當在2010年對第一個完整的尼安德特人基因組進行了測序時,它包含的30億個基對有助於填補我們自己的物種古老歷史中的一些空白,從而揭示了史前與我們滅絕的親戚的史前愛情事務的狂野。結果,非洲以外的所有當今人口繼續佔2%,這會影響從我們的免疫功能到日常習慣和心理健康的一切。
這些尼安德特人基因中的一些也可能有助於以某種方式塑造我們的外觀,儘管確切地弄清楚這種古老的DNA如何轉化為身體特徵比聽起來更複雜。
破解尼安德特人代碼
在高中生物學中,我們大多數人都接受了孟德爾遺傳學的教學,這些遺傳學與相關的性狀或表型息息相關。如果這只是事物在實踐中的運作方式,重建一個通過查看它們的DNA將是一個簡單的繪畫作用,每個基因都與特定的顏色或形狀相對應。
實際上,大多數特徵是多基因,這意味著最終結果實際上是以微妙而復雜的方式共同工作的多個基因的結果。結果,即使在與現代人類打交道時,通常不可能預測將基因從一個變體(或等位基因)更改為另一個變體會改變一個人的表型。
“這些事情對於我們很難獨自從基因序列中鍛煉,因此我們解決它們的方式是查看很多人,並看到攜帶某個等位基因的人與那些沒有的人有何不同攜帶它,”約翰·霍克斯威斯康星大學 - 麥迪遜分校人類學教授告訴Iflscience。
他解釋說:“我們不能採用基因組並使用計算機,並告訴我們表型將是什麼是什麼,除非我們有很多人看著誰擁有這些基因。” “而且我們不能用尼安德特人來做到這一點。”
鑑於在過去的40,000年中沒有人能夠觀察到活生生的尼安德特人,因此我們無法將其基因組與他們的外表聯繫起來。
但是,我們可以做的是研究我們自己的DNA中的尼安德特人序列,並試圖找出這些序列與我們的物理特徵有何關係。
尼安德特人可能有藍眼睛嗎?不,我認為可能不是。
約翰·霍克斯博士
例如,皮膚,頭髮和眼睛的色素沉著受到當今人類數百種變體之間的相互作用。不幸的是,這些都不是直接從尼安德特人那裡繼承的,這意味著我們不能將自己用作弄清楚我們古老表親的樣子的模型。
尼安德特人有紅頭髮嗎?
據推測尼安德特人展示的一個特徵是紅頭髮。在現代人類中,這種特徵是由一個突變產生的,該突變降低了一個名為MC1R的基因的有效性,該基因控制了黑色素的產生。早在2007年,研究人員發現了一個MC1R基因的單獨變體在兩個尼安德特人中這似乎在類似程度上阻礙了其功能。
儘管這種變體與賦予現代人類頭髮的變體不同,但科學家開始懷疑它可能具有相同的表型影響。這導致了所有尼安德特人都是紅發的想法。
然而,有趣的是,自從該研究問世以來已經測序的任何尼安德特人基因組中都從未發現過這種變體,這表明如果確實存在,這種變體可能很少見。最近,來自馬克斯·普朗克進化人類學研究所的研究人員分析了所有尼安德特人DNA的影響在現代人類基因組中,包括與頭髮,眼睛和膚色相關的基因組。
我認為我現在對尼安德特人是紅頭髮沒有任何強烈的預測。
邁克爾·丹尼爾曼(Michael Dannermann)
“我們研究了與紅發有關的現代人類中的變體,並問''尼安德特人混合物中的任何一種嗎?”研究作者邁克爾·丹尼曼(Michael Dannemann)告訴iflscience。 “而且我們找不到一個。”
在影響當今人的頭髮顏色的20多種MC1R變體中,在任何測序的尼安德特人基因組中都沒有鑑定出來,這意味著尼安德特人不存在紅色頭髮基因。這並不是說他們不能擁有自己的猩紅鎖基因,但現在看來,圍繞該主題的所有最初炒作可能已經過時了。 Dannemann說:“我認為我現在對尼安德特人是紅頭髮的強烈預測。”
同樣,在尼安德特人的基因組中發現了多種形式的OCA2基因OCA2(可能在現代人類中引起藍色或棕色的眼睛),從而導致對這種古老的人類的藍寶石窺視者的猜測。但是,與在我們自己的物種中,在尼安德特人的DNA中不存在。
