我們都來自一個家? —新聞—科學網

2020-11-23 科學網

人類從何而來？我們的直系祖先是誰？一直以來，對於人類的起源地有著很多不同的說法，現代人類祖先的演化和遷徙之謎，一直困擾著科學家。

 

近日，澳大利亞科學團隊在《自然》發表研究稱，人類祖先應該是在20萬年前誕生於非洲贊比西河南邊，亦即現今的波札那共和國北部、奧卡萬戈三角洲一帶。

 

但是，專家們表示，這項分析現存人類線粒體DNA的研究還遠遠不夠全面，無法查明我們人類物種的起源。

 

未參與該研究的英國劍橋大學人口遺傳學家Aylwyn Scally說：「我相信非洲南部是人類進化的一個重要地區。」但是，對現存人類DNA的研究並不能揭示我們祖先的確切位置。「如果我們這個時代所有人的祖先都出現在一個小區域，那將是令人震驚的。」

 

發現現代人起源

 

古化石和DNA信息顯示，現代人類起源於至少30萬至25萬年前的非洲。但科學家一直無法確定更具體的遺址，因為最早的智人化石是在非洲多個地方發現的，而來自非洲化石的古代DNA既稀少又不夠古老。

 

在這項新研究中，研究人員收集了200名現存人類的血液樣本，其中包括納米比亞和南非的採獵者和狩獵採集者，他們說的是科伊桑語。研究人員分析了這些人的線粒體DNA（mtDNA），並將其與資料庫中1000多名非洲人（大部分來自非洲南部）的mtDNA進行比較。而後，研究人員整理了所有樣本在族譜上的相互關係。

 

研究數據證實了早期研究，研究人員推斷mtDNA支系L0是人類已知的最古老的mtDNA譜系，而攜帶mtDNA支系L0的科伊桑人，正是現今人類的遠古祖先。

 

研究還將mtDNA支系L0的起源日期確定在大約20萬年前，誤差範圍在16.5萬到24萬間，此前研究的誤差範圍在15萬到25萬之間。

 

論文通訊作者、澳大利亞雪梨大學和加文醫學研究所基因學家Vanessa Hayes表示，目前這個血統只在非洲南部人的身上發現，攜帶L0血統的人居住在非洲南部，他們形成了所有現存人類的祖先種群。

 

由此，Hayes及其同事認為，人類祖先遺址位於現在波札那北部的卡拉哈裡地區。儘管今天的卡拉哈裡沙漠主要是沙漠和鹽灘，但根據氣候數據和研究模擬，在20萬至13萬年前，卡拉哈裡靠近非洲最大的湖泊，是一片鬱鬱蔥蔥的溼地。

 

研究小組認為，攜帶L0型mtDNA的人在卡拉哈裡故土興旺發達。直到大約13萬至11萬年前，氣候變化為東北和西南地區開闢了綠色走廊。一些個體離開了他們的家鄉，進化出了新的mtDNA譜系。

 

質疑：只分析mtDNA太局限

 

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星認為，這項研究有獨特意義。「現代人的起源像一樁古老的重大謎案，我們正在不斷尋找各種蛛絲馬跡、拼湊證據，試圖破解這個難題。」在高星看來，「破案」之路上的任何新研究、新探索都有它的意義。

 

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員付巧妹向《中國科學報》表示，就研究本身而言，它找到了較現在已有支系還要深的人群支系，說明現存人群中有這些古老支系。「但是不是小區域就不知道了，因為人群是動態的。」

 

高星認為，該研究仍舊存在很大的局限性和質疑空間。人類遺傳不只是母系遺傳，也有父系遺傳的貢獻，因此該研究的推導方法會遺漏很多其它的遺傳信息。「單純用mtDNA對人類起源進行追蹤研究，很難揭示人類起源與演化的全貌。」高星告訴《中國科學報》。

 

賓夕法尼亞大學進化遺傳學家Sarah Tishkoff說，隨著時間推移，mtDNA只能追蹤從母親傳給子女的一部分遺傳譜系，如果研究人員追蹤了從父親那裡遺傳來的Y染色體或從父母雙方遺傳來的任何核基因的進化，他們可能會得到許多不同的答案。

 

