2022年诺贝尔生理学或医学奖解读<br>人类是如何演化而来的

2022-10-12 11:13:21 作者: 2022年诺

  之后,斯万特·佩博对来自世界不同地区的当代人类的基因组序列进行比较研究,发现丹尼索瓦人也和现代人之间发生了基因交流,说明两类人群之间有杂交。这种关系首次出现在美拉尼西亚和东南亚其他地区的人群中,那里的个体携带高达6%的丹尼索瓦人DNA。

  之后,更多的研究发现了丹尼索瓦人,并认为这是一个已经灭绝的人种,可能在更新世(约259万年前至11700年前)晚期生活于亚洲大陆。丹尼索瓦人也是直立行走,但身体构造与现代人和尼安德特人有所不同。研究发现,丹尼索瓦人与尼安德特人是姐妹群关系(由同一祖先衍生的两个分支)。巴布亚新几内亚的现代美拉尼西亚人中有约6%的基因与丹尼索瓦人相同,可能是美拉尼西亚人的祖先在亚洲东南部与丹尼索瓦人相遇并杂交,然后美拉尼西亚人的祖先来到巴布亚新几内亚。

  其他研究发现,非洲族群与丹尼索瓦人毫无接触;丹尼索瓦人曾长期居住在中亚,与处在东方和南方的东亚、南亚族群都有过一些DNA交流。从基因组比对分析中发现,部分大洋洲族群体内的丹尼索瓦人基因比例最高。

  藏族人、夏尔巴人与丹尼索瓦人的基因交流

  丹尼索瓦人与现代人的基因交流有一个最有名的馈赠,他们把EPAS1基因转移给了现代人,这在西藏的藏族人和夏尔巴人身上较常见。2014年《自然》杂志上发表了一个国际团队的研究结果。

  这个国际团队在比较和测序了40名藏人和40名汉人的EPAS1基因后发现,藏人有变异的EPAS1基因,这使得他们能轻微提高红细胞和血红蛋白水平,既能提高供氧,又不会造成什么副作用。但汉人和其他没有长时间生活在高原的人EPAS1基因没有变异,若到高原就会导致供氧不足和其他心血管系统的副作用。

  在比较了已灭绝人类近亲尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA序列后,确认EPAS1基因是源自丹尼索瓦人。在高原上生活的藏族人和夏尔巴人都有变异的EPAS1基因,说明丹尼索瓦人也曾与藏人有过基因交流。

  但是,这项研究也引发了争议,因为过去的研究表明,只在西伯利亚的丹尼索瓦洞中发现了丹尼索瓦人,而这个洞穴的海拔只有700米。由于其他地方并未发现过丹尼索瓦人的遗骸,说明他们并没有到过青藏高原,不可能和高原上的藏族人和夏尔巴人通婚。因此,人们一直费解丹尼索瓦人为何会携带与高海拔环境适应有关的基因。

  但是,后来的研究证明了丹尼索瓦人与藏族人和夏尔巴人有过基因交流。而且一些研究进一步指出,丹尼索瓦人可能在20万年前到5.5万年前占据了西伯利亚的洞穴,而尼安德特人则在19.3万年前到9.7万年前出现在西伯利亚洞穴中。现代人可能两次与古人类丹尼索瓦人发生大规模混血,丹尼索瓦人的基因以不同比例保存在现代大洋洲、东南亚和东亚人群的身体里。

  2019年,兰州大学和中国科学院青藏高原研究所带领的研究团队,在位于甘肃省甘南藏族自治州夏河县甘加乡的白石崖溶洞旧石器时代考古遗址,发现了丹尼索瓦人化石,这是一个下颌骨化石,称为夏河人。研究人员利用古蛋白分析方法鉴定其为丹尼索瓦人,利用铀系测年方法将其年龄确定为距今至少16万年。

  而且,夏河人下颌骨化石是丹尼索瓦洞以外发现的第一件丹尼索瓦人化石,也是在东亚发现的首个丹尼索瓦人的化石和遗迹。研究团队从下颌骨化石提取并测序首个丹尼索瓦人线粒体基因序列,最终揭示丹尼索瓦人成功适应了高寒缺氧的环境,在晚更新世就长期生活在青藏高原,这也是支撑丹尼索瓦人在亚洲地区广泛分布的一个有力证据。这一研究成果发表在2019年5月的《自然》期刊上。

  中国研究团队的研究表明,16万年前丹尼索瓦人就出现在青藏高原,也提示当时的古人类已经适应了青藏高原的环境。事实上,16万年前是离现在最近的第二次冰期,青藏高原的环境比现在更冷、更干。在这样严酷的大环境背景下,丹尼索瓦人出现在青藏高原,说明他们不仅可以适应高海拔环境,而且有能力在更干、更冷的冰期环境生存。这证明,EPAS1基因确实是丹尼索瓦人与藏族人、夏尔巴人基因交流的结果。

甘肃省白石崖溶洞遗址。

2020年1月18日,科研人员在白石崖溶洞遗址开展相关研究工作。

  诺奖人物

  诺奖历史上有7对父子获奖

  在诺贝尔奖的历史中有一个有趣但并不罕见的现象,即父子都获奖。斯万特·佩博的父亲也获过诺贝尔奖,而且父子俩获得的都是生理学或医学奖,只不过时间跨度有40年。

  除了佩博父子外,还有6对父

  子也曾获得诺贝尔奖。2006年的诺贝尔化学奖得主是美国科学家罗杰·科恩伯格,他的父亲阿瑟·科恩伯格是1959年诺贝尔生理学或医学奖得主之一。此外,布拉格父子共同获得1915年诺贝尔物理学奖;汤姆逊父子分别是1906年、1937年诺贝尔物理学奖得主;奥伊勒父子分别是1929年诺贝尔化学奖、1970年诺贝尔生理学或医学奖得主;玻尔父子分别是1922年、1975年诺贝尔物理学奖得主;西格巴恩父子分别是1924年、1981年诺贝尔物理学奖得主。

  特色溯源

  诺奖也有“跨学科”

  今年诺贝尔生理学或医学奖授予人类演化的研究成果,属于人类学,因而与过去总是授予生理学和临床医学的成果有点“违和”,被视为是跨学科。这在诺贝尔奖历史上曾有先例。

  1973年的诺贝尔生理学或医学奖就是授予了与生理学或医学关系并不大的动物行为和心理研究,获奖者是奥地利的康拉德·洛伦兹、德国的卡尔·冯·弗里希和英国的尼古拉斯·庭伯根。研究动物能获得诺贝尔奖意味着研究动物也与研究人类相关,将动物身上的适应性行为推论到人类复杂的社会与心理模式,对遗传学、进化心理学和社会生物学等研究会产生重大作用。