人的基因到底有多强大?

现代人基因对尼安德特人基因(Y染色体)的强势取代

现代人(左)与尼安德特人(右)| 图源Philippe Plailly

我们知道,现代人祖先和尼安德特人曾经在远古时期发生过混血,因此我们体内携带着部分尼安德特人的基因片段(大约2%)。

但是很奇怪的一点是,现代人体内并没有尼安德特人Y染色体基因的痕迹

Y染色体基因由父亲传给儿子,当男性尼安德特人(XY)和女性现代人祖先(XX)结合,生下一个儿子(XY)的话,按理说这个儿子就继承了尼安德特人的Y染色体基因,世代遗传,这个基因应当传到我们体内,然而情况却不是这样。

难道我们的祖先人群主要是女性,导致很少量的尼安德特人Y染色体基因丢失了?

或是像我另一个回答里说的那样,尼安德特人Y染色体基因在进化历程中逐渐被淘汰了?

那么,尼安德特人男性的Y染色体基因究竟去哪儿了呢?

这也是困扰了古人类学家数十年的谜题。

9月25日,Science刊登论文The evolutionary history of Neanderthal and Denisovan Y chromosomes[1],提出对这个问题的最新研究成果。

1.令人迷惑的进化树

此次,马克斯·普朗克(Max Planck)研究所的古人类学家使用了新的技术,对5个古人类化石的Y染色体基因进行研究。

用于研究的5个古人类化石地理区域,以及他们所生活的年代 | 图源文献【1】

分别是来自比利时、西班牙和俄罗斯的3名男性尼安德特人(生活在约3.8-5.3万年前),以及西伯利亚的2名男性丹尼索瓦人(生活在约4.6-13万年前)。

人类进化树 | 图源Wikipedia

根据人类进化谱系,现代人祖先与尼安德特人祖先在约75万年前分道扬镳,此后,尼安德特人的祖先又分化出两条支脉——尼安德特人和丹尼索瓦人。

如果说现代人和尼安德特人是表亲的话,尼安德特人和丹尼索瓦人就是更亲的堂兄弟

Y染色体进化树 | 图源文献【1】

然而按照Y染色体基因的研究结果,丹尼索瓦人(Y染色体基因)在进化历程中,先与尼安德特人和现代人祖先(Y染色体基因)分离,随后才是尼安德特人与现代人祖先的分离。

溯源三个人族的最近共同祖先(TMRCA)的年代 | 图源文献【1】

溯源这三个人族的最近共同祖先(The Most Recent Common Ancestor,TMRCA),我们发现,现代人与丹尼索瓦人的最近共同祖先大约远至70万年前,而现代人与尼安德特人的最近共同祖先却生活在更晚近的37万年前。

这是怎么回事呢,难道现代人和尼安德特人才是更亲的兄弟俩?

2.表现强势的现代人基因

其实按照整体基因组的测序,尼安德特人与丹尼索瓦人是更亲兄弟俩毋庸置疑。

症结只能是Y染色体基因出现了“问题”。

现代人祖先Y染色体基因(黑线)对于尼安德特人Y染色体基因(淡绿线)的取代(蓝线) | 图源文献【1】

在尼安德特人与丹尼索瓦人进化序列分离后,一群现代人祖先在欧洲与他们相遇,并发生了混血,因此一部分混血小男孩后代携带了现代人祖先的Y染色体基因。

男性现代人祖先的Y染色体基因进入尼安德特人种族后,展现出强大的优势,迅速蔓延,横扫六合,完全阻断并取代了男性尼安德特人的Y染色体基因

难怪我们体内找不到尼安德特人的Y染色体基因。

不过目前尚未确定为什么会发生这种取代。

可能的原因有两个:

一个是由于尼安德特人的种群人口较少,容易积累有害的基因突变,特别是在性染色体(XY)上;而现代人祖先的遗传多样性更高,因此具备遗传优势,自然选择更青睐于现代人祖先的Y染色体。

另一个种情况是,通过混血,尼安德特人也获得了现代人祖先的线粒体DNA(mtDNA),因此他们的细胞可能更倾向于和现代人祖先的Y染色体相互作用。

(关于mtDNA是另一个相似的故事,此处暂按下不表)

3.有点倒霉的现代人祖先

其实取代尼安德特人Y染色体基因的现代人祖先,并不是我们的“直系祖先”。

现代人祖先与尼安德特人的两次基因渗透 | 图源文献【2】

约20-30万年前,一小波现代人祖先出现离开非洲,迁徙到了欧洲,他们在那里遇到了尼安德特人。

在风卷残云般扫荡了尼安德特人种族的Y染色体基因后,表现如此强势的这波现代人祖先反而销声匿迹,走进了灭绝的死胡同。

属实有点倒霉。

此后在约4-8万年前,另外一大批现代人祖先再次走出非洲,这是声势浩大的一波迁徙,他们也遇到了那些尼安德特人,并获得了后者的部分基因,世代流转,这些尼安德特人基因最终被我们所继承[2]


通过混血交流,基因渗透,现代人不仅获得了部分尼安德特人基因,甚至可以说从根本上改变了尼安德特人。

如此看来,现代人祖先在与尼安德特人的竞争中,不仅在文化,种群人数等宏观方面处于领先,在根源的基因组上,也展现出强大的碾压态势。

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