人是怎么来的?先有鸡还是先有蛋?

人类是由类人猿进化而来的。人是从哪里来的?这是整个人类社会面临的一个终极问题。另一个同样重要的问题是,人类的所有亲戚都去了哪里?

化石证据和基因分析表明,人类起源于非洲。最早的人类祖先被认为是一种古老的类人猿。他们在大约650万年前与人类的远亲黑猩猩分道扬镳。大约200万年前,非洲南方古猿进化为直立人,逐渐遍布全球。著名的北京人是直立人之一,他们在大约70万年前来到中国北方,并在那里生活到大约20万年前。人们一度认为北京人是中国人的祖先,但基因分析表明他们只是人类的近亲。事实上,我们的祖先从未见过这种近亲,因为现代智人直到大约4万年前才来到东亚,那时北京人已经灭绝多年。

欧洲还有一种“欧洲猿人”,类似于北京猿人。这是同质-尼安德特人的一个亚种。他们大约在20万年前开始在欧洲定居,并逐渐向四周扩散,南至西伯利亚,南至今天的中东。与北京人不同,尼安德特人大约在3万年前灭绝。不要小看年龄差距。要知道现代智人是在5 ~ 8万年前走出非洲,通过中东进入欧洲的,所以人类的祖先应该是遇到了他们的尼安德特人亲戚。

既然亲戚们见了面,自然要问一个问题:有没有互相交流过?如果有过沟通,是善意的合作还是你死我活的厮杀?考古证据表明,两者之间似乎没有大规模的战争,但更具体的交流形式不得而知。就在这时,科学家发现,在克罗地亚温迪加的洞穴中发现的几具尼安德特人骨骼保存完好,可以用来对尼安德特人基因组进行测序。于是,2006年,德国科学家率先测出了654.38+0万个“字母”(核苷酸)的序列,得出了两个结论:第一,尼安德特人不是人类的祖先。第二,两者之间没有基因交换。

今年5月7日出版的《科学》杂志推翻了这个结论。德国马克斯·普朗克研究所进化人类学教授SvantePaabo及其领导的庞大国际研究团队发表文章称,他们用一种新的DNA测序技术成功测量了40亿个“字母”的序列,并通过计算机分析得出结论,尼安德特人曾经与人类有过基因交流!

这两项成果难度极大,技术性很强。首先,这么古老的骨头必然含有大量细菌,DNA污染在所难免。老方法是通过DNA扩增来达到测序的目的,但是这种扩增很容易放大细菌污染。这也是当年陈检测出的“恐龙基因”序列后来被证明大多是细菌污染的原因。Papo教授采用的新方法不需要DNA扩增,即使在细菌污染达到99.8%的情况下,仍能准确检测出所需的基因序列。

其次,即使采用这种新方法,测得的基因序列也不可避免地存在很多误差。如何判断尼安德特人是否与现代人有基因交流?这项工作是由数学系毕业的理查德·格林博士完成的。格林博士设计了一种复杂的算法,将尼安德特人的基因组序列与来自南部非洲、西部非洲、欧洲、巴布亚新几内亚(位于南亚)和中国的5名女性的基因组序列进行比较,最终得出了这一结论。

格林博士统计了尼安德特人基因组和现代基因组之间的差异。如果尼安德特人没有和现代人进行过基因交流,那么尼安德特人的基因组应该和5个现代人的基因组一样不同。但格林博士发现,尼安德特人的基因组序列与另外三个非洲人相比,与两个非洲人的差异更大。按照这个算法,只要我们的祖先与尼安德特人有过几次性交流,就足以解释这种差异。

格林博士还推算出基因交换的时间发生在5万年到8万年前,也就是人类第一次走出非洲大陆的时间。格林博士甚至计算出了基因交换发生的地点,大约在今天的中东地区,比较符合当时的情况。

通过分析基因交换的数量和位置,格林博士计算出1%~4%的现代人类基因组来自尼安德特人,但没有迹象表明这些外来基因在人类进化中发挥了关键作用。

然而,格林博士在论文中提到,这种算法存在缺陷。如果尼安德特人和现代人都是从一个独特的直立人群体进化而来,这种算法就行不通了。然而,格林博士并不认为这个假设成立,它只具有数学意义。

这项研究意义重大,在国际上引起了很大反响。如果最终被证明是正确的,说明人类并不都是单一族群的后代,而是混合了一些“近亲”基因。这种混合物促进了人类进化吗?对人体有什么影响?让我们拭目以待。⑥2