科學網—探尋人類DNA進化「密碼」

2021-01-15 科學網

 

只有在北方比較寒冷乾燥的地方發現的化石，才有可能保存可提取的DNA。

古人類DNA的探測，可以幫助了解現代人基因組的變遷，不同人種與各地基因交流和基因庫環境適應有何關係。

■本報見習記者 袁一雪

在現代科學蓬勃發展的今天，很多自然界的現象，都能夠從這套科學體系中找到答案。

但是，這還遠遠不夠。因為人類對於這個世界的了解，還存在很多未知空白，人類本身就是最大的一個謎。人類從哪裡起源，未來怎樣發展，至今無人能解。

為了探尋這一答案，科學家們前僕後繼，渴望從經過翻天覆地變化的地球上，探尋到幾百萬年前人類起源的蛛絲馬跡，更期望從中獲取古人類的DNA，進而描繪現代人基因進化的規律。

一項發表在11月6日出版的《科學》上的論文，稱將現代歐洲人維繫在一起的基因紐帶，其歷史比我們之前認為的時間要早得多。因為，科學家們從一名生活在約3.7萬年前男子的腿骨碎片上獲得DNA。從遺傳角度來看，他與今日生活在歐洲的人驚人地相似。

DNA佐證現代人起源

若想了解距離現代較近的古人類研究有何突破，必須先普及一下人類起源的幾個問題。

一直以來，在人類起源的問題上，存在兩個概念：人族（廣義上的人類）的起源和現代人的起源。

從目前的化石材料來看，對於人族的共同祖先約700萬年前至500萬年前起源於非洲的觀點，學術界並無太大爭議。而對於現代人的起源，學術界則曾經存在兩種假說，即「非洲單源說」和「多地起源說」。前者認為非洲是現代人的故鄉，後者則認為現代人是各自在歐、亞、非起源。

兩種觀點爭論不休，誰能找到關鍵的證據誰將佔據上風。於是，考古學家、古人類學家和遺傳學家們紛紛投入到尋找證據的大軍中。

此次，這支由歐美科學家組成的研究隊伍得到的證據，顯然也支持前者。被研究的這片腿骨來自於歐洲地區發現的最古老的現代人類標本之一，因其發掘地點是俄羅斯名為Kostenki的考古遺址，所以他也被稱為Kostenki 14（簡稱K14）。

復旦大學生命科學學院人類學系教授李輝在接受《中國科學報》記者採訪時解釋說，這項研究的對象是存在於舊石器時代的人類。科學家們普遍認為，為了適應不同環境，生活在幾萬年前的現代人分為不同的人種。「現代歐洲人往往被認定是在約9000年前，從中東、近東遷徙擴散進入歐洲的人種。」李輝說，「此次研究，正是為了證實在中東人種擴散到歐洲前，歐洲人的DNA狀態。」

研究的合作者、哥本哈根大學的遺傳學家Eske Willerslev稱，這名男子的基因中所包含的標記基因（genetic signature）之前一直都被科學家們認為是單獨傳入歐洲的。研究提出，現在發現了證據來支持歐亞西部的人類形成了一個基因流向多個方向、反覆發生，以及或許是持續發生的集合種群的情況。

其他遺傳學家認為該基因來自於單獨的狩獵採集者及農民的基因，在K14的基因中都有所發現。Willerslev認為，除了有不同的族群之間相互碰撞、偶爾融合之外，還有一個單獨的、基因相似的人種一路從俄羅斯蔓延到中東，再到歐洲北部。

更多的證據

在《科學》刊登這篇論文前，《自然》雜誌上就發表了一篇論文，名為「西伯利亞西部4.5萬年前的現代人基因組」，同樣支持這一觀點。論文所發布的DNA數據是迄今為止提取到的最古老的現代人基因組序列。

2008年，俄羅斯的一名藝術家在西伯利亞西部沿額爾齊斯河尋找象牙時, 在烏斯季伊希姆（Ust』-Ishim）附近發現了一塊從河岸凸露出來的幾近完整的人類股骨，經C14測定，確定為距今約4.5萬年，是目前在非洲和中亞之外有直接測年數據的最早的早期現代人化石。

研究人員從中發現，這塊股骨攜帶的尼安德特人DNA比今天非洲以外的人攜帶的尼安德特人DNA稍多一點。但它的DNA形狀相對更長，而由於多代人不斷繁衍，如今我們看到的尼安德特人的基因組是更分散的小段。

這一發現對「非洲單源說」的理論有重要意義。不過，研究並沒有發現該西伯利亞個體所屬群體相較於其他地區的現代人更接近大洋洲人群，在一定程度上表明早期現代人走出非洲並非僅僅只有早期認為的南部沿印度洋路線，而是呈現更複雜的局面。

中國科學院昆明動物研究所研究員宿兵在接受《中國科學報》記者採訪時表示，儘管科學家需要古人類DNA來證明現代人起源的推理是否正確，但是提取幾萬年前古人類的DNA難度頗大，普通的化石往往都不具備提取DNA的條件。「只有在北方比較寒冷乾燥的地方發現的化石，才有可能保存可提取的DNA，一般從南方發現的化石，因其潮溼的氣候，基本都被破壞殆盡。」宿兵說。

