当在2010年对第一个完整的尼安德特人基因组进行了测序时,它包含的30亿个基对有助于填补我们自己的物种古老历史中的一些空白,从而揭示了史前与我们灭绝的亲戚的史前爱情事务的狂野。结果,非洲以外的所有当今人口继续占2%,这会影响从我们的免疫功能到日常习惯和心理健康的一切。
这些尼安德特人基因中的一些也可能有助于以某种方式塑造我们的外观,尽管确切地弄清楚这种古老的DNA如何转化为身体特征比听起来更复杂。
破解尼安德特人代码
在高中生物学中,我们大多数人都接受了孟德尔遗传学的教学,这些遗传学与相关的性状或表型息息相关。如果这只是事物在实践中的运作方式,重建一个通过查看它们的DNA将是一个简单的绘画作用,每个基因都与特定的颜色或形状相对应。
实际上,大多数特征是多基因,这意味着最终结果实际上是以微妙而复杂的方式共同工作的多个基因的结果。结果,即使在与现代人类打交道时,通常不可能预测将基因从一个变体(或等位基因)更改为另一个变体会改变一个人的表型。
“这些事情对于我们很难独自从基因序列中锻炼,因此我们的工作方式是查看很多人,看看携带某个等位基因的人与不携带它的人有何不同,”约翰·霍克斯威斯康星大学 - 麦迪逊分校人类学教授告诉Iflscience。
他解释说:“我们不能采用基因组并使用计算机,并告诉我们表型将是什么是什么,除非我们有很多人看着谁拥有这些基因。” “而且我们不能用尼安德特人来做到这一点。”
鉴于在过去的40,000年中没有人能够观察到活生生的尼安德特人,因此我们无法将其基因组与他们的外表联系起来。
但是,我们可以做的是研究我们自己的DNA中的尼安德特人序列,并试图找出这些序列与我们的物理特征有何关系。
尼安德特人可能有蓝眼睛吗?不,我认为可能不是。
约翰·霍克斯博士
例如,皮肤,头发和眼睛的色素沉着受到当今人类数百种变体之间的相互作用。不幸的是,这些都不是直接从尼安德特人那里继承的,这意味着我们不能将自己用作弄清楚我们古老表亲的样子的模型。
尼安德特人有红头发吗?
据推测尼安德特人展示的一个特征是红头发。在现代人类中,这种特征是由一种突变产生的,该突变降低了一个名为MC1R的基因的有效性,该基因控制了黑色素的产生。早在2007年,研究人员发现了一个MC1R基因的单独变体在两个尼安德特人中这似乎在类似程度上阻碍了其功能。
尽管这种变体与赋予现代人类头发的变体不同,但科学家开始怀疑它可能具有相同的表型影响。这导致了所有尼安德特人都是红发的想法。
然而,有趣的是,自从该研究问世以来已经测序的任何尼安德特人基因组中都从未发现过这种变体,这表明如果确实存在,这种变体可能很少见。最近,来自马克斯·普朗克进化人类学研究所的研究人员分析了所有尼安德特人DNA的影响在现代人类基因组中,包括与头发,眼睛和肤色相关的基因组。
我认为我现在对尼安德特人是红头发没有任何强烈的预测。
迈克尔·丹尼尔曼(Michael Dannermann)
“我们研究了与红发有关的现代人类中的变体,并问''尼安德特人混合物中的任何一种吗?”研究作者迈克尔·丹尼曼(Michael Dannemann)告诉iflscience。 “而且我们找不到一个。”
在影响当今人的头发颜色的20多种MC1R变体中,在任何测序的尼安德特人基因组中都没有鉴定出来,这意味着尼安德特人不存在红色头发基因。这并不是说他们不能拥有自己的猩红锁基因,但现在看来,围绕该主题的所有最初炒作可能已经过时了。 Dannemann说:“我认为我现在对尼安德特人是红头发的强烈预测。”