對此，Hayes回應，研究小組之所以選擇mtDNA，是因為它不像其他類型的DNA那樣，在胎兒發育早期就被打亂。因此，mtDNA可以被用來直接追蹤現存人類的進化。

 

付巧妹認為，一個個體僅能看到一個支系，不能涵蓋相關個體的所有遺傳信息。因此，並不能確定這200多個個體能否很好地反映所有的古老信息，需要核基因組信息的補充。

 

「古DNA研究提供了很多未知的信息。想弄明白過去人群的演化，僅僅利用這些現存個體是不夠的，需要直接追溯古基因組。」付巧妹說。

 

不可盲人摸象以偏概全

 

人類的起源和演化是一個複雜的過程，在不同地區可能存在不同模式，而且這個過程中存在複雜的基因交流和人群融合。

 

高星在採訪中表示，此研究還是在「非洲是現代人類唯一的起源地」的論述中「打轉」，沒有跳出傳統的思維模式，也沒有考慮最新的研究成果。比如，有研究結果表明，由於人類的遷徙與交流，不同地區的古人群（例如尼安德特人、丹尼索瓦人和東亞的早期智人）或多或少都對我們現代人類做出了基因貢獻。

 

「古人類群體是不斷遷徙和移動的，在人群遷徙過程中，會發生交流和融合，進而對人類的演化產生影響。」高星認為，古人類起源時間跨度巨大，僅通過現存人群遺傳變異來進行古人類溯源的推導研究，說服力不強。「最理想的是有一系列的化石證據，把古代和現代的形態和遺傳信息聯繫起來。」

 

英國弗朗西斯·克裡克研究所人口遺傳學家Pontus Skoglund說，千百年來，人口移動和混合的程度如此複雜，以至於「在重建20萬至7萬年前的人口狀況時，研究現存人類的DNA非常有限」。為此，Skoglund說，需要古老的DNA以及保存完好的化石來共同追蹤人類祖先。

 

高星認為，探索古人類起源是一門綜合遺傳學、考古學等多學科的研究，需要從化石形態、人類文化、古環境、遺傳信息等多方面進行綜合分析。任何一門學科都不能獨自解決這一重大科學問題。

 

「我們現在處於『盲人摸象』的階段，不同學科在不同地區得到的材料和結論，就像不同『盲人』在『大象』身上『摸』到的信息。」高星說，「人類溯源不能以偏概全，需要多學科、跨地區協作，把所有信息拼合匯總到一起，才能得出全面、具有說服力的結論。」 

 

版權聲明：凡本網註明「來源：中國科學報、科學網、科學新聞雜誌」的所有作品，網站轉載，請在正文上方註明來源和作者，且不得對內容作實質性改動；微信公眾號、頭條號等新媒體平臺，轉載請聯繫授權。郵箱：shouquan@stimes.cn。