了解過去才能分析未來

對於追尋幾十萬年前現代人起源的意義，顯然並不是人人都能理解的。它與考古的意義不同。對於某一遺址的挖掘、某個朝代的判定，都是讓人類對歷史了解的更透徹，是一種回望。

而科學家在回望追尋現代人起源，則是為了更好地了解未來。「我們可以從人類基因變化的程度和時間，推斷出人類適應環境的過程，適應速度到底有多快，變化有多少，人類進化速度又有多快，將來人類將發生怎樣的變化。」李輝說。

就目前科學界認知的人種，在進行分類時，採用為人們比較熟悉的三分法，即將地球上的人類劃分為蒙古人種（黃種）、歐羅巴人種（白種）和澳大利亞-尼格羅人種（黑種）等三大人種。在三大人種之外還有五種小人種或種族類型集團。

而古人類DNA的探測，「可以幫助了解現代人基因組的變遷，不同人種與各地基因交流和基因庫環境適應有何關係。」宿兵解釋說。

《中國科學報》 (2014-11-28 第8版 新知)

相關焦點

  • 遺傳密碼進化和達爾文的進化論應該把DNA看作是「能量密碼」
    DNA穩定性的「能量密碼」——即所謂的「分子達爾文主義」——以進一步解釋物種特徵在地球上的長期生存。「能量密碼」，它是根據熱力學定律(能量流)進化而來的，導致其進化到幾乎為所有生物都採用單一密碼的程度。
  • 探尋DNA複製起點的秘密—新聞—科學網
    中國科學家揭示組蛋白變體H2A.Z對DNA複製起始位點的調控
  • 《宇宙密碼》:DNA顯示,人類是神仙的私生子
    《地球編年史》總共有七部，第六部書名《宇宙密碼》。全書共有12章的內容，但真正與密碼有關的內容，看起來似乎只有3章。而其他的篇章，有很大篇幅在回顧前面幾部書的內容。反覆看了幾遍，我才漸漸對這本書有了一個大致的理解。
  • 人類的DNA被修改!進化論或被推翻,人類到底是怎麼來的?
    人類誕生在地球上已經有幾百萬年的時間了，根據進化論的觀點來看，人類的祖先是古猿，後來隨著地球環境的不斷變化中，人類也是在不斷演變的，因此人類逐漸由古猿演變成如今的智慧生物，成為地球上食物鏈最頂端的生物，可以支配著地球的萬物。
  • 《最強蝸牛》DNA進化模組怎麼加點 DNA進化模組加點推薦
    最強蝸牛dna研究攻略 首先特...   最強蝸牛dnf研究是特別重要的，這裡面的話有很多不同的方向可以選擇，對於進化模組來說的話，加點也有相應的方式，具體要怎麼做比較的好呢？下面來了解下！
  • 一部紀錄片解鎖基因「密碼」 人類本質上是四條蠕蟲?
    而所有生命都有一個共同點，那就是基因，它是我們已知宇宙萬物中，最神奇的密碼。2015年，BBC製作的記錄片《基因密碼》向觀眾打開了這扇「神秘」的大門，在科普基因科學最新成果之外，更介紹了不少關於基因的有趣「冷知識」。
  • DNA藏著神秘密碼？或是外星文明修改了基因！人類被「監視」
    人類的起源一直以來都是未解之謎，雖然當前人類當前都普遍認可進化論，但是關於達爾文的進化論其實還存在很多謎題，其中還有一種說法是非洲起源論。後來科學家在研究DNA時，發現了一種神秘的數字密碼。人類探索外星文明多年，卻始終沒有找到外星文明的蛛絲馬跡，而且人類至今都沒有飛出太陽系，或許人類的起源並不是什麼進化論，也不是非洲起源論，而是與外星文明有關。
  • 人類進化的關鍵指令存在於DNA中
    像我們的大腦一樣，我們身體內的基因密碼物質DNA決定著我們如何觀察、如何行動，同時決定著我們地球體驗的大部分內容—
  • 人類進化史的密碼，或將被科學家揭開
    雖然它早已經歷了幾千年的風雨摧殘，但直到今天，卻依然能夠挺拔地矗立在非洲的沙漠之中，暫且不談金字塔中所蘊含的數字密碼，僅其展示出來的建造能力，就已讓現代的人類啞口無言，其建築外層拼接的石塊極其精密，甚至連一把鋒利的匕首都無法插入。
  • 人生的那些事-004 生命的底層密碼
    上一篇聊到，古生菌吞噬細菌後，形成真核細胞，最終進化出動植物和人類。DNA讓生命在進化的過程中，能保持基本的特性，讓老鼠的後代還是老鼠，也讓子代和親代有相似的外形特徵。也就是說DNA讓物種在進化中保持了相對的穩定性。這是生命的底層密碼之一。生物遺傳信息，最基本的編碼單位只有4個，被稱為鹼基，分別是腺嘌呤（A），鳥嘌呤（G），胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T），簡稱AGCT。
