我们的智人祖先与尼安德特人、丹尼索瓦人和其他类型的人类共享世界，他们的 DNA 存在于我们的基因中

人类历史的故事出现新的曲折。

约书亚·阿基，普林斯顿大学

客座作者

图片来源：Nicolas Primola/Shutterstock.com

20万至30万年前，当第一批现代人类在东非出现时，世界与今天相比有很大不同。也许最大的区别在于，我们——指的是我们这个物种的人类，智人——只是同时存在于地球上的几种人类（或古人类）类型之一。

从欧亚大陆著名的尼安德特人和更加神秘的丹尼索瓦人，到印度尼西亚弗洛勒斯岛上的小型“霍比特人”弗洛勒斯人，再到生活在南方的纳莱迪人非洲，多种古人类大量存在。

然后，在 30,000 到 40,000 年前之间，除了一种类型的古人类外，所有这些古人类都消失了，我们第一次感到孤独。

直到最近，人类历史的谜团之一是我们的祖先在这些其他类型的人类灭绝之前是否与他们互动和交配。几十年来，这个引人入胜的问题一直是科学家们争论的焦点，因为回答这个问题所需的数据根本不存在。事实上，对许多人来说，这些数据似乎永远不会存在。

然而，斯万特·帕博（Svante Pääbo）很少关注人们认为什么是可能的或不可能的。他坚持开发提取、测序和解释古代 DNA 的工具，从而能够对生活在 45,000 多年前的尼安德特人、丹尼索瓦人和早期现代人类的基因组进行测序。

由于开发了古基因组学这一新领域，Pääbo 被授予 2022 年诺贝尔生理学或医学奖。这一荣誉不仅是对 Pääbo 所取得的成就当之无愧的认可，也是对进化基因组学及其有助于更全面地了解人类健康和疾病的见解的认可。

DNA 揭示了混合和交配

过去几十年对活人的基因研究揭示了人类历史的大致轮廓。我们的物种起源于非洲，大约 6 万年前从该大陆扩散出去，最终传播到地球上几乎所有可居住的地方。随着现代人类在世界各地迁徙，其他类型的人类也存在，但遗传数据几乎没有证据表明现代人类与其他古人类交配。

然而，在过去的十年里，对从距今约 40 万年前的化石中发现的古代 DNA 的研究揭示了人类历史故事中令人震惊的新曲折。

例如，尼安德特人基因组提供了明确表明人类和尼安德特人交配所需的数据。由于这种杂交，今天活着的非非洲人从尼安德特人祖先那里继承了大约 2% 的基因组。

最大的惊喜之一是，当帕博和他的同事对从一块被认为是尼安德特人的小指骨碎片中获得的古代 DNA 进行测序时，结果发现它是一种完全未知的人类类型，现在被称为丹尼索瓦人。人类和丹尼索瓦人也有交配，目前丹尼索瓦人血统水平最高，在海洋血统的个体中占 4% 到 6%。

引人注目的是，来自一位 9 万年前女性的古代 DNA 显示，她的母亲是尼安德特人，父亲是丹尼索瓦人。尽管仍有许多悬而未决的问题，但对古代和现代 DNA 的分析显示，多种古人类不仅在时间和空间上重叠，而且交配也相对普遍。

您今天携带的古老基因

估计现代人来自尼安德特人或丹尼索瓦人的血统比例当然很有趣。但血统比例提供的有关这些古代交配后果的信息有限。

例如，从尼安德特人和丹尼索瓦人继承的 DNA 是否会影响我们细胞内发生的生物功能？这种 DNA 是否会影响眼睛颜色或疾病易感性等特征？来自我们进化表亲的 DNA 序列是否曾经有益于帮助人类适应新环境？

为了回答这些问题，我们需要识别散布在现代个体基因组中的尼安德特人和丹尼索瓦人 DNA 片段。

2014 年，我的团队和 David Reich 的团队独立出版了第一张存在于现代人类 DNA 中的尼安德特人序列图。如今，大约 40% 的尼安德特人基因组并不是通过对化石中的古代 DNA 进行测序而恢复的，而是通过将当代个体基因组中存在的尼安德特人序列拼凑在一起来间接恢复的。

同样，2016 年，我的团队和 David Reich 的团队发布了第一个全面的现代个体 DNA 序列目录，该目录遗传自丹尼索瓦人的祖先。令人惊讶的是，当我们分析当今人类中持续存在的丹尼索瓦人序列时，我们发现它们来自两个不同的丹尼索瓦人群体，因此丹尼索瓦人和现代人类之间至少发生了两次独立的交配浪潮。

对现代人类尼安德特人和丹尼索瓦人 DNA 的分析表明，他们的一些序列是有害的，并迅速从人类基因组中清除。事实上，生活在大约 45,000 年前的人类中，尼安德特人血统的最初比例约为 10%。在几代人的时间里，这个数字迅速下降到当代个体中观察到的 2%。

去除有害的古老序列还产生了人类基因组的大片区域，这些区域的尼安德特人和丹尼索瓦人的血统都显着减少。这些古老的人类序列沙漠很有趣，因为它们可能有助于识别导致现代人类独特特征的基因变化，例如我们的语言、象征思想和文化的能力，尽管对于这些特征对于现代人类来说有多么独特还存在争议。

相比之下，从尼安德特人和丹尼索瓦人继承的序列也具有优势，有助于现代人类在离开非洲时适应新的环境。一些与免疫相关的基因的尼安德特版本在一些非非洲人群中出现频率很高，这可能有助于人类抵御新病原体的侵害。同样，有助于西藏人群适应高海拔的EPAS1基因的一个版本是从丹尼索瓦人遗传的。

人们也越来越清楚，从尼安德特人和丹尼索瓦人祖先继承的 DNA 序列加剧了当今个体的疾病负担。尼安德特人序列已被证明会影响对严重 COVID-19 的易感性和防护能力。古老的人类序列也被证明会影响抑郁症、2 型糖尿病和乳糜泻等疾病的易感性。正在进行的研究无疑将更多地揭示尼安德特人和丹尼索瓦人的血统如何导致人类疾病。

二十多年前，当人类基因组计划即将完成时，我还是一名研究生。我对遗传学很着迷，因为我发现它很有趣，通过分析当今个体的 DNA，你可以了解数万年前发生的人群历史的各个方面。

今天，我同样对我们 DNA 中包含的故事着迷，Svante Pääbo 和他的同事的工作使这些故事能够以一种以前不可能的方式讲述。

Joshua Akey，普林斯顿大学 Lewis-Sigler 综合基因组学研究所教授

本文是根据知识共享许可从 The Conversation 重新发布的。阅读原文。