
該組織已經走了數千英里,越過非洲和中東,直到終於到達新大陸的昏暗森林。他們是我們現代人類部落的長期存在的成員,也是第一個智人進入歐洲。
在那裡,這些人可能會遇到遙遠的表親:尼安德特人。
這些小的現代人類親戚帶有連帽的眉毛,大頭和深蹲的身體,他們花了紀念日,適應歐洲較冷的氣候。在數千年的幾個點上,這兩種形式的人類將相遇,融合和伴侶。
數万年後,這些古老的遭遇留下了當今數十億人類的遺傳守則。從我們的外觀到疾病的風險,揮之不去的基因以大小的方式影響我們。
“在我們的基因組中的某些地方,我們比人類更尼安德特人。”約書亞·阿基(Joshua Akey)普林斯頓大學的綜合基因組學教授告訴Live Science。
這些是我們最親密的人類親戚,這就是他們的遺產。
第一次相遇
到75,000年前,但可能會達到25萬年以前,大多數現代歐亞人的祖先首先冒險從非洲出發,進入歐亞大陸。在這裡,現代人類與尼安德特人面對面,他們最後一次與現代人類分享了一個共同的祖先數十萬年前從那以後一直生活在這些大陸。在千年中,這些群體在多次中互動。
有關的:尼安德特人會說話嗎?
起初,現代人類從尼安德特人那裡繼承了整個染色體,Sriram Sankararaman加州大學洛杉磯分校的計算機科學,人類遺傳學和計算醫學教授告訴Live Science。但是,一代人通過一個稱為的過程基因重組,這些伸展的DNA被分解並散佈。
尼安德特人的DNA通常對現代人類“有害”,這意味著它通過現代人類的DNA迅速除草進化。 Sankararaman說,這導致了“尼安德特人DNA的沙漠”或缺乏現代人類基因組的大區域。例如,科學家認為男性的Y染色體不包含任何尼安德特人基因。尼安德特人y上的基因可能與其他人類基因不相容,或者它們可能通過稱為稱為的過程隨機丟失遺傳漂移。
在繼承尼安德特人DNA的人中,X染色體也包含尼安德特人的血統要少得多比其他非性質染色體攜帶。這可能是因為X染色體上的任何有害或非功能性突變都將在男性中表達,因為它們缺乏基因的匹配功能副本來補償。這種可能產生了強烈的進化壓力,以從現代人類X中去除這種有害的尼安德特人基因,Emilia Huerta-Sanchez布朗大學的生態,進化和生物學副教授告訴Live Science。
但是一些尼安德特人的DNA幫助現代人類生存和繁殖,因此它在我們的基因組中徘徊。如今,尼安德特人DNA平均佔據2%的基因組非洲以外的人。但是,在基因組的某些地區,編碼有益性狀的尼安德特人DNA的頻率可能高達80%。
我們的外表
對於許多人來說,尼安德特人的遺產在一個高度可見的特徵中顯而易見:膚色。
尼安德特人基因變體在9號染色體上影響膚色今天有70%的歐洲人攜帶。在大多數東亞人中發現的另一個尼安德特人基因變體,調節角質形成細胞, 哪個保護皮膚通過稱為黑色素的深色顏料來抵抗紫外線輻射。
尼安德特人的基因變體也與更大的曬傷風險在現代人類中。同樣地,大約66%的歐洲人攜帶尼安德特人的等位基因童年時代曬傷和曬黑能力不佳的風險增加。
在我們的基因組中的某些地方,我們比人類更尼安德特人
約書亞·阿基(Joshua Akey),普林斯頓大學
尼安德特人在較高的緯度上花費了數千年,陽光暴露較少,這是需要的維生素D產生。因此,頭髮和皮膚生物學的變化可能使現代人類能夠快速利用較低水平的陽光,同時仍產生足夠的維生素D,以保持健康,約翰·卡普拉(John Capra)范德比爾特大學(Vanderbilt University)的進化遺傳學家告訴《現場科學》。
Huerta-Sanchez說:“關於雜交的很酷的事情之一是,與其等待新的有益突變發生,這是一個非常緩慢的過程,而是一次引入了大量的遺傳變異。”
此外,我們的祖先必須適應較冷的歐亞天氣。為此,他們可能已經獲得了影響面部形狀的尼安德特人基因。在2023年學習,科學家發現現代人類繼承了高鼻子基因來自尼安德特人。鼻子高的鼻子可能使更多的冷空氣在到達肺之前會加熱到鼻子的體溫,建議Kaustubh Adhikari,共同研究作者和倫敦大學學院的統計遺傳學家。
