中國人擁有的超級EPAS1基因在丹尼索瓦人的DNA中發現

2020-11-24 騰訊網

中國人擁有EPAS1的「超級鐵人」基因變體,它幫助紅細胞有效地利用氧氣,能夠很快的適應了高海拔地區的生活,一直在尋找源頭,有可能是傑尼索瓦人與智人結合,然後才傳給現代人的。

對於今天的佛教僧侶來說,海拔3200米的白石崖溶洞是神聖的。對於遠在2800公裡外西伯利亞的另一個洞穴裡發現的、僅從DNA、牙齒和骨頭碎片中發現的已滅絕的原始人來說,這裡是一個家。去年,研究人員提出,很久以前在西藏洞穴中發現的一塊下頜骨是傑尼索萬,基於其古老的蛋白質。但是,蘭州大學的考古學家張東菊和她的團隊希望得到更確切的證據,包括DNA,分子金標準。因此,2018年12月,他們開始挖掘,此前他們承諾只在夜間和冬季挖掘,以避免打擾崇拜者。

從黃昏到黎明,室外溫度驟降到-18°C,然後每天早上覆蓋挖掘的痕跡,科學家們的堅持終於有了回報。今天在《科學》雜誌上,張的團隊報告了在傑尼索瓦洞穴外發現的第一個傑尼索瓦古DNA:線粒體DNA(mtDNA)不是從化石中收集的,而是從洞穴沉積物中收集的。精確的日期顯示,10萬年前和6萬年前,丹尼索瓦人在洞穴中避難,最新的可能是4.5萬年前,當時現代人類正在流入東亞。

牛津大學的地質年代學專家湯姆·海厄姆(Tom Higham)說,儘管他們的骨頭很罕見,但「丹尼索瓦人在這個半球還是很普遍的」,他沒有參與這項研究。這也結束了在西伯利亞以外尋找傑尼索瓦人DNA的漫長過程。馬克斯普朗克進化人類學研究所(EVA)的合著者斯萬特•帕博說:「每年,我都說我們會找到這個。」。「已經十年了。」

在整個亞洲活著的人的基因組中發現了丹尼索瓦人的DNA,這表明這些古代人類分布廣泛。但白石崖溶洞的部分頜骨是第一批化石證據。張和她的同事根據一種新的方法,根據一種依賴於蛋白質變異的新方法,確定了這張下巴是丹尼索萬。然而,一些研究人員對這一說法提出質疑,因為這種方法是新的,而且沒有人知道在洞穴中的什麼地方發現了這具下顎。

一個冬夜,身穿防汙服的考古學家在白石崖溶洞取樣。張東菊/蘭州大學

這些問題很可能會消失。由青藏高原研究所的張和陳法虎領導的這次挖掘,採集了許多沉積物樣本,發現了火中的木炭、1310件簡易石器以及犀牛、鬣狗等動物的骨骼579塊。北京古脊椎動物與古人類研究所的古遺傳學家付巧梅成功地從沉積物中提取出了人類mtDNA。線粒體DNA,可能是從糞便或尿液中流出的,與丹尼索瓦人最為相似。

與此同時,由臥龍崗大學的李波和雅各布領導的地質年代學專家對這些沉積物樣品中的物質進行了年代測定。他們用光學測年法來揭示最後一次光照在樣品中礦物顆粒上的時間,顯示出每種礦物顆粒埋藏的時間。產生傑尼索萬線粒體DNA的四個層是在100000年前、60000年前和45000年前沉積下來的,儘管較年輕的沉積物受到了幹擾。

傑尼索瓦洞穴的年代測定者海厄姆說,這些古老沉積物的年代似乎非常可靠。馬克斯普朗克人類歷史科學研究所的地質年代學專家卡特琳娜·杜卡說,通過顯示可以從相同的沉積物樣本中收集到DNA和日期,這項工作開啟了「分子崩落的新時代」。

洞穴裡的木炭顯示了裡面的人生火。他們還使用了簡單的石器,而且,從洞穴的高開口,一定發現了在下面草地上吃草的動物。40000年前,現代人也曾在這個地區進行過警戒。

在今天發表在《科學》雜誌上的另一份研究報告中,Päbo分別從現在的蒙古和北京附近的34000年和40000年前的化石中提取了現代人類DNA,這是亞洲迄今為止最古老的。這些基因組包括傑尼索萬DNA,大約發生在5萬年前的交配遺產。但傑尼索瓦人的序列不同於在活的紐幾內亞人和澳大利亞土著人身上發現的序列。古遺傳學家Diyendo Massilani說,智人肯定與兩個丹尼索瓦人相遇並交配,一個在亞洲大陸,一個在東南亞,進一步證明他們曾經數量眾多,分布廣泛。

傑尼索瓦人給現代藏人留下了一個特殊的遺傳禮物:一種叫做EPAS1的「超級鐵人」基因變體,它幫助紅細胞有效地利用氧氣,在傑尼索瓦洞穴的丹尼索瓦人身上發現。張和她的同事認為,青藏高原的傑尼索瓦人可能已經適應了高海拔地區的生活,而EPAS1可能在他們中間廣泛傳播,然後才傳給現代藏人。

但分子測年表明EPAS1隻在過去的5000年裡迅速傳播。美國加州大學默塞德分校名譽教授、考古學家馬克·阿爾登德費爾說,自然選擇只會青睞那些常年生活在高海拔地區的人的基因變體。傑尼索瓦人可能只是季節性地住在山洞裡。張的團隊需要找到核DNA來測試它的預感。

張先生預計,在洞穴裡進行更多的挖掘工作,將有助於弄清DNA和化石的問題。「對這個洞穴的研究才剛剛開始,」她說。

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