  • 《最強蝸牛》dna研究怎麼玩 dna研究玩法攻略
    最強蝸牛dna研究怎麼玩？dna的研究能讓你變醜或者變美，那麼我們要怎麼使用dna研究系統呢？接下來小編為大家帶來最強蝸牛dna研究玩法攻略，希望對大家有所幫助。dna的研究能讓你變醜或者變美，那麼我們要怎麼使用dna研究系統呢？接下來小編為大家帶來最強蝸牛dna研究玩法攻略，希望對大家有所幫助。
  • 探尋川金絲猴與共歡之路—新聞—科學網
    探尋川金絲猴與共歡之路 「我原來是當地農民，後來熊貓谷搞了個旅遊開發，自己就想著開個農家樂，星期的假日，」五一「，」十一「黃金周，還有清明節等，外地旅遊的人特別多，增加了收入，也帶動我們的親戚！比較經濟實惠。思想開闊一些，見的世面多了，現在沒有人上山偷的伐木和撲殺野生動物了。」大坪峪景區附近的長角壩鎮龍草坪村的農家樂經營戶徐倫海說。
  • 人類對外星生命的探尋
    人類對地外智慧生命的探尋的過程是漫長的，而世界未解之謎似乎都會與外星人搭上關係，金字塔、巨石陣、稻田怪圈、百慕達三角、復活節島上的巨石像等等，這也似乎是間接地將外星人歸結為未解之謎的系列，而這也正符合人類天生的強大的好奇心。我們對深邃美麗星空嚮往已久，我們同樣也渴望知道我們到底會不會是廣袤無垠的宇宙中孤獨的存在。
  • 《最強蝸牛》dna研究玩法介紹 dna研究玩法攻略分享
    最強蝸牛dna研究怎麼玩？dna的研究能讓你變醜或者變美，那麼我們要怎麼使用dna研究系統呢？接下來小編為大家帶來最強蝸牛dna研究玩法攻略，希望對大家有所幫助。 最強蝸牛dna研究玩法攻略 在右一屏的樓梯拐角處橫躺著一臺DNA進化模組，通過它能夠讓你變得更醜！變醜的同時也變得更強了！
  • 《其實你不懂進化論》探尋生命進化真相
    本網訊（記者 孫海悅）《其實你不懂進化論》新書發布會日前在上海舉行。該書由世界圖書出版公司出版，是生物學博士、科普作家史鈞寫創作10年後全新修訂的作品，講述了關於生物進化論百年論辯的歷史，探尋生命進化的真相。
  • 最強蝸牛進化回饋怎麼樣?進化回饋獎勵和dna研究攻略[多圖]
    最強蝸牛進化回饋獎勵怎麼獲得？DNA研究的玩法和進化回饋是息息相關的，這次小編為大家帶來的就是進化回饋獎勵的攻略內容，下面提供了大量的攻略，各位可以通過下面的攻略了解進化回饋獎勵的詳情，希望能幫到大家。
  • 最新研究或將改寫人類進化史
    近日，研究人員在Nature上發表研究，稱已成功測定了最古老人類DNA中的一部分基因序列，這些DNA取自西班牙北部發現的化石中的牙齒和股骨，其歷 史達43萬年之久。他們由此確定這些化石並不屬於早期的尼安德特人，而是屬於現在公認的尼安德特人，這樣的結論或可改寫人類進化史。
  • 人類在進化中丟失數萬DNA 大部分已無用
    外媒稱，雖然人類喜歡相信，由於自己的複雜程度，所以自己位於進化體系的頂端，但我們的成功實際上可能歸結為喪失了部分DNA。 據英國《每日郵報》網站8月7日報導，遺傳學家發現，現代人類的細胞裡所擁有的遺傳信息實際上遠不如遠古的親戚。
  • 全基因組測序揭示人類多樣性和進化的遺傳密碼信息
    在即將出現在8月3號《細胞》（Cell）雜誌封面上的一篇報導中，賓夕法尼亞大學的遺傳學家們和他們的同事對分屬三個不同狩獵者（hunter-gatherer）群體的15個非洲人的完全測序基因組進行了分析，並破解了一些必定涉及人類多樣性和進化的遺傳密碼的信息。　　Tishkoff 說：「我們的研究強調了基因組非編碼區域的重要性，特別是調控基因的表達。
  • 關於人類進化的另類思考
    眾所周知，達爾文進化論主要包括四個學說： 一，一般進化論：物種是可變的，現有的物種是從別的物種變來的，一個物種可以變成新的物種。二，共同祖先學說：所有的生物都來自共同的祖先。分子生物學發現了所有的生物都使用同一套遺傳密碼，生物化學揭示了所有生物在分子水平上有高度的一致性，這也是一個被普遍接受的科學事實。 三，自選選擇學說：自然選擇是進化的主要機制。自然選擇的存在，是已被無數觀察和實驗所證實的，自然選擇是適應性進化（即生物體對環境的適應）的機制，而適應性進化是生物進化的核心現象，所以說自然選擇是進化的主要機制。