使我們的牢房打勾的時鐘
尼安德特人的DNA也可能有所幫助H. Sapiens調整北緯度的白天和夜間長度的較大差異。
揮之不去的尼安德特人基因會影響我們的晝夜節律,該時鐘調節了內部過程體溫和代謝。例如,一些早期的提升者可以感謝尼安德特人的晝夜節律基因,Capra及其同事發現。
卡普拉說,這可能有助於我們的祖先適應距赤道更遠的冬季。
卡普拉說:“似乎並不是說是一個早起的人。”他說:“這是一個信號,表明您的時鐘本質上是多麼靈活以及適應季節的淺黑暗週期變化的能力。”
我們的內部防禦
許多強烈保留的尼安德特人基因都與免疫功能相關。
到......的時候H. Sapiens到達歐洲,尼安德特人已經花費了數十萬年的時間來打擊特定的歐亞大陸感染。通過與尼安德特人交配,現代人類立即註入了這些感染基因。
“那些已經適應了尼安德特人已經與尼安德特人一起生活的病原體的那些尼安德特人DNA,尤其是免疫力的DNA,很長一段時間以來,在現代人類種群中自然選擇下的頻率開始上升,”大衛·恩德(David Enard)亞利桑那大學的生態與進化生物學助理教授告訴Live Science。
儘管許多病了古代人類的祖先病原體都流逝了,但一些尼安德特人的基因有助於與現代病原體作鬥爭。例如,Enard和一位同事的2018年研究表明現代人類繼承了尼安德特人的DNA幫助他們戰鬥RNA病毒,今天包括流感(流感),,,,愛滋病和肝炎100。
尼安德特人DNA較暗的一面
曾經有助於我們祖先的一些尼安德特人基因在現代世界中可能有害。
在大多數情況下,尼安德特人的基因在大腦中沒有強烈表達,這暗示它們在進化過程中被強烈選擇。尼安德特人的基因與情緒障礙有關例如抑鬱症以及大腦信號通路,使人們更有可能成為沉迷於尼古丁。
即使是尼安德特人的免疫力提升也可能有缺點。 2016年科學家 發現尼安德特人的基因使免疫系統抗擊病原體使人容易過敏疾病。此外,尼安德特人基因已與患有自身免疫性疾病的風險更高,例如由甲狀腺過度活躍引起的墳墓疾病;和類風濕關節炎,激怒關節甚至維京病,“其中一個或多個手指彎曲或凍結。
一個尼安德特人的基因變體可能使我們更有可能患有嚴重的情況新冠肺炎。在3染色體上發現的那種變體是在南亞一半和六分之一的歐洲人。但是,即使在那裡,圖片也很複雜,因為其他尼安德特人的基因最多由歐亞大陸和美洲人帶來降低了嚴重的Covid-19的風險。
卡普拉說:“不幸的是,我們真的沒有疾病,甚至一般來說,我們都可以說,'哦,您可以為此責怪尼安德特人的DNA。”
對於一些最大的健康疾病,例如心臟病和癌症,其中數十個或數百個基因以及無數的環境因素會影響您的疾病風險。
前方的
那麼這些久的人的痕跡將在我們的基因組中徘徊多長時間?數十萬年來,其中一些尼安德特人的碎片將逐漸從我們的基因組中消除。阿基說,其他人將牢固地嵌入。
同時,還有更多關於尼安德特人如何在我們身上留下自己的印記的東西。
“能夠利用新的基因組技術CRISPR基因編輯將在理解尼安德特人序列如何促進人類特徵和疾病的實際潛在生物學方面發揮重要作用。 ”
他說,破譯這些基因實際上可以幫助某些情況下的治療方法。
而且基因流不是單向的。科學家還試圖確定現代人類DNA如何可能影響了尼安德特人並正在將人工智能(AI)方法應用於古代基因組更詳細的圖片我們失敗的表親的樣子。
弄清尼安德特人DNA在我們的基因組中的作用不僅可以幫助我們了解自己的健康。 Sankararaman說,這些DNA可以提供有關使我們與眾不同的線索。
當我們的祖先進入新環境時,桑卡拉拉曼說:“尼安德特人的DNA在我們歷史上的重要時期進入了我們的基因組。”
他說:“通過查看這些DNA的命運,我們可以希望理解我們基因組在這段時間內的功能重要區域是什麼。”