古人类DNA揭人类演化史白肤碧眼1万年前才出现

日前,英国《自然》杂志评出十位“中国科学之星”,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员入选,因为她帮助重新书写了欧洲最早的现代人类的历史,并希望用古人类遗骸的DNA改写亚洲的史前史 。
那么,付巧妹等人做的工作究竟是什么?本版特约相关研究者向读者做一介绍 。
从尼安德特人基因含量下降入手
今年5月2日上线的《自然》文章《冰河时期的欧洲人群历史》中,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员与来自美国、德国、意大利、爱尔兰、西班牙等国同行,共同发表了一篇关于冰河时代欧亚人群遗传演化的综合研究文章,绘制出一幅关于冰河时代欧亚人群的遗传图谱,首次揭示了旧石器时代晚期欧亚地区完整的人口动态变化情况 。
虽然目前已知现代人类——智人是唯一存活至今的人类成员,但是根据目前的考古研究结果显示,在远古时代,地球上存在过数量不少的古人类 。在学术上,一般可以根据演化阶段的不同将人类区分为古人类和现代人类 。在智人诞生的时候,能人、鲁道夫人、匠人和海德堡人已经成为了历史 。在欧洲,尼安德特人已经生活了10万年,丹尼索瓦人与尼安德特人分离,开始远征中东之旅 。这些古人类很可能与现代人类的祖先生活过一段时间,并可能与现在人类祖先存在一定的基因交流 。
时至今日,除非洲人外,其他现代人类的基因组中大概都有2%左右的尼安德特人的基因 。研究人员发现现代人中的尼安德特人基因含量在很短的时间里存在急剧的下降,可是基因含量下降的原因还是未解之谜 。是不是尼安德特人与现代人类的祖先在这个时期就存在一定程度的交流?该研究就从这个时期的古人类化石入手 。
末次盛冰期的严寒中发生了什么?
在距今2.5万至1.4万年前,地球上出现了严峻的末次盛冰期,这是末次冰期中气候最为恶劣的阶段,欧亚大陆上覆盖着厚重的冰层,气温极其严寒 。在这一时期,大陆上的植被发生更替,很多动物如我们熟悉的猛犸象、披毛犀都走向了灭绝的末路 。然而,这个阶段却是人类进化过程中的关键阶段 。在这一时期,欧洲大陆上先后出现了的奥瑞纳文化、格拉维特文化、马格德林文化 。这些都属于欧洲大陆上的早期原始文化,具有能够对石器进行加工和利用等遗址特征,并产生了原始的艺术 。这些聚集的原始人类是如何度过漫长严峻的冰期的?
有一个典型的例子是乌某克某兰国黑海北部出现的格拉维特文化,其特点是拥有能生存在寒冷北方的新技术,就是在没有树木的大草原上用猛犸象骨骼作为框架搭建帐篷 。当然,当气候环境进一步恶化,大面积土地被冰层覆盖,有的冰层达5公里厚,主要影响了欧洲中部和西北部地区 。海平面比今天低,海岸线比例也不同 。平均气温比现在低10至12摄氏度,气候比现在更干旱 。陆地上遍布着耐旱草种和沙丘,即使具有御寒的工具和技术,北欧也不适宜人类居住,因此,原始人类进行了大规模迁徙,在南欧寻找避难所 。在这一过程中,不同文化间的人类是否出现了交流,不同文化间的相似性是不是由于早期交流产生的?主要推动力是技术的传播还是人群迁徙?大范围的气候波动如何对早期人类进化产生影响?这些问题都是很吸引人的未解之谜 。
创新的古DNA技术可在沙中淘金
在之前很长一段时间,古人类学相关研究主要是通过对现生人群的遗传变异做溯源推导,这主要是由于利用传统技术从古人类化石上提取DNA进行测序分析具有极大的难度,一方面受制于DNA的保存状况,另一方面也难以从支离破碎的基因片段中获取有意义的信息 。