相關焦點

  • 有多少彗星來自外星系—新聞—科學網
    研究人員表示，人們假設彗星來自奧爾特雲。這是一個巨大的、幾乎是球狀的天體雲，位於太陽系的邊緣。它被認為是很久以前形成的，當時巨大的行星向太陽系的外圍散布了一堆彗星狀的物質和大量的冰。經過的恆星可以將這些物質散射回太陽系，這就是今天我們之所以能觀察到它們的原因。
  • 首個亞洲家豬「超清」基因組圖譜發布—新聞—科學網
    這不僅填補了亞洲家豬缺少高質量參考基因組的空白，更為基因組組裝提供了新的方向。該項成果由中國農業科學院深圳農業基因組研究所（以下簡稱「基因組所」）豬基因組設計育種創新團隊主導完成。 項目負責人、基因組所研究員唐中林告訴《中國科學報》，利用多項測序技術和組裝算法，他們首次獲得了染色體級別、完整的兩套基因組序列。
  • 多名科學家寄語中國科學報和科學網—新聞—科學網
    回首來時路，我們奮力架起一座橋，讓不同學科、不同年齡、不同地區的科學家在這裡百家爭鳴、百花齊放；展望夢歸處，我們願盡全力點亮一盞燈，為天南海北、世界各地關心中國科教事業發展的人們送去微光。 一路走來，我們欣喜有一大群可愛的科學家與《中國科學報》、科學網一起成長，在新的起點，我們願與益友們共同前行，一起講述更多中國科技發展的故事。
  • 全新揭秘家雞家鴨的起源馴化—新聞—科學網
    這些成果為人類深入認識家雞、家鴨的馴化過程提供了全新的視野，並有助於人類了解農業發展史，解讀這一地區人類與自然界的生態關係。 發現家雞真正的「祖先」 「家雞是目前世界上分布範圍最廣、飼養數量最多的家養動物，其數量超過現有豬、狗、牛等家養動物的總和。據統計，家雞有約240億隻，比其它所有鳥類還多出一個數量級。
  • 聚焦中微子-新聞專題-科學網
    在上述關於中微子實驗相關新聞的科普傳播基礎上，科學網於2012年10月24日匯集並編輯整理了中微子相關的新聞事件、科學網上大批優秀的中微子科普博文，隆重推出專題《聚焦中微子》。這是一個神話。，由於前面兩個實驗都沒有測到振蕩，認為它肯定小於0.15。
  • 二齒獸類研究獲進展—新聞—科學網
    文中報導了對其中一件來自於孫家溝組底部保存的近完整頭骨及部分下頜的研究成果，根據化石產地及發現者將其命名為白氏桃河獸。 這一新屬種有下列特徵區別於其他屬種：犁骨腹面光滑，缺乏翼骨龍骨突，翼骨中板窄，淚骨與隔頜骨接觸，翼骨不與上頜骨接觸，枕髁寬、弧形，側齒骨架細、但有明顯的背腹面。研究團隊先前還報導了其中一件不完整的頭骨，將其歸入隱齒獸目,是其某個支系在中國的首個代表。
  • 我們應培養怎樣的數學大師?—新聞—科學網
    35載再憶華羅庚精神：
  • 愛沙漠不愛樹林,蜜蜂喜歡去哪安家?—新聞—科學網
    不少發展中國家的記錄和數據都很有限。」本文的另一合作者、中國科學院西雙版納熱帶植物園副研究員Alice C Hughes說。 目前中國統計已知蜜蜂類昆蟲1400餘種，「相關數據主要來自標本館館藏定名物種，信息分布也不均衡。要研究中國蜜蜂，有必要先了解全球多樣性及分布格局。」本文的通訊作者之一、中科院動物所研究員朱朝東說。
  • 被狂犬病支配的恐懼—新聞—科學網
    2014年，嚴家新發動他的學生、同事孟勝利在科學網開博客，傳播狂犬病知識，解答網友問題。截至目前，孟勝利的博客訪問量也達到了165萬。 國內恐狂群體的龐大可見一斑。「中國社會上廣泛流傳著對狂犬病的各種誤解。恐狂症患者大都是因接受這些錯誤觀點而出現暫時性心理障礙，其中輕者不同程度影響日常生活和工作，重者甚至導致精神病或自殺。」嚴家新向《中國科學報》記者介紹。
  • 河北大學3學者入選愛思唯爾中國高被引學者榜單—新聞—科學網
    世界著名出版集團愛思唯爾 (Elsevier) 於近日發布了「2019年中國高被引學者 (Most Cited Chinese Researchers) 榜單」，共收錄來自
  • 疫情之下,博物館設法自救—新聞—科學網
