尼安德特人的基因。
故事二:南欧Bacho Kiro洞穴中的混血
保加利亚位于南欧,是另一支现代欧洲人群居住的地方,其中一些人居住在Bacho Kiro洞穴。研究人员从Bacho Kiro洞穴发现的遗骸提取的基因中,也发现了尼安德特人的基因,而且断定,在Bacho Kiro洞穴中,发生了至少两次尼安德特人与现代人的混血。
同样是在4.4万或4.45万年前的保加利亚,天寒地冻,生活在Bacho Kiro洞穴的一群现代欧洲人,同样与拉尼斯人一样在约4.5万年前冒险经过中东和阿拉伯半岛,迁往当时的欧洲。
考古发现表明,尼安德特人拥有当时较高的衣服制作水平,因此尼安德特人与Bacho Kiro洞穴里的现代人的“姻缘”就有可能以如下的方式发生。
生活在Bacho Kiro洞穴的现代人场景还原图。SCIENCE|图
在某一年的冬天,Bacho Kiro洞穴的现代人在洞外发现了尼安德特人送来的制作简单的动物皮衣,甚至还有皮褥和雨披。别看尼安德特人粗犷,他们在制作衣物上具有当时的一流技艺。因为他们学会了用动物骨头制成骨针,并且用这样的骨针制作动物皮毛衣服。
由于这个原因,Bacho Kiro洞穴的这支欧洲人与尼安德特人有了一次狂欢派对,结果,一些尼安德特人留下过夜,与Bacho Kiro洞穴的一些女人交配,之后一些女人有了身孕,并产下与尼安德特混血的后代。
尼安德特人与Bacho Kiro洞穴的欧洲人在之后不久,还有另一次派对,原因也是尼安德特人为讨好和求偶,送给Bacho Kiro洞穴的欧洲人一些动物食物,包括野牛、鹿、野马肉。于是Bacho Kiro洞穴的欧洲人再次与尼安德特人有了一晚交欢,播下了生命种子。10个月后,Bacho Kiro洞穴的欧洲人再次有了与尼安德特人的混血儿。
德国研究人员发现,Bacho Kiro洞穴的欧洲人的后裔含有1%-4%的尼安德特人的基因。不过,德国研究人员此次发表的研究只是确认了在捷克和保加利亚发生的几次尼安德特人与现代人的交配。事实上,在欧洲大地上约5000年的共同生活虽然让现代欧洲人与尼安德特人有井水不犯河水的时光,也有为了食物、水和领地相互争斗的时候,但还有难以考证的数不清的一夜情或野合,让尼安德特人与现代欧洲人有了基因的融合。
而且,尼安德特人可能也和早期智人的另一亚种丹尼索瓦人在西伯利亚有杂交。因此,今天欧亚人、澳洲土著、美拉尼西亚人、美洲土著、北非人有大约1%-4%的基因来自尼安德特人,而撒哈拉以南的人类有0.3%的基因来自尼安德特人,这0.3%的基因可能源自现代人类和尼安德特人的共同祖先,或来自欧洲人往非洲的回迁。
然而,尼安德特人在约4万年前灭绝了,灭绝的原因与他们的种群有关。尼安德特人约有3000-12000人。研究人员认为,尼安德特人灭绝的原因可能有两个。由于种群关系,尼安德特人普遍近亲繁殖,损害了他们的人口适应度,导致尼安德特人的生殖适应力比现代人类低四成。而在4.5万年前与现代欧洲人和其他人种的杂交尚不足以拯救尼安德特人。
第二个因素是“阿利效应”(Allee effect),指族群密度低于某个门槛时,生育率会低于死亡率,原因在于,配偶选择有限,人口太少又让外出狩猎者减少,即便获取了食物也无法保护食物不被其他动物吃掉。这又造成养育孩子减少,再进一步让族群缩小,终致灭绝。
但是,尼安德特人与现代人,无论是欧洲还是亚洲人的少量混血也让他们的少数基因存留在了现代人体内,有些对现代人不利,但有些则对现代人有益。
今天的人类携带有0.3%-4%的尼安德特人的DNA,这些基因包括与肤色、头发、脂肪、鼻型、头型、生物钟、生育力和免疫力相关的基因。
留在现代人体内的尼安德特人基因是导致现代欧亚人的浅肤色的重要因素之一。携带尼安德特人BNC2基因的现代欧洲人通常皮肤较白,在日照下不易晒黑,但更容易晒伤。留在现代人体内的尼安德特基因中,有50%左右与发色有关联,现代欧美人的高鼻子基因也是尼安德特人留下的。一些现代人“不那么圆”的头颅也受尼安德特人遗留的基因的影响,现代人还有一些是“晨型人”,即拥有早睡早起的生物钟类型,这种生物时钟基因也是尼安德特人留下的。
现代人体内遗留的尼安德特人基因有一些是可以抗御病原微生物的,但是也有一些会招致微生物的入侵,如人类3号染色体上的一段来自尼安德特人的DNA(包含6个基因)会增加新冠感染者演变为重症的风险。
29%的欧洲裔女性携带一份来源于尼安德特人的孕酮受体蛋白基因,还有3%的欧洲裔女性携带两份该变体。该蛋白变体有助于现代女性生育,因为这会让女性流产更少、怀孕早期的出血状况也罕见。因此,携带尼安德特人孕酮受体蛋白基因的女性平均会生育更多的孩子,也会有更多的兄弟姐妹。
所有这一切,都是4.5万前尼安德特人与现代人的奇妙姻缘传承下来的遗产。
张田勘
责编 朱力远
来源:南方周末