同样,在尼安德特人的基因组中发现了多种形式的OCA2基因OCA2(可能在现代人类中引起蓝色或棕色的眼睛),从而导致对这种古老的人类的蓝宝石窥视者的猜测。但是,与在我们自己的物种中,在尼安德特人的DNA中不存在。
“尼安德特人可能有蓝眼睛吗?不,我认为可能不是。”霍克斯说。
在2012年发表的一项研究中,研究人员试图预测三个尼安德特人的出现基于它们的基因型。这三个都携带多个基因的不同眼睛颜色,但都确定为棕色眼睛。有趣的是,这三人被预测有红头发,尽管作者承认他们对这些发现的信心很低,因为他们甚至无法可靠地猜测来自基因组的活人的眼睛和头发颜色。
品种是生活的香料
“不同基因座的多个尼安德特人等位基因在当今的欧洲人中有助于皮肤和头发的颜色,而这些尼安德特人的等位基因在这些特征中很可能是尼安德特人本身在这些特征中很可能可变的。”那么,像现代人类一样,尼安德特人显然并不是所有的颜色,而是它们的遗传构成和表型特征差异很大。
Dannemann说:“我们实际上没有任何证据表明尼安德特人DNA使我们变得更轻或更暗的皮肤,因为您可以找到尼安德特人与肤色的关联,但它们可能朝相反的方向发展。” “一个实际上平均使您肤色较轻,另一个使您更加深色。”
乍一看,这一发现听起来像是我们追求重建典型尼安德特人的另一个死胡同,但是在线条之间阅读,实际上它为猜测它们的外观提供了一些有趣的新见解和肥沃的基础。毕竟,我们知道,当我们从非洲迁移并遇到了世界各地的新环境时,我们自己的物种会形成各种皮肤,头发和眼睛色彩。更具体地说,较轻形式的色素沉着演变为智人从赤道进一步扩散,减少黑色素的产生使我们能够捕获更多的太阳紫外线来生产维生素D。
即使在几乎没有遗传跨界的种群中,这种相同的色素沉着模式始终与纬度直接相关。例如,居住在较高纬度的古代西欧人和东亚人完全独立于彼此独立于皮肤。霍克斯解释说:“这是平行的进化。” “因此,与欧洲有不同的基因与较轻的色素相关。”
根据一个尚未审视的研究,这些特征采用了不可思议的长时间发展,在铁器时代的某些北欧人群中,皮肤仅出现。
像我们一样,尼安德特人分布在全球大部分地区,占据了从北到南的一系列纬度。他们也是,给他们足够的时间来发展各种肤色。我们自己的色素沉着基因与它们的色素沉着基因不匹配的事实意味着我们不能确定它们是什么颜色,但是并不是不合理地想知道他们是否可能分享了我们在远方较北的且在较温暖的赤道区域中更加黑暗的趋势。
例如,我们知道,不同地区的尼安德特人在遗传上适应了它们的环境,而来自较高纬度的人会不断发展的睡眠模式,使他们得以发展。因此,假设他们的皮肤,头发和眼睛的色调可能仅通过不同的(或平行的)对我们自己的基因进行了优化,这是有道理的。
不幸的是,我们的数据中有一个主要漏洞,使我们无法验证这一假设。霍克斯说:“最大的缺失部分是,我们没有尼安德特人的基因组。”霍克斯说。 “我们没有来自以色列尼安德特人的基因组,来自叙利亚尼安德特人,来自伊拉克尼安德特人。因此,由于我们根本没有来自南部的遗传学的遗传学,因此可能发生的最有趣的色素变异可能会发生。”
即使我们这样做了,鉴于他们的大多数色素沉着基因都没有被渗入现代人类,因此无法在行动中看到它们的大部分色素沉着基因,但围绕尼安德特人表型的未解决问题的数量仍然很大。霍克斯说:“如果你真的想谈论我对尼安德特人不了解的知识,我不知道他们的眼睛在整个没有白色的眼睛,例如大猩猩眼睛,”。
最后,尽管对几个高质量的尼安德特人基因组进行了测序,但我们仍然无法观察他们的DNA如何在其丰富多彩,肉质的荣耀中表现出来。 “也许尼安德特人的灰色模式与我们的模式截然不同。也许他们有不同的脱发模式,”霍克斯思考。
“尼安德特人能有条纹吗?这些都是我不知道的。”