“尼安德特人可能有藍眼睛嗎?不,我認為可能不是。”霍克斯說。
在2012年發表的一項研究中,研究人員試圖預測三個尼安德特人的出現基於它們的基因型。這三個都攜帶多個基因的不同眼睛顏色,但都確定為棕色眼睛。有趣的是,這三人被預測有紅頭髮,儘管作者承認他們對這些發現的信心很低,因為他們甚至無法可靠地猜測來自基因組的活人的眼睛和頭髮顏色。
品種是生活的香料
“不同基因座的多個尼安德特人等位基因在當今的歐洲人中有助於皮膚和頭髮的顏色,而這些尼安德特人的等位基因既有助於較輕,更深色的膚色和頭髮顏色,這表明尼安德特人本身很可能在這些特徵中可變。”以及他的合著者珍妮特·凱爾索(Janet Kelso)在2017年的研究中。那麼,像現代人類一樣,尼安德特人顯然並不是所有的顏色,而是它們的遺傳構成和表型特徵差異很大。
Dannemann說:“我們實際上沒有任何證據表明尼安德特人DNA使我們變得更輕或更暗的皮膚,因為您可以找到尼安德特人與膚色的關聯,但它們可能朝相反的方向發展。” “一個實際上平均使您膚色較輕,另一個使您更加深色。”
乍一看,這一發現聽起來像是我們追求重建典型尼安德特人的另一個死胡同,但是在線條之間閱讀,實際上它為猜測它們的外觀提供了一些有趣的新見解和肥沃的基礎。畢竟,我們知道,當我們從非洲遷移並遇到了世界各地的新環境時,我們自己的物種會形成各種皮膚,頭髮和眼睛色彩。更具體地說,較輕形式的色素沉著演變為智人從赤道進一步擴散,減少黑色素的產生使我們能夠捕獲更多的太陽紫外線來生產維生素D。
即使在幾乎沒有遺傳跨界的種群中,這種相同的色素沉著模式始終與緯度直接相關。例如,居住在較高緯度的古代西歐人和東亞人完全獨立於彼此獨立於皮膚。霍克斯解釋說:“這是平行的進化。” “因此,與歐洲有不同的基因與較輕的色素相關。”
根據一個尚未審視的研究,這些特徵採用了不可思議的長時間發展,在鐵器時代的某些北歐人群中,皮膚僅出現。
像我們一樣,尼安德特人分佈在全球大部分地區,佔據了從北到南的一系列緯度。他們也是,給他們足夠的時間來發展各種膚色。我們自己的色素沉著基因與它們的色素沉著基因不匹配的事實意味著我們不能確定它們是什麼顏色,但是並不是不合理地想知道他們是否可能分享了我們在遙遠的北方和溫暖中更黑暗的趨勢赤道附近的區域。
例如,我們知道,不同地區的尼安德特人在遺傳上適應了它們的環境,而來自較高緯度的人會不斷發展的睡眠模式,使他們得以發展。因此,假設他們的皮膚,頭髮和眼睛的色調可能僅通過不同的(或平行的)對我們自己的基因進行了優化,這是有道理的。
不幸的是,我們的數據中有一個主要漏洞,使我們無法驗證這一假設。霍克斯說:“最大的缺失部分是,我們沒有尼安德特人的基因組。”霍克斯說。 “我們沒有來自以色列尼安德特人的基因組,來自敘利亞尼安德特人,來自伊拉克尼安德特人。因此,由於我們根本沒有來自南部的遺傳學的遺傳學,因此可能發生的最有趣的色素變異可能會發生。”
即使我們這樣做了,鑑於他們的大多數色素沉著基因都沒有被滲入現代人類,因此無法在行動中看到它們的大部分色素沉著基因,但圍繞尼安德特人表型的未解決問題的數量仍然很大。霍克斯說:“如果你真的想談論我對尼安德特人不了解的知識,我不知道他們的眼睛在整個沒有白色的眼睛,例如大猩猩眼睛,”。
最後,儘管對幾個高質量的尼安德特人基因組進行了測序,但我們仍然無法觀察他們的DNA如何在其豐富多彩,肉質的榮耀中表現出來。 “也許尼安德特人的灰色模式與我們的模式截然不同。也許他們有不同的脫髮模式,”霍克斯思考。
“尼安德特人能有條紋嗎?這些都是我不知道的。”