    得益於來自政府的支持，一些博物館躲過了財政危機，比如華盛頓的史密森尼國家自然歷史博物館。英國自然歷史博物館一直在政府的緊急支持下運作。菲爾德博物館得益於現金儲備和聯邦薪資保護計劃，目前為止還沒有裁員。 世界各地的博物館都在自救，比如開展線上生物多樣性競賽、通過辦公軟體Zoom進行公共討論、將展覽搬到線上等。
  • 全球甲烷排放達歷史最高點—新聞—科學網
    研究主要作者、史丹福大學的Rob Jackson說：「天然氣的使用在美國和全球都快速增加。用天然氣發電也許能抵消一部分煤電的碳排放，但天然氣開採和運輸過程中卻會洩露大量的甲烷、推高溫室效應。」 Jackson和來自全球碳項目的合作者發現，過去的十年中，甲烷的排放持續增多，這種趨勢與IPCC研究中的高排放場景最為接近。
  • 大黃蜂愛吃低脂食物—新聞—科學網
    「蜜蜂的大部分營養來自花蜜和花粉。雖然花蜜主要是碳水化合物的來源，但花粉含有大多數其他必要的營養物質：蛋白質、脂肪、礦物質和維生素。直到今天，大多數蜜蜂研究人員都認為，蜜蜂和其他草食動物一樣，在選擇食物時主要考慮蛋白質含量。」Leonhardt說。 利用包括學習和餵養實驗在內的兩步法，Leonhardt研究組建立了一種新的方法以密切關注昆蟲的飲食習慣。
  • 青蛙是怎麼變綠的—新聞—科學網
    綠色脊椎動物的顏色通常被認為是來自於其皮膚中承載色素的細胞。但許多樹蛙缺乏這些細胞。這些樹蛙之所以是綠色的，是因為它們半透明的身體顯示出血液、骨骼和其他內部組織，而這些組織是由高濃度的綠色色素——膽綠素「染」成的。 為了了解這種現象的起源，阿根廷布宜諾斯艾利斯大學的Carlos Taboada和同事從圓點樹蛙身上提取了淋巴液和其他液體。
  • 簡單機械力實現人造細胞分裂—新聞—科學網
    研究人員表示，不對稱性產生了一個自發的曲率，決定了人造細胞的形狀。此外，一旦形成封閉的膜頸，自發彎曲產生局部收縮力，導致這些細胞分裂。因此，人工細胞的完全分裂是由膜的機械性能驅動的：力直接來自於雙層膜的不對稱性。 人工細胞分裂過程也為細胞在體內的分裂提供了新的思路。
  • 失去Y染色體的尼安德特人—新聞—科學網
    這項近日發表在《科學》上的研究解開了一個謎：為何科學家無法找到尼安德特人的Y染色體。 迄今為止，研究人員已對數十名尼安德特人的DNA進行了測序，但由於男性化石中的DNA保存不當或被細菌汙染，現有的大多數樣本皆來自女性。 「我們甚至懷疑是否有男性的尼安德特人。」論文通訊作者、馬克斯·普朗克進化人類學研究所的計算生物學家珍妮特·凱爾索開玩笑道。
  • 上海自然博物館舉行「與科學家面對面」科普活動—新聞—科學網
    今年活動以「科學與健康同行」為主題，邀請了13家單位共計34位相關領域的專家學者分別以線上微講座和線下科學集市的形式為大家解讀新冠疫情，傳播公共衛生知識，展示為健康生活保駕護航的最新科學技術和科研成果，探討後疫情時代大眾生活方式的轉變。
  • 太陽CNO聚變循環產生中微子—新聞—科學網
    恆星的能量來自於氫到氦的核聚變，這通過兩個過程發生：質子-質子鏈反應（pp）和碳氮氧循環（CNO），前者只涉及氫氦同位素，後者靠碳氮氧催化聚變。質子-質子鏈反應是與太陽大小類似的恆星的主要能量產生方式，約佔全部生產能量的99%，這一點已得到廣泛研究。研究碳氮氧循環更具有挑戰性，因為通過這種機制產生的中微子每天只比背景信號多幾個而已。
  • 植物愛吃太陽能電池的鉛—新聞—科學網
    近日，一項研究顯示，與人類活動造成的土壤鉛汙染相比，來自鈣鈦礦太陽能電池的鉛進入部分植物體內的效率是前者的10倍。 雜化滷化物鈣鈦礦可以製備出高效的太陽能電池。雖然有計算顯示，鈣鈦礦薄膜中鉛的重量比小於0.1%——低於許多國家設定的安全限值，但這些鉛的環境影響尚不明確。
  • 諾貝爾獎獲得者2020世界大會將在京召開—新聞—科學網
    大會在中國科協指導下，由諾貝爾獎獲得者科學聯盟、中國國際經濟技術合作促進會、中國衛生信息與健康醫療大數據學會共同主辦，並得到國際國內十餘家官方單位及權威機構的支持。 大會旨在向全球科學界傳遞來自中國友好、開放、包容、合作、共贏的聲音，共享中國系統、開放、活躍、協調的科研創新生態環境，並全球發布共同推動「科學無邊界 科技共同體」的聯合倡議。